fizykochemiczne wŁaŚciwoŚci gleb
DESCRIPTION
FIZYKOCHEMICZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB. FIZYKOCHEMICZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB. ODCZYN GLEB. Odczyn - stosunek jonów wodorowych, H + , do jonów wodorotlenowych OH - H 2 O = H + + OH - W wodzie destylowanej [H + ] = [OH - ] = 10 -7 mol/dm 3 - odczyn obojętny - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
1
FIZYKOCHEMICZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB
2
FIZYKOCHEMICZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB
3
ODCZYN GLEBOdczyn - stosunek jonów wodorowych, H+,
do jonów wodorotlenowych OH-
H2O = H+ + OH-
W wodzie destylowanej [H+] = [OH-] = 10-7 mol/dm3- odczyn obojętny
Wzrost stężenia jonów [H+] (spadek [OH-]) - roztwór kwaśny.
Wzrost stężenia jonów [OH-] (spadek [H+]) - roztwór zasadowy.
Odczyn gleby wyraża się wartością pH
pH = -log [H+]
roztwory kwaśne – pH < 7
roztwory obojętne – pH = 7
roztwory zasadowe – pH > 7
4
Zakres pH w większości gleb mineralnych
5
W Polsce przeważają gleby o odczynie kwaśnym; gleby kwaśne i bardzo kwaśne - 50% powierzchni kraju, gleby słabo kwaśne – 30%, gleby obojętne i zasadowe – 20%.
ODCZYN GLEB – cd.
6
KWASOWOŚĆ I ZASADOWOŚĆ GLEBKWASOWOŚĆ I ZASADOWOŚĆ GLEB
Kwasowość – stan gleby, w którym jej odczyn jest kwaśny
1. Kwasowość czynna – pochodzi od jonów H+ roztworu glebowego
2. Kwasowość potencjalna – pochodzi od jonów H+ i Al3+ zaadsorbowanych przez koloidy glebowe
kwasowość wymienna – ujawnia się w glebach po potraktowaniu ich roztworami soli obojętnych - KCl
kwasowość hydrolityczna - ujawnia się w glebach po potraktowaniu ich roztworami soli hydrolizujących zasadowo – (CH3COO)2Ca
7
KWASOWOŚĆ I ZASADOWOŚĆ GLEB – cd.KWASOWOŚĆ I ZASADOWOŚĆ GLEB – cd.
Gleba
Al3+
Al3+
H+
H+
+ 8KCl
K+
K+
K+
K+K+
K+
K+K+
+2AlCl3 + 2HCl
Gleba
H+
H+
+ (CH3COO)2Ca + 2CH3COOH
Gleba
GlebaCa2+
Kwasowość wymienna
Kwasowość hydrolityczna
8
BUFOROWE WŁAŚCIWOŚCI GLEBY
Właściwości buforowe gleby - zdolność gleby do przeciwstawiania się zmianie odczynu
9
SORPCYJNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB
SorpcjaSorpcja – powierzchnia ciała stałego (gleby) przyciąga
i zatrzymuje warstwę jonów, atomów lub molekuł.
Za zdolności sorpcyjne gleby odpowiada kompleks
sorpcyjny zbudowany z koloidów glebowych:
minerały ilaste (smektyty, wermikulit, illit, kaolinit)
krystaliczne i amorficzne tlenki żelaza i glinu
minerały bezpostaciowe
próchnica
kompleksy ilasto-próchnicze
10
Dzięki właściwościom sorpcyjnym gleby możliwe
jest:
regulacja w nich odczynu
magazynowanie dostarczanych w nawozach
składników pokarmowych roślin
neutralizacja szkodliwych dla organizmów
żywych substancji, które dostają się do gleby
11
Rodzaje sorpcji w glebie:Rodzaje sorpcji w glebie:
Wymiana jonowaWymiana jonowa (wymienna) – jon z roztworu
wymienia (zastępuje) jon z powierzchni lub struktury
ciała stałego
Sorpcja chemicznaSorpcja chemiczna – powstawanie na powierzchni
gleby trwałych wiązań chemicznych (kompleksów)
między sorbentem a sorbatem
Sorpcja fizycznaSorpcja fizyczna – zagęszczanie na powierzchni
cząstek gleby molekuł innych ciał (cieczy, gazów)
wskutek działania sił van der Waalsa
Sorpcja biologicznaSorpcja biologiczna – pobieranie i zatrzymywanie
jonów z roztworu przez organizmy żywe
12
Jednym z najważniejszych rodzajów sorpcji na koloidach
glebowych jest wymiana jonowawymiana jonowa.
Jon z roztworu glebowego wymienia (zastępuje) jon z
powierzchni lub struktury koloidu glebowego.
Wymianie jonowej ulegają przede wszystkim kationy –
sorpcja wymienna kationówsorpcja wymienna kationów (cation exchangecation exchange)
a zdecydowanie w mniejszym stopniu aniony –
sorpcja wymienna anionówsorpcja wymienna anionów (anion exchangeanion exchange).
Najczęściej spotykanymi kationami w glebach są:
CaCa2+2+, Mg, Mg2+2+, K, K++, Na, Na++, NH, NH44++ - kationy o charakterze zasadowym
HH++, Al, Al3+3+ - kationy o charakterze kwasowym
13
SORPCJA WYMIENNA KATIONÓW
- - - -
- - - -
- - - -
- -
- - -
KOLO ID
Ca+2
Mg+2
Al+3
K+
Ca+2 H+
Ca+2
Ca+2
Mg+2
K+
Al+3
Ca+2
H+
Mg+2
H+
Ca+2
K+
Ca+2
Ca+2
Kationy wymienne
Al+3
K+H+
Ca+2
Mg+2
14
Miarą pojemności wymiany kationów (CEC)
i anionów (AEC)
jest mM/kgmM/kg
Inne, stosowane, jednostki pojemności wymiany jonów:
cmol(+)/kgcmol(+)/kg = 0,01 M/kg = 10mM/kg
mval/kgmval/kg = mM/kgwartościowość pierwiastka
15
Rozmiary wymiany kationów w glebie zależą od:
składu mineralnego sorbentu i wielkości jego
ziaren,
rodzaju sorbowanego kationu i jego stężenia,
rodzaju towarzyszącego anionu,
pH roztworu,
temperatury,
16
Wpływ składu mineralnegoWpływ składu mineralnego gleby na wielkość jej pojemności sorpcyjnej
Składnik CEC Składnik CEC
kaolinit 3-15 chloryt 10-40
haloizyt 5-10 alofan 100
montmorillonit 80-120 uwod. tl. Fe i Al 4
wermikulit 100-200
illit 20-50 próchnica 150-250
Pojemność sorpcyjna niektórych składników gleb [cmol(+)/kg]
17
Wpływ pH na wielkość sorpcji Wpływ pH na wielkość sorpcji Cr(III)Cr(III)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 11 1 20
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
8 0
9 0
1 0 0
iłow iec sm ek ty tow y
iło w iec sm ek ty t.-zeo lito w y
k ao lin sz lam ow an y
d arn iow a ru d a że laza
to rf
p op ió ł lo tn y
h yd ro liza C r(III)
pH
Sor
pcj
a C
r(II
I) [
%]
18
Przykłady wartości CEC
5500 m mMM / kg / kg 121200 m mMM / kg / kg 242400 m mMM / kg / kg
RędzinaGleba brunatnaBielica