Page 72 - คู่มือการวิเคราะห์ดินทางเคมีเพื่อประเมินความอุดมสมบูรณ์ของดิน

ห้องสมุดกรมพัฒนาที่ดิน
64

4.6 ปริมำณเบสที่แลกเปลี่ยนได้ (exchangeable bases)

แคตไอออนที่ดูดซับในดินแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ แคตไอออนที่มีสมบัติเป็นกรด (acid
+
2+
3+
2+
cations) ได้แก่ H และ Al และแคตไอออนที่มีสมบัติเป็นเบส (basic cations) ได้แก่ Ca , Mg ,
+
+

K และ Na แคตไอออนเหล่านี้จะดูดซับอยู่ที่ผิวของอนุภาคดินเหนียวและอินทรียวัตถุ
อนุภาคคอลลอยด์ที่เป็นอนุภาคดินเหนียว หรือ ฮิวมัสในดินตามธรรมชาติมีประจุเป็นลบ
ดังนั้นจึงสามารถดูดยึดไอออนประจุบวกไว้บนผิว ไอออนประจุบวกที่ถูกดูดซับไว้บนผิว (adsorbed
cation) ของอนุภาคคอลลอยด์นี้ สามารถถูกไล่ที่ หรือแลกเปลี่ยนกับไอออนประจุบวกอื่น ที่อยู่ใน
สารละลายดินได้ เช่น Ca เข้าไล่ที่ Na ออกมาได้ ในการแลกเปลี่ยนหรือการเข้าแทนที่ของไอออน
2+
+
ประจุบวกบนผิวอนุภาคคอลลอยด์ จะเป็นไปตามกฎสมมูลย์ทางเคมี (chemically equivalent)
และปฏิกิริยาสามารถเปลี่ยนกลับไปกลับมาได้ (Dynamically change) การที่ไอออนประจุบวกที่ถูก
ดูดซับ (adsorped cation) สามารถถูกไล่ที่หรือถูกแทนที่บนผิวของอนุภาคคอลลอยด์โดยไอออน

ประจุบวกตัวอื่น ๆ ที่อยู่ในสารละลาย เรียกว่ากระบวนการแลกเปลี่ยน (cation exchange) บางครั้ง
เราเรียก แอดซอร์พแคดไอออน (adsorbed cation) อีกชื่อหนึ่งว่า exchangeable cation และ
เรียกไอออนประจุบวกที่อยู่ในสารละลายดินว่า replacing cation
หลักการแลกเปลี่ยนประจุในดิน (ionic exchange or cation exchange) (ไพบูลย์, 2546)

การแลกเปลี่ยนระหว่างไอออนประจุบวกของอนุภาคดินเหนียว กับไอออนประจุบวกใน
สารละลายเกิดขึ้นง่ายหรือยากแตกต่างกันขึ้นอยู่กับ ปัจจัย 4 ประการ คือ
1. ชนิดของไอออนประจุบวกที่ดูดยึดที่ผิวอนุภาคดินเหนียวและไอออนประจุบวกที่แทนที่
(adsorbed cation และ replacing cation)

1.1 ไอออนประจุบวกที่ดูดซับบนผิวอนุภาคคอลลอยด์นั้น
ไอออนประจุบวกจะดูดด้วยแรงที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับขนาดของไอออนประจุบวก
ที่ดูด (adsorbed cation) ในสภาพที่มีน้ าล้อมรอบ (hydrated size) ถ้ามีไอออนประจุบวกขนาดเล็ก

ถูกดูดยึดด้วยแรงมาก ไอออนประจุบวกที่ถูกดูดดึงนั้นจะถูกไล่ที่ยาก ถ้ามีขนาดใหญ่ จะถูกดูดยึดด้วย
แรงมากหรือน้อย ง่ายต่อการถูกไล่ที่หรือไม่เป็นไปตามกฎของคูลอมบ์ (coulomb's law)
ไอออนประจุบวกที่เป็นไอออนประจุบวกหนึ่ง (monovalent) และไอออนประจุ
บวกสอง (divalent) ขณะที่น้ าล้อมรอบมีขนาดจากใหญ่ไปเล็ก เรียงล าดับได้ดังนี้

+
+
+
+
+
monovalent ion ได้แก่ Li > Na > K , NH4 > Rb
+2
+2
+2
+2
divalent ion ได้แก่ Mg > Ca > Sr > Ba

+
+
+
Na มีขนาดใหญ่กว่า K ดังนั้น Na จะถูกดูดยึดกับอนุภาคคอลลอยด์ดินด้วยแรงที่
+
+
+
+
น้อยกว่า K ท าให้ Na สามารถถูกแทนที่ได้ง่ายกว่า K หรือ NH4

1.2 ไอออนประจุบวกที่แทนที่ (replacing cation)
ไอออนประจุบวกที่อยู่ในสารละลายดิน มีอ านาจการไล่ที่ (replacing power)
+
+
+
+
3+
+
2+
+
2+
แตกต่างกันออกไป ดังนี้ คือ Al , H > NH4 > Ca > Mg > K > Na > Li นั่นคือ K
สามารถไล่ที่ Na และ Li ได้หรือ Al และ H มีอ านาจการไล่ที่เท่ากัน การจัดเรียงอ านาจการไล่ที่
+
3+
+
+
ของไอออนประจุบวกที่แทนที่โดยยึดหลัก 2 ประการ คือ