6. İYON DEĞİŞİMİ

İyon değişimi Toprak yüzeylerinde adsorbe olan iyonlar toprak çözeltisinde bulunan iyonlarla yer değiştirebilir.

Toprakta iyonlar nereden gelir? Organik kolloidler ve inorganik miseller (killer) iyon değişim yerleridir. Toprakta iyonlar nereden gelir? Organik maddeden salınır Yağmur ile Ana materyalin ayrışması ile

Değişebilir katyonlar (toprak yüzeyindeki) yıkamayla uzaklaştırılamaz. Eriyebilir katyonlar (çözeltideki) Yıkamayla uzaklaştırılabilir.

Toprak kuruduğunda… …değişebilir katyonlar toprak yüzeyindeki adsorpsiyon yerlerinde tutulur. …eriyebilir katyonlar (ve anyonlar) çökelir veya tuzlar halinde kristalize olur.

Eriyebilir katyonların çökelmesine örnek

Toprak yüzeyinde değişebilir ve değişemez iyonlar bulunur. : Değişebilir: zayıf halde tutulmuş, toprak çözeltisi ile temas halinde, hızlı değişime hazır halde. “outer sphere complex”: dış daire kompleksi Değişemez: “inner sphere complex”: iç daire kompleksi Kuvvetli bağlarla adsorbe edilmiş veya ulaşılamayan yerde tutulmuş iyonlar (ör: İllitin katları arasında K+ ) İyon değişiminin bir parçası değildir!

İyon değişiminin kuralları: 1-Olay geri dönüşümlüdür 2-Ekivalan miktarlardea değişim olur 3-Oran kanunu: Değişebilir katyonların oranı ile çözeltideki katyonların oranı aynı olmalıdır.

K gübrelemesi… K+ Ca+2 Ca+2 K+ Ca+2 + K+ + K+ K+ Ca+2 K+ K+ K+ Aynı oran

Adsorpsiyon enerjisi kuvvetli----------------------------Zayıf Al+3 > Ca+2 > Mg+2 > [K+ = NH4+ ] > Na+ > H+ (yük ve hidrate yarıçap esas alınarak

6.1.Katyon Değişim Kapasitesi (KDK) değişebilir katyonlar olarak bilinirler toprak çözeltisinden katyonları çekme – alma kapasitesi (örneğin, kil mineralleri net negatif yüklerinin bir ölçüsüdür) meq/100g biriminde ölçülür (100 g kilin içerdiği net negatif yük) milieşdeğerlik sayısı yüksek değerlikli ve yalın yarı-çapları büyük olan katyonların iyonik yer değiştirme gücü daha fazladır. Al3+ > Ca2+ > Mg2+ >> NH4+ > K+ > H+ > Na+ > Li+

KATYON DEĞİŞİMİ: Kolloid yüzeyinde adsorbe edilmiş olan değişebilir katyonlarla toprak çözeltisi içinde bulunan katyonların yer değiştirmesi Katyon Değişim Kapasitesi: Bir toprağın adsorbe edebileceği değişebilir katyonların toplam miktarıdır. me/ 100 g toprak 1 miliekivalan, 1 miligram H ile bağlanan yada onun yerine geçen diğer bir iyonun miktarıdır. KDK ‘ si 10 me/100g ise 100g toprak 10mg H veya ona eşdeğer katyon tutmaktadır anlamına gelir.

Kil parçacıkları ve toprak organik maddesi (Humus) 6.2.ADSORPSİYON: kolloidin dışına elektrostatik çekilme ; NOT: (absorpsiyon ile aynı olay değil)! - Katyonlar toprak çözeltisinin dışına çıkarak anyonik toprak kolloidlerine yaklaşarak daha önce tutulmuş katyonları toprak çözeltine geri iterek (kil veya humus) tutulurlar Kil parçacıkları ve toprak organik maddesi (Humus) Her bir kolloid, (kil veya organik) negatif yüklüdür. (+) yüklü parçacıkları çeker, (-) yüklü parçacıkları iterler.

6.3.Killerin elektrik yükleri nereden gelir? İyonik (izomorfik) Yer-değiştirme Kil mineralleri iyonik yer değiştirme veya OH gruplarındaki hidrojenlerin dissosiye olmasıyla negatif yük kazanmaktadır. Bu yüklere kristal kafese bağlı oldukları için daimi “Permanent yük” denir. Bu şekilde yük kazanımı en çok 2:1 tipi kil minerallerinde görünür. Bu şekilde elde edilen yüklerle hem H iyonları hem metalik iyonlar (Na, K, Mg, Ca) değişim yapabilir.

6.4.BAZLA DOYGUNLUK YÜZDESİ Bir toprağın kolloidal komplekslerinin içerdiği değişebilir bazların ( Ca, Mg, K, Na) katyon değişim kapasitesinin yüzdesi olarak ifade edilen miktarlarına bazlarla doygunluk yüzdesi adı verilir. Bir toprağın bazla doygunluk yüzdesi 80 ise, kolloidin negatif yüklerinin % 80’i bazlar, % 20’si H+ tarafından doyurulmuş demektir. Bazla doygunluk%= Değişebilir bazlar (meq/100g) KDKx100 Hidrojenle doygunluk yüzdesi: Bir toprağın kolloidal komplekslerinin içerdiği değişebilir hidrojenin kapasitesinin yüzdesi olarak ifade edilen miktarlarına hidrojenle doygunluk yüzdesi adı verilir. değişebilir H meq/100 g= KDK (meq/100)x 100 Kurak bölge topraklarının bazla doygunluk yüzdeleri %100 ve pH 8-10

Örnek: 1 toprağın KDK: 16 me/100g, değişebilir bazları oluşturan katyon toplamı 12 me/100 g ise bazla doygunluk yüzdesi? 12/16 x 100= % 75 Yani: Toprağın KDK’sinin % 75’ini Ca, Mg, Na, K katyonları ile %25’ini H ve Al iyonları oluşturmaktadır. KDK üzerine; Kil tipi, Kil miktarı, Organik madde miktarı, pH etkilidir.

Katyon değişim kapasitesine kolloid tipinin etkisi 6.5. Katyon değişim kapasitesine toprak tekstürü ve organik madde miktarının etkisi Kil tipi aynı kalmak koşulu ile toprağın kil yüzdesi arttıkça katyon değişim kapasitesi de artmaktadır. Kumlu olan hafif topraklarda kil kolloidleri ve humus miktarları düşük olduğundan dolayı, killi olan ağır bünyeli topraklara göre katyon değişim kapasiteleri daha düşüktür. Katyon değişim kapasitesine kolloid tipinin etkisi Humus miktarı eşit olmak koşulu ile aynı miktarda kil içeren topraktan montmorillonite sahip olanın katyon değişim kapasitesi, kaolinite sahip olan toprağa göre 10-12 kat daha fazladır. Buradan anlaşılacağı üzere bir topraktaki kil tipi ve miktarı ile humus miktarı belirlendiğinde, o toprağın katyon değişm kapasitesini tahmin etmek mümkündür.

Problem: 1 HA: 1,15 g/cm3 olan killi bir bir toprağın KDK=10me/100g ise değişebilir H iyonları (tutulabilir) miktarı?

Çözüm 1: HA=1 olduğunda 1 da arazide 200.000 kg toprak 200.000 x 1.15= 230.000 kg toprak var. 1 me H= 1mg H 100 g toprak 10 mg H 100.000 mg toprak 10mg H 230.000 kg toprak 23kg H tutulabilir

Problem 2: HA: 1,15 g/cm3 olan killi bir toprağın KDK=10me/100g ise değişebilir Ca iyonları (tutulabilir) miktarı?

Çözüm: 1 mg H ile yer değiştirebilmek için (20 mg Ca= 1 me Ca, tesir değerliği 2) 40:2=20 mg Ca 10 me x 20 mg = 200 mg Ca 100.000 mg toprak 200mg Ca 230.000 kg toprak 460 kg Ca tutulabilir

Problem 3: Eğer 100 g toprak 300 mg Ca tutuyor ise bu toprağın KDK?

Çözüm KDK= 300: 20= 15 me/100g

Soru: Hangisinde Ca’un yarayışlılığı (bitkiler tarafından kolayca alımı) daha fazladır? 1. toprak 2. toprak KDK=10 me/100g KDK=40 me/100g 8 me Ca 8 me Ca Not: Toprak kolloidleri tarafından adsorbe edilen bir katyonun yarayışlılığı toplam miktarına değil yüzde oranının yüksekliğine bağlıdır.

ÇEŞİTLİ MADDELERİN KDK DEĞERLERİ

6.6. Toprak Çözeltisi Katyon Konsantrasyonu katyon konsantrasyonu kil tanesinden uzaklaştıkça azalır + katyonlar - - - - - - - - - - - - - - kil taneciği Elektriksel çift katman Serbest su

Toprakta Kalsyum’un Yarayışlı Hale Getirilmesi Kolloid yüzeyi Ca + 2H2CO3  H + Ca(HCO3)2 Çözünebilir bikarbonat Adsorbe-edilmiş Ca+2 Adsorbe-edilmiş H+

Karşılaştırma Mineral Özgül yüzey (m2/g) KDK (meq/100g) Kaolinit 10-20 3-10 Illit 80-100 20-30 Montmorillonit 800 80-120 Klorit 80

Açık kristal kenarlarındaki kırılmalar:pH ya bağlı yük Kaolinit gibi kil minerallerinin düz olan dış yüzeylerine dahil olmak üzere bütün slikat killerinde kenarların kırılması ile hidroksil grupları açığa çıkar. Bu şekilde elektrik yük kazanımı en çok 1:1 killerde olur Değişken yük pH’a ve ortamdaki tuz konsantrasyonuna göre değişir. Değişken yük üzerine pH daha etkili olduğu için bu yüke pH’ya bağlı yükte denir.

Negatif yüklü killer ve organik madde (humus) Kırık kenarlar ve izomorfik yer değişim – 2:1 silikat killeri Hidroksil gruplarından H+ kaybı – 1:1 killer (kaolinit) – oksit killeri (gibsit, hematit, götit) – amorf killer (allofan) – humus Kırık kenarlardaki yükler ile hidroksil yükleri değişkendir ve pH’ya bağlıdır. İzomorfik yerdeğişimi ile oluşan yükler daimi yüklerdir ve pH’ya bağlı olarak değişmez

-Bir iyonun ne kadar kuvvetli tutulacağı? 1) İyonun hidrate çapının büyüklüğü küçük çaplılar= daha sıkı tutulur 2) iyon yükünün büyüklüğü yük arttıkça= daha sıkı tutulur Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+, NH4+ > Na+ > Li+ H+ farklıdır, Al dan daha güçlü tutulur 3) Toprak çözeltisindeki iyon türlerinin konsantrasyonunun etkisi 1.0 N Ca+2 ve 1.0 N Na+1 çözeltilerinin eşt hacimdeki karışımlarında bunların kolloide bağlanma oranı 2:1 iken 0.01 N lik seyreltik çözeltilerinde bu oran 3:1 olur. Yüksek değerlikliler daha sıkı tutulur. 4) Ortamda bulunan üçüncü bir iyonun etkisi: Yüksek değerli bir iyon Al+3 Ca+2 nin tutulumunu azaltır. Ortama NH4+ girince Ca yer değiştirir. 5)Katyon değiştiricilerin tercihi: KDK sı yüksek topraklarda tercih daha çok yüksek değerli katyonlardan yanadır. Fakat bazı kolloidler farklılık gösterebilir. 6) pH nın etkisi: pH yükseldikçe KDK artar. Organik maddede bu killere göre daha fazla olur.

Tekrar hatırlatma:Baz doygunluğu Bazik katyon saturasyonu yüzdesi-kısaca: baz doygunluğu% Değişebilir bazik katyonların (Ca2+, Mg2+, K+, and Na+) toplamının KDK’ya oranıdır. Genellikle KDK nın (%)’si olarak ifade edilir. BD(%)= Ca + Mg + K +Na CEC x100 34

Baz saturasyonunu bilmek neden önemli? Eğer BS yüksekse (>70%), Ca, Mg and K da sorun yok! Eğer BS düşükse (30%), Al sorunu var demektir.!

X = exchangeable Basit bir örnek: Ca+2nin Na+ ile yer değiştirmesi - - Dissolved in soil solution Toprak çözeltisinde çözünmüş halde Negatively-charged clay (-) yüklü yüzey 2XNa+ + Ca2+  XCa2+ + 2Na+ X = exchangeable değişebilir 36

NOT: Kil artıkça , KDK artar OM artıkça, KDK artar 2:1 tipi kil artıkça, KDK artar 1:1 killer: 1-10 meq/100g 2:1killer: 80-150 meq/100g

Bitki kökleri tarafından besin iyonları adsorpsiyonu

Aşağıda bir toprak için verilen analiz sonuçlarına göre bu toprağın KDK kaç cmol kg-1 dir? katyon Konsantrasyon cmol kg-1 Ca 10.8 Mg 0.12 K 0.94 Na 0.07 H 3.87 Al 0.0 Sonuç: KDK 15.80 cmol kg-1

Kolloidlerin KDK’daki etkisinin belirlenmesi Toprak % 7 oranında illit kili içeriyorsa illitin KDK daki Katkısı cmol/ kg olarak nedir? Cevap:0.07x 30 cmol/kg=2.1 cmol/kg

Herbir toprak kolloidinin KDK sını birbirine ilave ederek KDK yı bulma Cevabı burada Cec2.pdf

Katyon değişim kapasitesi KDK/ADK ve pH ilişkisi Katyon değişim kapasitesi Anyon değişim kapasitesi Katyon/anyon değişim kapasitesi

7. Toprakta anyonların tutulması Topraklarda anyonlar katyonlar gibi kolloidlerin yüzey ve iç boşluklarında tutulabilir. Ancak toprakların anyon tutma kapasiteleri katyon tutuma kapasitelerinin yanında çok küçük kalır. 0-15 meg /100 g arasında değişir.

Anyon ve katyon tutulmaların dışında moleküler tutulmada vardır. Pestisit ve organik artıkların toprakta tutulma yollarından biriside budur.

Anyon tutulması ikiye ayrılır: spesifik olmayan anyon değişimi Kilin a-kolloid yüzeyinde (+) yük açığı varsa normal olarak (-) ler burada tutulur b- kolloid yüzeyinde (-) yük fazlası varsa anyonlar da (-) yüklü olduğu için uzklaştırılmaya çalışılır. Buna itilme denir.

Pozitif yük taşıyan (killerin kenar köşeleri, demir ve al oksit yüzeyleri) allofan gibi materyaller anyonları elektrostatik kuvvetlerin etkisi altında adsorbe ederler.

Anyon itilmesini etkileyen faktörler: -anyonun yükü ve konsantrasyonu -değişebilir haldeki katyonların çeşidi -ortam pH sı -diğer anyonların çeşit ve miktarı -kolloidin yüzey elektrik yükünün çeşit ve miktarı Anyon değerliliği arttıkça kolloid yüzeyinden uzaklaşma-itilme artmaktadır.

SO42- > NO3- yüke bağlı olarak İtilme artar (negatif adsorpsiyon) ------------------------- Bilindiği gibi pH’ya bağlı olarak (-) yük ve dolayısıyla KDK pH arttıkça artar. Buna karşılık (+) yük pH düştükçe artmaktadır. Ortam pH sı arttıkça (-) adsorbsiyon yani itilmede artar.

Kolloidler üzerinde özellikle Fe ve Al’un sulu oksitleri, (+) yükün artması pHnın düşmesine neden olacak ve negatif adsorpsiyon yani itilme azalır. Anyonların negatif adsorpsiyonla toprak çözeltisine itilmesi anyon halindeki bitki besin elementlerinin topraktan kolayca yıkanmasına neden olur.

Toprakta oluşan (+) yükler ve bunun sonucunda anyon adsorpsiyonu 3 yolla ortaya çıkar: a-özellikle 1:1 tipi kil minerallerinde kırılmış uç ve kenarlar nedeniyle (OH) grupları ortaya çıkar. Bu gruplar proton alarak (+) yük kazanır, bu sayede anyonlar adsorbe edilir.

b- Fe ve Al hidroksitlerce zengin topraklarda Fe (OH)+2 ve Al (OH)+2 gibi (+) yüklü bileşikler oluşabilir. Bunun sonunda anyon adsorpsiyonu oluşabilir. c-ligant adsorpsiyonu: Fe ve Al oksit ve hidroksitleri diğer bir yollada anyonları tutarlar Bu ligant adsorbsiyonudur.

Anyon adsorpsiyonunu etkileyen faktörler -anyon değerliği:değerlik arttıça itilme rtar, tutulma azalır. -anyon konsantrasyonu:Belirli bir anyonun çözeltideki konsantrasyonu arttığında bu anyonun adsorbe edilen miktarıda artar, ancak bu anyon çeşidine göre değişir. Ortamda az miktarda fosfat varsa kons ne olursa olsun sülfat ve klorür iyonları adsorbe edilmektedir.

-ortam pH’sı:pH azaldıkça anyon adsorpsiyonu artar. -silisyum dioksit/seskioksit oranı İleri derecede ayrışmış topraklarda, veye bu oranın çok düşük olduğu topraklarda anyon adsorpsiyonu daha fazladır. -kilin tipi: 1:1 tipi killerde 2:1 tipi killere göre daha fazla anyon adsorbe edilir. Daha fazla kırılmış uç ve buna bağlı Oh ortaya çıkışı.

Anyon adsorpsiyonu 1． Kolay adsorbe edilen anyonlar H2PO4- HPO42- PO43- HsiO3- SiO32- C2O42- 2．Zayıf adsorbe edilen anyonlar Cl- NO3- NO2- 3．Orta derecede adsorbe edilen anyonlar SO42- CO32- toprak kolloidlerinde adsorbe edilen anyonların sırası: F- > H2PO4- > HCO3- > HBO3- > SO42- > Cl - > NO3-

Anyon değişim kapasitesi (ADK) Toprakların anyonları adsorbe etme kabiliyetidir. ör: NO3-, SO42-, Cl- meq/100 g toprak olarak ifade edilir. Çoğu toprakta ya çok az veya hiç anyon değiştirme kapasitesi yoktur.

KDK ve ADK’nın ölçülmesi Yük ölçümü birim cmolc/kg (yük/toprak kütlesi) KDK’ iki yolla belirlenebilir: – herbir iyon türünün yükünün birbirne ilave edilerek toplanması – herbir toprak kolloidinin tutuğu yükün birbirine ilave edilerek toplanması

Anyon Değişim kapasitesi (ADK) pH 6’dan aşağıya düşünce killer positif yüklü duruma gelir. – kolloidlerdeki (+) yükler anyonları çeker Anyon değişim yapan kolloidler: Oksit killer, amorf killer, 1:1 killer Humus pH ya bağlı olmadan genellikle (-) yükleri tutar,buna rağmen yüksek pH’ larda humusun negatif yükü artar. Anyonik besin maddelerinin tutulmasını sağlar Ör: NO3- , fosfat Toprağın anyonik toksinleri adsorbe etmesini sağlar böylece önler, ör: tarım ilacı: 2,4-D

Topraklarda anyon adsorpsiyonu ve tutulması: Negatif yüklü iyonlar pozitif yüklü yerlerde tutulur. Anyon adsorpsiyonu daha çok allofan ve Fe ve Al’un hidroksi oksitlerinin bulunduğu topraklarda olur. H2PO4- >> SO4-2- >> NO3- > Cl- Anyon adsorpsiyonu bu yüzeylerde pH ya bağlı olarak gerçekleşir. 58

Dikkat hesaplamalarda mutlaka sonucun yanına birimini yazınız!!!!! SORU: Kalsiyumun yükü nedir? Atomik ağırlığı 40 olduğuna göre miliekivalen cinsinden ağırlığı nedir? Çözüm: meq ağırlık= 40/2 =  20 mg/meq dir. Dikkat hesaplamalarda mutlaka sonucun yanına birimini yazınız!!!!!

2. Eğer bir toprakta 20 meq KDK100 g, bu toprakta eşdeğer olarak kaç meqilligrams of Ca2+ will this equal? How many grams? CEC determines the amount of negative charge of 100 g of soil. The CEC often is occupied by a variety of cations, such as H+, Ca2+, K+, Mg2+, etc., but may be occupied by only one cation. 1 meq = 20 mg/meq Ca2+ . Bu toprak 20 meq of Ca2+ yani 400 mg Ca2+ 20 meq KDK/100 g toprak X 20 mg/meq = 400 mg Ca2+/100 g toprak veya 0.4 g Ca2+

3.  Bir toprak % 5 organik madde ve % 10 kaolinit kili içeriyorsa yaklaşık KDK sı nedir? KDK organic matter is 200 meq/100 g and for kaolinite it is only 8 meq/100 g. (NOTE: you should know the appropriate values for common soil colloids.) Therefore the CEC contribution from these two components is: Organic matter: 200 meq/100 g X 0.05 = 10 meq Kaolinite: 8 meq/100 g X 0.10 = 0.8 meq 10 meq from OM and 0.8 meq from kaolinite = 10.8 meq/100 of soil

4.  A soil has a CEC of 24 meq/100 g.  How many grams of Na+ will it take to saturate the CEC?  (At wt Na+ = 23) This problem is calculated similarlly to problem #2. The meq wt of Na+ = 23/1 or 23 mg/meq 24 meq CEC/100 g soil X 23 mg/meq = 552 mg of Na+/100 g soil

5. If a soil can hold 50 mg of Mg2+ per 100 g, how many mg of K+ could it hold? First, we must determine how many meq of charge the soil needs to hold 50 mg of Mg2+, then we must calculate the weight of K+ to equal this amount of charge. At wt of Mg2+ = 24; Mg2+ is a divalent cation; therefore, 24/2 = 12 mg/meq 50 mg of Mg/12 mg/meq = 4.2 meq of negative charge occupied by Mg2+ At wt of K+ = 39; K+ is a monovalent cation; therefore, 39/1 = 39 mg/meq 4.2 meq of charge X 39 mg/meq = 163.9 mg of K+ (this really says it takes 163.9 mg of K+ to occupy the same amount of negative exchange sites in soil as occupied by 50 mg of Mg2+)

5 meq X (6 X 1020) = 30 X 1020 or 3 X 1021 negative charges 6.A quantity of 100 g of soil has a CEC of 5 meq. How may negatively charged sites does this soil have? Avogadro's number is 6 X 1023 (this will react with or replace one gram of hydrogen (H+). H+ has an atomic weight of one and it has one charge per atom). Thus, if each H+ occupies one negatively charged site, it would take the same number (6 X 1023) negative sites to hold one gram of hydrogen, which equals one equivalent of charge. CEC of soil is expressed as milliequivalents of charge and not equivalents of charge. Therefore, one meq of charge equals 6 X 1023/1000 or 6 X 1020 charges. (NOTE: remember when dividing, one subtrates exponents and when multipling one adds exponents.) 5 meq X (6 X 1020) = 30 X 1020 or 3 X 1021 negative charges Practice Problems for Cation Exchange CapacityAgronomy 354

7. A soil was determined to have 12. 5 meq/100 g of CEC 7. A soil was determined to have 12.5 meq/100 g of CEC. How many cmole/kg would this equal? The scientific community often expresses CEC of a soil as cmol/kg. This is centimoles (cmol) of charge per kilogram of soil. Many soil testing laboratories (and your textbook), however, express CEC as meq/100 g. This should not cause confusion since: 1 meq/100 g = 1 cmol/kg. (NOTE: 'milli' charge multiplied by 10 equals 'centi' charge and 100 g multiplied by 10 equals kg; thus, the proportions remain the same.) Thus 12.5 meq/100 g = 12.5 cmol/kg

8. Aşağıdaki konsantrasyonları parts per million (ppm): e çeviriniz 8.Aşağıdaki konsantrasyonları parts per million (ppm): e çeviriniz.     Atom ağırlıkları  Ca2+ = 40, H+ = 1, Mg2+ = 24, K+ = 39 10 meq Ca/100 g toprak ppm= mg/kg; mg olarak 100 g toprakta X 10 = mg / kg olur. 40/2 = 20 mg/meq  10 meq x 20 mg/meq = 200 mg/100 g toprak x 10 = 2000 ppm 1 meq H/100 g toprak  1/l = 1 mg/meq  1 meq x 1 mg/meq = 1 mg/100 g toprak x 10 = 10 ppm 2 meq Mg/100 g toprak 24/2 = 12 mg/meq  2 meq x 12 mg/meq = 24 mg/100 g toprak x 10 = 240 ppm 2 meq K/100 g toprak 39/1 = 39 mg/meq  2 meq x 39 mg/meq = 78 mg/100 g toprakx 10 = 780 ppm

9. Convert 3 cmol/kg soil Ca2+ into parts per million (ppm). This is a two step problem. One must first convert 3 cmol/kg Ca to mg Ca/kg, or 3 meq/100 g to mg Ca/100 g. The second step is to convert to ppm. Step 1. The atomic weight of Ca2+ is 40. Therefore, the meq wt is 40/2, or 20 mg/meq 20 mg/meq X 3 meq/100 g soil = 60 mg Ca/100 g soil Step 2. Since ppm is parts per million, it is the weight of Ca proportional to 1 million weights of soil. Let's convert 100 g of soil to 100,000 mg of soil. Now we have 60 mg of Ca per 100,000 mg soil. If we multiply the demoninator by 10, we get 1 million. We must also multiply the numerator by 10 to keep the same proportion. Thus: 60 mg Ca/100,000 mg soil X 10/10 = 600 parts Ca/1,000,000 parts soil, or 600 ppm.