Cation-exchange capacity
کیشن ایکسچینج کیپیسٹی (سی ای سی) اس بات کی پیمائش ہے کہ مٹی کے ذرہ سطحوں پر کتنے کیشن کو برقرار رکھا جا سکتا ہے۔ مٹی کے ذرات کی سطحوں پر منفی چارج مثبت چارج والے ایٹموں یا مالیکیولز (کیٹیشن) کو باندھتے ہیں، لیکن ان کو آس پاس کے مٹی کے پانی میں دوسرے مثبت چارج والے ذرات کے ساتھ تبادلہ کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ یہ ان طریقوں میں سے ایک ہے جس سے مٹی میں موجود ٹھوس مادے مٹی کی کیمسٹری کو تبدیل کرتے ہیں۔ سی ای سی مٹی کی کیمسٹری کے بہت سے پہلوؤں کو متاثر کرتا ہے، اور اسے مٹی کی زرخیزی کی پیمائش کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، کیونکہ یہ مٹی کی متعدد غذائی اجزاء کو برقرار رکھنے کی صلاحیت کی نشاندہی کرتا ہے۔ K +، NH4 +، Ca2 +) پودے کی دستیاب شکل میں۔ یہ آلودگی والے کیٹیشن کو برقرار رکھنے کی صلاحیت کی بھی نشاندہی کرتا ہے (مثال کے طور پر۔ Pb2 +)۔ تعریف اور اصول کیشن-تبادلے کی صلاحیت کو مثبت چارج کی مقدار کے طور پر بیان کیا گیا ہے جس کا تبادلہ فی مٹی کے بڑے پیمانے پر کیا جا سکتا ہے، عام طور پر سی ایم او ایل سی/کلوگرام میں ماپا جاتا ہے۔ کچھ تحریروں میں پرانے، مساوی اکائیوں کا استعمال کیا جاتا ہے، یعنی می/100 گرام یا میق/100 گرام۔ سی ای سی کو برقی چارج کے مولوں میں ماپا جاتا ہے، لہذا 10 سی ایم او ایل سی/کلوگرام کی کیشن-تبادلے کی صلاحیت فی کلوگرام مٹی میں 10 سی ایم او ایل Na + کیشن (1 یونٹ چارج فی کیشن کے ساتھ) رکھ سکتی ہے، لیکن صرف 5 سی ایم او ایل Ca2 + (2 یونٹ چارج فی کیشن)۔ کیشن-تبادلے کی صلاحیت مٹی کے ذرات کی سطحوں، خاص طور پر مٹی کے معدنیات اور مٹی کے نامیاتی مادے پر مختلف منفی چارج سے پیدا ہوتی ہے۔ فائیلوسیلیکیٹ مٹی ایلومینیم اور سلکان آکسائڈ کی پرتوں والی چادروں پر مشتمل ہوتی ہے۔ ایلومینیم یا سلکان ایٹموں کو کم چارج والے دیگر عناصر سے تبدیل کرنا (مثال کے طور پر۔ Al3 + کی جگہ Mg2 +) مٹی کے ڈھانچے کو خالص منفی چارج دے سکتا ہے۔ اس چارج میں ڈیپروٹونیشن شامل نہیں ہوتا ہے اور اس لیے یہ پی ایچ سے آزاد ہوتا ہے، اور اسے مستقل چارج کہا جاتا ہے۔ اس کے علاوہ، ان چادروں کے کنارے بہت سے تیزابیت والے ہائیڈروکسیل گروپوں کو بے نقاب کرتے ہیں جو بہت سی مٹی میں پی ایچ کی سطح پر منفی چارج چھوڑنے کے لیے ڈیپروٹونیٹ ہوتے ہیں۔ نامیاتی مادہ بھی کیشن کے تبادلے میں بہت اہم کردار ادا کرتا ہے، اس کی وجہ اس کے چارج شدہ فعال گروپوں کی بڑی تعداد ہے۔ سی ای سی عام طور پر مٹی کی سطح کے قریب زیادہ ہوتا ہے، جہاں نامیاتی مادے کا مواد سب سے زیادہ ہوتا ہے، اور گہرائی کے ساتھ کم ہوتا جاتا ہے۔ نامیاتی مادے کا سی ای سی انتہائی پی ایچ پر منحصر ہے۔ کیٹیشن کو مٹی کی سطحوں پر ان کے مثبت چارج اور سطح کے منفی چارج کے درمیان الیکٹروسٹیٹک تعامل کے ذریعے جذب کیا جاتا ہے، لیکن وہ پانی کے مالیکیولز کا خول برقرار رکھتے ہیں اور سطح کے ساتھ براہ راست کیمیائی بندھن نہیں بناتے ہیں۔ اس طرح قابل تبادلہ کیٹیشن چارج شدہ سطح کے اوپر پھیلی ہوئی پرت کا حصہ بنتے ہیں۔ بائنڈنگ نسبتا کمزور ہے، اور آس پاس کے حل سے دیگر کیٹیشن کے ذریعے ایک کیٹیشن کو آسانی سے سطح سے ہٹایا جا سکتا ہے۔ مٹی کا پی ایچ مٹی کے ہائیڈروکسی گروپوں یا نامیاتی مادے کے ڈیپروٹونیشن سے منفی چارج کی مقدار آس پاس کے محلول کے پی ایچ پر منحصر ہوتی ہے۔ پی ایچ میں اضافہ (یعنی۔ H + کیٹیشن) کے ارتکاز کو کم کرنے سے اس متغیر چارج میں اضافہ ہوتا ہے، اور اس وجہ سے کیٹیشن-تبادلے کی صلاحیت میں بھی اضافہ ہوتا ہے۔ پیمائش کیشن-تبادلے کی صلاحیت کو دوسرے کیشن کے متمرکز حل کے ساتھ تمام باؤنڈ کیشنوں کو بے گھر کرکے، اور پھر بے گھر کیشنوں یا برقرار رکھے گئے اضافی کیشن کی مقدار کی پیمائش کرکے ماپا جاتا ہے۔ بیریوم (بی اے 2 +) اور امونیم (این ایچ 4 +) اکثر ایکسچینجر کیٹیشن کے طور پر استعمال ہوتے ہیں، حالانکہ بہت سے دوسرے طریقے دستیاب ہیں۔ سی ای سی کی پیمائش پی ایچ پر منحصر ہوتی ہے، اور اس لیے اکثر ایک مخصوص پی ایچ ویلیو پر بفر حل کے ساتھ بنائی جاتی ہے۔ اگر یہ پی ایچ مٹی کے قدرتی پی ایچ سے مختلف ہے، تو پیمائش عام حالات میں حقیقی سی ای سی کی عکاسی نہیں کرے گی۔ اس طرح کی سی ای سی پیمائشوں کو "ممکنہ سی ای سی" کہا جاتا ہے۔ متبادل طور پر، مقامی مٹی کے پی ایچ پر پیمائش کو "موثر سی ای سی" کہا جاتا ہے، جو حقیقی قدر کی زیادہ قریب سے عکاسی کرتا ہے، لیکن مٹی کے درمیان براہ راست موازنہ کو زیادہ مشکل بنا سکتا ہے۔ عام اقدار مٹی کی کیشن-تبادلے کی صلاحیت کا تعین اس کے اجزاء سے ہوتا ہے، جو ان کے انفرادی سی ای سی اقدار میں بہت مختلف ہو سکتے ہیں۔ اس لیے سی ای سی کا انحصار بنیادی مواد پر ہے جس سے مٹی تیار ہوئی، اور ان حالات پر جن کے تحت یہ تیار ہوئی۔ یہ عوامل مٹی کے پی ایچ کا تعین کرنے کے لیے بھی اہم ہیں، جس کا سی ای سی پر بڑا اثر پڑتا ہے۔ بیس سیچوریشن بیس سیچوریشن کیٹیشن Ca2 +، Mg2 +، K + یا Na + کے زیر قبضہ ممکنہ CEC کے فیصد کو ظاہر کرتا ہے۔ انہیں روایتی طور پر "بیس کیٹیشن" کہا جاتا ہے کیونکہ وہ غیر تیزابیت والے ہوتے ہیں، حالانکہ وہ معمول کے کیمیائی معنوں میں بیس نہیں ہوتے ہیں۔ بیس سیچوریشن مٹی کے موسم کا ایک اشاریہ فراہم کرتا ہے اور پودوں کو قابل تبادلہ کیٹیانک غذائی اجزاء کی دستیابی کی عکاسی کرتا ہے۔ اینین-تبادلے کی صلاحیت مٹی کے معدنیات کے مثبت چارج اسی اصول سے اینین کو برقرار رکھ سکتے ہیں جیسے کیشن کے تبادلے سے۔ کاؤلینائٹ، ایلوفین اور آئرن اور ایلومینیم آکسائڈز کی سطحیں اکثر مثبت چارج رکھتی ہیں۔ زیادہ تر مٹی میں کیشن-تبادلے کی صلاحیت آئن-تبادلے کی صلاحیت سے بہت زیادہ ہوتی ہے، لیکن اس کے برعکس انتہائی آب و ہوا والی مٹی میں ہو سکتا ہے، جیسے کہ فیرل سول (آکسی سول)۔ حوالہ جات عمومی حوالہ جات راموس، ایف ٹی ؛ ڈورس E.F.G.C۔ ویبر او۔ ایل۔ ایس۔ بیبر ڈی سی ؛ کیمپیلو جونیئر جے ایچ۔ ؛ میا جے سی ایس۔ (2018) "مٹی کے نامیاتی مادے برازیل میں بغیر کاشتکاری کے تحت اشنکٹبندیی مٹی کی کیشن کے تبادلے کی صلاحیت کو دوگنا کر دیتے ہیں۔" جے سائنس فوڈ ایگریک۔ 10.1002/jsfa.8881 ماحولیاتی کیمسٹری مٹی کیمسٹری