Масъул муҳаррир: академик Т. Н. Долимов, г м. ф д., проф. Тақризчилар

111- расм. Гравитацион нураш. www.artphotoclub.com



Кислотали-ишқорли муҳит сувдаги водород ионларининг концентрацияси билан белгиланади. У муҳитнинг водород кўрсаткичи (рН) дейилади.
Кимёвий тоза сув ҳам оз миқдорда бўлсада Н⁺ ва ОН^- ионларига парчаланган бўлади. 22°С ҳароратли 1 литр сувда ушбу ионларнинг концентрацияси 1х10^-7 грамм-ионга тенг бўлади. Бундай кичик миқдорни ифодалаш қулай бўлиши учун унинг ўнлик логарфмини тескари ишора билан ёзиш қабул қилинган. Нейтрал муҳитда рН 7,0 га тенг бўлади. Бу катталик сувли муҳитнинг муҳим кўрсаткичи ҳисобланади. Шуни ёдда тутиш лозимки, рН ўнлик логарифмда олинганлиги учун унинг 1 бирликка ўзгариши водород ионлари концентрациясининг ўн мартага ўзгарганлигини билдиради.
Нейтрал муҳитда водород ва гидроксил ионларининг концентрацияси ўзаро тенг, яъни рН=ОН=7,0 бўлади. рНнинг қиймати 7 дан кичик бўлса, муҳитнинг нордонлигини, 7 дан катта бўлса, аксинча, ишқорийлигини билдиради.
Эритманинг рН кўрсаткичи ундаги барча кислота, тузлар ва асосларнинг диссоциацияси ёки гидролизи туфайли ҳосил бўлган водород ионларининг умумий концентрациясини ифодалайди.
Табиий сувларнинг рН кўрсаткичи унда эриган карбонат ангидриднинг умумий миқдорига боғлиқ. Сувда эриган СО₂ кучсиз ва беқарор карбонат кислотани (Н₂СО₃) ҳосил қилади. Карбонат кислотанинг диссоциацияси (Н⁺ ва НСО₃^-) муҳитнинг нордонли­гини оширади.
Ҳавода карбонат ангидриднинг миқдори 0,03% га тенг. Сувда у ўнлаб ва юзлаб марта кўп эриган бўлади. Карбонат кислота муҳитнинг рН кўрсаткичини пасайтиради, яъни унинг нордонлигини оширади. Нордон сувлар карбонатли бирикмаларни эритади ва силикат асосларини сиқиб чиқаради.
Карбонат ангидриднинг манбаи бўлиб тирик организмларнинг ҳаёт-фаолияти, органик қолдиқлар ва карбонатли бирикмаларнинг парчаланиши ва вулканизм жараёнлари ҳисобланади. Карбонат кислотанинг миқдори ботқоқ сувлари ва торфяникларда юқори бўлади.
Кимёвий нурашда сульфидларнинг оксидланишидан ҳосил бўлган сульфат кислота ва органик материалларнинг чириши туфайли вужудга келган гумин кислоталари ҳам катта аҳамиятга моликдир.
Оксидловчи-тикловчи муҳит. Муҳитнинг оксидлаш ёки тиклаш хусусиятлари оксидловчи–тикловчи имконияти (Еh) билан белгиланади. Оксидланган моддалар кам электронларга эга ва шунинг учун ҳам улар тикланган моддаларга нисбатан юқорироқ электр потенциалига (имкониятига) эга бўлади. Муҳитнинг Еh кўрсаткичи милливольтларда (мв) ўлчанади.
Табиий сувларнинг Еh кўрсаткичи газ режими билан тартибга солинади. Юза сувларининг Еh кўрсаткичи -300 мв дан +500 мв гача ўзгаради. Водородсульфидли ил чўкиндиларида у 0 дан паст бўлиб, - 300 мв гача камаяди.
Бирикманинг Еh кўрсаткичи қанча паст бўлса, унинг бошқа моддаларни тиклашда фаоллиги шунча юқори бўлади ва ўзи оксидланиш хусусиятига эга бўлган кучли тикловчидир. Аксинча, Еh кўрсаткичи қанча юқори бўлса, у шунча кучли оксидловчидир. Шу ўринда тикланган моддалар оксидловчилар бўлиб саналади. Бинобарин, улар оксидлаш жараёнида бошқа моддалардан кислородни бириктириб олиш хусусиятига эгадир.
Нефтли сувларда тикловчи бўлиб водородсульфид, икки валентли темир ионлари ва углеводородлар (нефт, газ) ҳисобланади. Нефтли сувларда Еh кўрсаткичи паст, манфий бўлади.
Кимёвий нураш кимёвий жараёнларнинг 5 турини: 1) эриш, 2) гидролиз, 3) ион алмашув, 4) оксидланиш ва 5) органик реакцияларни ўз ичига олади.
Эриш минералларнинг ион ёки коллоид эритмага ўтишидан иборат. Кўплаб минералларнинг эрувчанлиги жуда паст. Жинс ҳосил қилувчи минералларнинг катта қисми кам миқдорда эрийди. Кенг тарқалган минераллар галит (NaCl) энг юқори эрувчанлик даражасига эга. Гипснинг эрувчанлиги галитникига қараганда 40 марта кам. Кальцит тоза сувда ёмон эрийди. Аммо кальцитнинг эриши сувда эриган карбонат ангидрид, яъни карбонат кислота эвазига амалга ошади:

СаСО₃ + Н₂СО₃ = 2НСО₃^- +Са²⁺.

Карбонат ангидрид табиий сувларга атмосферадан ва органик моддаларнинг парчаланишидан ўтади. Сувда карбонат ангидрид қанча кўп бўлса, унда шунча кўп кальцит эрийди. Кальцит, арагонит, магнезит ва доломитнинг сувда эриши ўхшаш ҳолда кечсада, магнезит ва доломит кальцит ва арагонитга нисбатан секин эрийди.

Гидролизда кимёвий бирикмалар сув билан реакцияга киришиб, кучсиз кислоталар (масалан, H₂CO₃) ёки кучсиз асослар (масалан, NH₄OH) ҳосил қилади. Силикатли минералларнинг нураши гидролиз реакциясининг шу турига боғлиқ бўлади.
Гидролиз реакцияси кечишида ажралиб чиққан кремнезёмнинг бир қисми H₄SiO₄ маҳсулотлари ҳолида эмас, балки коллоидлар шаклида эритмага ўтади. Кремнезёмнинг қолган қисми нураш қобиғида майда аморф заррачалар каби чўкмага ўтади. Юқорида келтирилган карбонат ангидрид қатнашуви реакциясидан кўриниб турибдики, уларнинг одатдаги маҳсулоти бикарбонат-ион (НСО₃^-) бўлади. Шунинг учун ҳам чучук сувларда бикарбонат-ион кўп бўлади.
Ион алмашув реакциялари гил минералларида қатламлараро ва сиртқи ионларининг (катионлар ва анионлар) эритма ионлари билан фаол алмашинишида содир бўлади. Аммо ион алмашув силикатлар нурашининг дастлабки босқичида ҳам кечиши мумкин. Бунга юқорида келтирилган реакция тенгламасида кремний кислота ҳосил қилувчи силикатлар структурасидаги метал катионларининг водород ионлари билан ўрин алмашинишини мисол қилиб кўрсатса бўлади. Ҳудди шундай биотитдан гил минералларининг ҳосил бўлишида ҳам кечади. Ион алмашув реакциясида гил минералларидан ташқари органик моддалар ва коллоидлар ҳам қатнашиши мумкин.
Оксидланиш - бу кимёвий реакция жараёнида электрон беришдир. Фақатгина бирдан ортиқ оксидланиш даражасига эга бўлган беш элемент юза шароитида кечадиган оксидланиш-тикланиш реакцияларида фаолдир. Улардан биринчиси – кислород кўплаб оксидланиш жараёнларида қатнашади. Бошқа элемент – темир нураш маҳсулотларига ранг берувчи бирикмалар ҳосил қилади.
Сульфидларга бой бўлган чўкинди жинсларда темир ва олтин­гугуртнинг оксидланиши ва гидратацияси кузатилади. Темир, шу­нингдек бошқа металларнинг сувли ва сувсиз сульфатларга ўтиши амалга ошади. Икки валентли металларнинг сульфатлари кислород, сув ва сульфат кислотали муҳитда оксидланади ва уч валентли метал сульфатларига айланади. Бунда бир қатор минераллар ҳосил бўлади.
Сульфатли бирикмалар ҳосил бўлиш жараёнида сульфат кислота ҳам пайдо бўлади. Унинг бир қисми икки валентли метал сульфатларининг уч валентли сульфатларгача оксидланишига сарф бўлади. Кўп ҳолларда сульфатлар осон эрийдиган бирикмалар бўлиб, грунт сувлари билан эритмалар шаклида олиб кетилади. Фақат саҳро ва яримсаҳродаги қуруқ иқлим шароитидагина метал сульфатлари нураш қобиғида сақланиб қолади ва тўпланади.
Уч валентли темир сульфатлари юқори эрувчанликка эга бўлишидан ташқари турғун бўлмаган (беқарор) бирикмалардир. Улар асосан гидролизланади ва эритмалардан темир гидрооксидлари тарзида чўкмага ўтади.
Сульфидларнинг оксидланишидан ҳосил бўлган сульфат кислота бошқа бирикмалар, хусусан карбонатлар ҳамда калий, кальций, натрий, магний, алюминий ва темирли эритмалар билан реакцияга киришиб, камроқ эрувчанликка эга бўлган сульфатлар: гипс, аччиқтошлар, ярозит, алунит, алюминит ва бошқалар ҳосил бўлади.
Шундай қилиб, сульфидли тоғ жинсларининг нураш жараёнида қуйидаги минераллар: темир гидрооксидлари, мелантерит, гипс, аччиқтошлар, ярозит, алунит ва бошқа оғир металларнинг сульфатлари вужудга келади.
Сульфатларнинг ҳосил бўлиши нордон муҳитда (рН < 7) кечади. Бунда карбонатлар ва фосфатлар тўла эриш даражасигача парчаланади ва сульфатлар, баъзан кремнезём билан ўрин алмашиниши кузатилади.
Оксидланиш реакциясида қатнашувчи бешинчи элемент – углерод органик моддалар ҳисобига вужудга келади ва карбонат ангидрид ҳосил қилади:

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ =6СО₂ + 6Н₂О

Ушбу реакция натижасида ҳосил бўлган СО₂ кейинчалик эриш ва гидролиз жараёнларида қатнашади.

Органик углероднинг оксидланиши микроорганизмлар (бакте­риялар) таъсирида кечади ва реакция натижасида ажралиб чиққан энергиядан фойдаланади. Микроорганизмлар темир, марганец ва олтингугуртнинг оксидланишида қатнашади. Улар нураш билан боғлиқ бўлган бошқа реакцияларнинг кўпчилигида ҳам бевосита ёки билвосита иштирок этади. Лишайниклар, сувўтлари ва мохлар нурашнинг фаол омиллари ҳисобланадилар. Улар силикатли минераллардан катионларни ўзлаштириб олиши мумкин ҳамда эриган ва аморф кремнезёмни сиқиб чиқаради. Минералларнинг парчаланиши қисман ўсимлик илдизларида ҳосил бўладиган органик кислоталар таъсирида кечади. Органик кислоталар чириётган органик материалларда бактериялар фаолияти туфайли ҳосил бўлади.
Нураш муҳитининг нордон шароити дала шпатлари, слюдалар ва гидрослюданинг каолинитлашишига ва баъзи ҳолларда эркин кремнезём гидратларининг ҳосил бўлишига олиб келади.
Хусусий ҳолда гидратация жараёни ангидриднинг гипсга ай­ланишида кузатилади. Темир минералларининг (гематит, гётит, ле­пидокрокит ва б.) гидратациясида темир гидрооксидлари вужудга келади.
Гипергенез зонасида моддаларнинг эриши ва эритма тарзида юза ва ерости сувлари билан олиб чиқиб кетилиши ҳам муҳим аҳамиятга эга. Галогенлар, сульфатлар, нитратлар осон эрувчи, карбонатлар ва фосфатлар кам эрувчи бирикмалар саналади. Бунга органик ва анорганик кислотали сувлар айниқса фаол таъсир кўрсатади.
Кимёвий нураш бўшоқ вулкан туфларида жадал кечади. Бунда уларнинг орасига агресссив сув кириб бориши учун юқори даражадаги ғоваклиги ва киритувчанлиги муҳим аҳамиятга эга (112-расм).