FIZYKOCHEMICZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB

Prezentacja na temat: "FIZYKOCHEMICZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB"— Zapis prezentacji:

1 FIZYKOCHEMICZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB

2 FIZYKOCHEMICZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB

3 ODCZYN GLEB H2O = H+ + OH- Odczyn gleby wyraża się wartością pH
Odczyn - 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 ODCZYN GLEB – cd. W Polsce przeważają gleby o odczynie kwaśnym;
gleby kwaśne i bardzo kwaśne - 50% powierzchni kraju, gleby słabo kwaśne – 30%, gleby obojętne i zasadowe – 20%.

6 KWASOWOŚĆ 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.
Al3+ K+ K+ Al3+ K+ Gleba + 8KCl Gleba +2AlCl HCl K+ H+ K+ H+ K+ K+ Kwasowość wymienna H+ Gleba + (CH3COO)2Ca Ca2+ Gleba + 2CH3COOH H+ Kwasowość hydrolityczna

8 BUFOROWE WŁAŚCIWOŚCI GLEBY
Właściwości buforowe gleby - zdolność gleby do przeciwstawiania się zmianie odczynu

9 SORPCYJNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB
Sorpcja – 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:
Wymiana jonowa (wymienna) – jon z roztworu wymienia (zastępuje) jon z powierzchni lub struktury ciała stałego Sorpcja chemiczna – powstawanie na powierzchni gleby trwałych wiązań chemicznych (kompleksów) między sorbentem a sorbatem Sorpcja fizyczna – zagęszczanie na powierzchni cząstek gleby molekuł innych ciał (cieczy, gazów) wskutek działania sił van der Waalsa Sorpcja biologiczna – pobieranie i zatrzymywanie jonów z roztworu przez organizmy żywe

12 Jednym z najważniejszych rodzajów sorpcji na koloidach glebowych jest wymiana jonowa.
Jon z roztworu glebowego wymienia (zastępuje) jon z powierzchni lub struktury koloidu glebowego. Wymianie jonowej ulegają przede wszystkim kationy – sorpcja wymienna kationów (cation exchange) a zdecydowanie w mniejszym stopniu aniony – sorpcja wymienna anionów (anion exchange). Najczęściej spotykanymi kationami w glebach są: Ca2+, Mg2+, K+, Na+, NH4+ - kationy o charakterze zasadowym H+, Al3+ - kationy o charakterze kwasowym

13 SORPCJA WYMIENNA KATIONÓW
Ca+2 Kationy wymienne Ca+2 Ca+2 Ca+2 K+ - - - Ca+2 H+ K O L O I D H+ Ca+2 Al+3 Mg+2 Mg+2 Mg+2 Ca+2 K+ K+ K+ H+ Mg+2 Ca+2 Ca+2 Al+3 H+ Al+3

14 cmol(+)/kg = 0,01 M/kg = 10mM/kg
Miarą pojemności wymiany kationów (CEC) i anionów (AEC) jest mM/kg Inne, stosowane, jednostki pojemności wymiany jonów: cmol(+)/kg = 0,01 M/kg = 10mM/kg mval/kg = mM/kgwartościowość 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 mineralnego gleby na wielkość jej pojemności sorpcyjnej
Pojemność sorpcyjna niektórych składników gleb [cmol(+)/kg] Składnik CEC kaolinit 3-15 chloryt 10-40 haloizyt 5-10 alofan 100 montmorillonit 80-120 uwod. tl. Fe i Al 4 wermikulit illit 20-50 próchnica

17 Wpływ pH na wielkość sorpcji Cr(III)
Sorpcja Cr(III) [%] pH

18 Przykłady wartości CEC
Bielica Gleba brunatna Rędzina 50 mM / kg 120 mM / kg 240 mM / kg