PERILAKU KATION PADA TAPAK PERTUKARAN

Permukaan misel liat yang bermuatan negatif dapat dengan kuat menarik kation.  Ikatan  kation pada permukaan misel, menetralisasi muatan negatif liat.  Kation-kation tersebut dapat berpindah dari misel dan digantikan oleh kation lain dalam larutan tanah.  Beberapa faktor yang mengontrol seleksi kation yang meninggalkan misel dan yang terjerap.  Dua faktor penting adalah  1) kekuatan relatif ikatan-ikatan tiap-tiap kation; dan 2) jumlah tiap-tiap jenis kation.

Jika dua kation ada di dalam tanah dalam jumlah yang sama, yang satu terikat paling kuat pada tapak  pertukaran  sedangkan yang lain memiliki ikatan yang lemah, maka tapak pertukaran akan didominasi oleh kation yang memiliki ikatan yang kuat tersebut.  Kation yang paling kuat diadsorbsi adalah Aluminium dan selanjutnya mengikuti urutan sebagai berikut :

                        Al³⁺ > H⁺ > Ca²⁺ >Mg²⁺ > K⁺ ≥ NH₄⁺ > Na⁺

Deret ini sering disebut dengan deret Lyotropik (kekuatan jerapan kation). Sifat-sifat kation menentukan kekuatan jerapan atau kemudahan desorpsinya (pelepasan).  Pertama, kekuatan adsorpsi (jerapan) secara langsung proporsional dengan muatan kation.  Semakin besar muatan maka kekuatan jerapan semakin besar pula.  Kedua, kekuatan jerapan kation dengan muatan yang sama ditentukan dengan ukuran radiusnya atau kation terhidrasinya (Tabel 2.2.).  Dengan semakin meningkatnya ukuran kation terhidrasi, maka jarak antara kation dan permukaan liat meningkat.  Kation yang terhidrasi lebih besar tidak dapat dengan mudah menuju ke tapak pertukaran sebagaimana kation yang lebih kecil, sehingga kekuatan jerapannya menurun.

Tabel 2.3. Kation  yang Berhubungan dengan Tapak Pertukaran dalam Tanah

Ion	Berat Atom (g/mol)	Berat Equivalen (g/eq)	Non  terhidrasi (nm)	Radius ionic terhidrasi (nm)
Al3+	27	9	0,051
H+	1	1
Ca2+	40	20	0,099	0,96
Mg2+	24	12	0,066	1,08
K+	39	39	0,133	0,53
NH4+	18	18	0,143	0,56
Na+	23	23	0,097	0,79

Faktor kedua yang mengontrol seleksi kation yang lepas dan terjerap pada misel adalah aksi massa yang berarti bahwa semakin besar jumlah suatu ion di dalam tanah, maka akan lebih banyak tapak pertukaran yang ditempati oleh ion tersebut. 

Kation yang diikat dengan lemah dan berada dalam kontak langsung dengan larutan tanah, akan dapat ditukar dengan mudah.  Kation tersebut disebut dengan kation yang dapat dipertukarkan (exchangeable cation).  Sedangkan kation yang diikat sangat kuat atau terjerap diantara lapisan misel liat akan sulit dilepaskan ke dalam larutan tanah, ion tersebut disebut sebagai ion yang tidak dapat dipertukarkan (non-exchangable cation).