الخواص الفيزيوكيميائية لـ”كربونات الصوديوم”

1995 ري وصرف ومعالجة التملح

د.علي عبدالله حسن

KFAS

الخواص الفيزيوكيمائية لكربونات الصوديوم الكيمياء

تبعاً لمعطيات منشورة [88] فإن الأشكال البلورية لكربونات الصوديوم في الأتربة هي من الأنواع التالية : الصودا ،  التيرموناتريت “thermonatrite” ويتبلور هذا المينيرال بأشكال مختلفة ، ويتجمع في الأتربة وفي الصخور على شكل حبيبات ناعمة . 

كما يوجد مينيرال آخر لكربونات الصوديوم هو التورنا  “torna” الموجود عادة في الأتربة الملحية . 

كما قد يوجد على ضفاف البحيرات القلوية المالحة ، وذلك على شكل توضعات صافية ، وأخيراً ناهكوليت “Nahcolite” (NaHCO3) ويوجد بشكل عام برفقة المينيرالات الثلاثة الأخرى المذكورة أعلاه .

 

وتتميز كربونات الصوديوم بانحلاليتها المتعلقة بدرجة الحرارة ، وهذا ما يؤثر بشكل مباشر على وجودها في الطبيعة ، وايضاً على نوعية المركبات الملحية الأخرى التي توجد معها . 

ففي درجات الحرارة من الصفر وما دون ، يبلغ معدل انحلال كربونات الصوديوم في الماء ويصل هذا المعدل في الدرجة 30C° إلى مستوى كلور الصوديوم ؛ أي  ويرتفع معدل الانحلال هذا مع ارتفاع درجات الحرارة حتى يصل إلى سوية .

وهذا يعني أن انحلالية كربونات الصوديوم في شروط درجات الحرارة العالية تتجاوز انحلالية كلور الصوديوم بكثير . 

 

ويمكننا القول هنا إن تأثر انحلالية كربونات الصوديوم بدرجات الحرارة مشابه لتأثر انحلالية سلفات الصوديوم بها . 

كما تتاثر إنحلالية بيكربونات  الصوديوم بدرجات الحرارة ، ولكن بسوية أقل من كربونات الصوديوم ، ويبقى معدل انحلالية بيكربونات الصوديوم في درجات الحرارة العالية أقل من معدل انحلالية كربونات الصوديوم  [88].

وتؤثر هذه الخاصية لكربونات الصوديوم بشكل مباشر في وجودها في الطبيعة ، ففي مجال درجات الحرارة (0 – 15°C) وما دون ، تترسب كربونات الصوديوم ، سواء في البحيرات أو الأتربة ، مترافقة مع سلفات الصوديوم . 

 

في حين يبقى كلوريد الصوديوم منحلاً في الماء ، سواء الماء النافذ إلى العمق الترابي ، أو ذلك المنساب سطحياً ، وهذا يعني أن المناطق المناخية الباردة ، أو تلك المتميزة بشتاء طويل تحصل فيها توضعات مهمة لكربونات وسلفات الصوديوم . 

أما في المناطق الحارة، فإن الوضع يأخذ مساراً آخراً ، نظراً لأن انحلالية الصودا تتجاوز الكلوريد والسلفات في درجات الحرارة العالية . 

لهذا يحصل فصل في المحاليل الحاوية على مثل هذه الأملاح ، وهكذا تميل الصودا وايضاً البيكروبنونات ، نحو التجمع في المناطق التي مجمل منسوبها الملحي العام صغير .  وهذا يعني في تلك المناطق حيث تبدأ المراحل الأولى لتجمعات الملح  [88].

 

وهنا لا بد من الإشارة إلى نقطتين أساسيتين وهما ]من  [88:

– أن التمايز في الانحلالية في درجات الحرارة بين الصودا وكلوريد الصوديوم يفسر ندرة تجمعات مختلطة لكلا الملحين في الطبيعة .

– من ناحية أخرى أن درجة انحلالية كربونات الصوديوم تتعلق ، إلى حد كبير ، بالأملاح الموجودة في المحلول ، وهذا ما يفسر ندرة وجود كربونات الصوديوم في المياه الطبيعية المالحة .

 

ومن منظور – آخر إن وجود كربونات الصوديوم في محلول ما يؤثر بشكل مباشر في انحلالية كربونات الكالسيوم ، وهذا موضوع بالغ الأهمية في مجال كيمياء التربة  [88]، وذلك أن المحاليل ، حتى ذوات القلوية المتدنية تخفض وبشكل حاد انحلالية كربونات الكالسيوم.

وبالتالي تواجد الكلس في المحلول ، وهذا ما يفسر عدم وجود الكلس في المياه الجوفية الحاوية على أملاح قلوية ، في حين نجد تجمات كلسية ظاهرة في صخور وأتربة هذه المناطق .

أما الموضوع البالغ الأهمية من منظور كيميائية الأتربة القلوية ، فهو العلاقة بين قلوية الأتربة وتحديداً وجود كربونات الصوديوم فيها ، وحركية (mobility) كل من وأيضاً المادة العضوية .

 

ويمكننا أن نضيف في هذا المجال أن الأتربة القلوية ليست حاوية على تجمعات من بيكربونات الصوديوم وصوديوم المبادل فقط ، بل أيضاً وفي الوقت نفسه تحوي على مركبات من ومادة عضوية . 

علماً أن تركيز مثل هذه المركبات في المحلول يكون عادة منخفضاً ، لكن التأثير وبالتالي التغيرات التي تحصل للأتربة من جرائها كبيرة ، ذلك أن هذه المركبات تؤدي إلى تغيرات أساسية في التركيب المينيرالي (من mineral) لمثل هذه الأتربة  [88].

والمحيط الذي تسوده هذه الشروط يؤدي إلى تشكلات من المونتمورولينيت “montmorillonite” والحاوية على مركبات عضوية قابلة للتأين ، أيضاً ، وفي مثل هذا المحيط يمكن أن يحصل تحول للكاولونيت “Kaolonite” إلى مونتمورولينيت ، وتتميز مثل هذه الأتربة ، وحتى الصخور الحاوية على هذه المركبات باللون الغامق ، وبالتمدد الكبيرين [88]. 

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]