موارد کاربرد کلسیم کربنات در کشاورزی
منابع استئاریک اسید
07/15/2020
اسید استئاریک در صنایع آرایشی
08/14/2020
موارد کاربرد کلسیم کربنات در کشاورزی
کلسیم کربنات، کربنات کلسیم یا CaCO3، ترکیب اصلی موجود در سنگ آهک است. این ماده، یک ترکیب معدنی است و کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف نظیر مواد غذایی، دارویی و صنعت کشاورزی دارد.
از کربنات کلسیم در کشاورزی برای خنثی کردن اسیدیته خاک و تأمین کلسیم (Ca) برای تغذیه گیاهان استفاده می شود. اصطلاح “آهک” می تواند به چندین محصول اشاره داشته باشد، اما برای مصارف کشاورزی عموماً به سنگ آهک استخراج شده از معادن زمین، اشاره می شود.
تولید و استخراج کلسیم کربنات
سنگ آهک یک سنگ رسوبی شناخته شده است که در کانسارهای زمین شناسی، به طور گسترده یافت می شود. در طول تاریخ، این سنگ معدنی به عنوان یک مصالح ساختمانی ثبت شده و برای تهیه مصالح سیمانی و حتی در کشاورزی برای بهبود خاک های اسیدی مورد استفاده قرار گرفته است.
آهک کشاورزی (کربنات کلسیم) به طور گسترده به عنوان ترکیباتی حاوی کلسیم یا منیزیم ( در مقدار میلی گرم) تعریف شده و قادر به خنثی سازی اسیدیته خاک است.
سنگ آهک از معادن استخراج می شود و معمولاً نیاز به خرد کردن مکانیکی دارد. دانه بندی کربنات کلسیم در میزان سرعت واکنش آن با اسیدیته خاک مهم است. سنگ آهک با اندازه ذرات کوچکتر به دلیل سطح بزرگتر، واکنش شیمیایی را با سرعت بیشتری انجام می دهد.
ذرات بزرگتر، کندتر، واکنش نشان می دهند اما منبع دائمی و ماندگارتری برای خنثی سازی اسید را فراهم می کنند. دانه بندی و اندازه ذرات به طور معمول در برچسب محصول ظاهر می شود.سایر مواد موجود در آهک کشاورزی – مانند خاک رس – باعث کاهش خلوص آن شده و از ظرفیت خنثی کنندگی اسید، کاسته می شود.
اثر آهک بر اساس مقایسه آن با کربنات کلسیم خالص (CaCO₃)، مقداری که به عنوان معادل درصد کربنات کلسیم (CCE) یا calcium carbonate equivalent بیان شده است، رتبه بندی می شود. کربنات کلسیم در خاک های اسیدی نسبت به خاک های خنثی یا قلیایی، محلول تر است.
ویژگی های شیمیایی و فیزیکی کلسیم کربنات
| خواص فیزیکی و شیمیایی CaCO3 | |
| فرمول شیمیایی | CaCO3 |
| جرم مولی | 100/0869 g/mol |
| ظاهر ترکیب | پودر ریز سفید رنگ – بدون بو |
| دانسیته | 2/711g/cm3 (کلسیت) 2/83 g/cm3 (آراگونیت) |
| نقطه ذوب | 1/339 °C (کلسیت) 825 °C (آراگونیت) |
| نقطه جوش | تجزیه می شود |
| حلالیت در آب | 0/013 g/L (25 °C) |
| انحلال پذیری(Ksp) | 3/3×10−9 |
| حلالیت در اسیدهای رقیق | محلول |
| آنیون ها | بی کربنات کلسیم |
| کاتیون های مربوطه | کربنات منیزیم کربنات استرانسیوم کربنات باریم |
| ترکیبات مشابه | سولفات کلسیم |
کلسیم کربنات برای مصارف کشاورزی
استفاده از کربنات کلسیم در رتبه اول، برای افزایش pH خاک های اسیدی و کاهش غلظت آلومینیوم (Al) در محلول خاک است. رشد ضعیف محصولات زراعی در خاک های اسیدی تا حد زیادی از آلومینیوم که برای رشد ریشه بسیاری از گیاهان، سمی است، ناشی می شود.
آهک از طریق دو واکنش باعث کاهش محلول بودن آلومینیوم می شود:
CaCO₃ + H₂OICa²⁺ + 2OH⁻ + CO₂ and Al₃ + [محلول] + 3OH – IAl (OH)₃ [نامحلول]
علاوه بر این کاربرد مهم که از کربنات کلسیم در کشاورزی اشاره کردیم، اضافه کردن آن به خاک، همچنین مقدار کلسیم (و احتمالاً منیزیم) را برای تغذیه گیاه فراهم می کند. برخی از مزایای دیگر خنثی کردن اسیدیته خاک با این ترکیب معدنی شامل موارد زیر است:
• افزایش مقدار فسفر (P) قابل دسترس توسط گیاهان در خاک
• اصلاح نیتروژن (N) خاک
• کمک به تولید نیتروژن معدنی خاک
• استفاده بهتر از آب، بازیابی مواد مغذی و عملکرد گیاهان با ریشه های سالم تر
مدیریت اندازه ذرات کربنات کلسیم برای مصارف کشاورزی
کارشناسان آزمایشگاه می توانند به راحتی مقدار کربنات کلسیم مورد نیاز برای تنظیم شرایط استاندارد و مطلوب pH خاک را تعیین کنند. معمولاً کشاورزان، آهک را به طور یکنواخت در خاک پخش می کنند و سپس آن را در منطقه اطراف ریشه مخلوط می کنند. با این وجود، خنثی سازی اسیدیته خاک یک فرآیند سریع و لحظه ای نیست و بسته به شرایط خاک و محیط باید به صورت دوره ای تکرار شود. میزان کاربردهای معمولی به ازای هر هکتار در هزار، اندازه گیری می شود.
مصارف غیر کشاورزی از کربنات کلسیم
سنگ آهک (کلسیم کربنات) یکی از پرکاربردترین مواد معدنی است. علاوه بر استفاده در ساختمان و ساخت و ساز، کاربردهای متنوع آن شامل کنترل آلودگی هوا، سیستم های تصفیه آب آشامیدنی و فاضلاب، تثبیت خاک، داروها، آنتی اسیدها و مواد آرایشی است.
