Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

FIZYKOCHEMICZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB. ODCZYN GLEB Odczyn jest określany przez stosunek jonów wodorowych, H +, do jonów wodorotlenowych OH -, na które dysocjuje.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "FIZYKOCHEMICZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB. ODCZYN GLEB Odczyn jest określany przez stosunek jonów wodorowych, H +, do jonów wodorotlenowych OH -, na które dysocjuje."— Zapis prezentacji:

1 FIZYKOCHEMICZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB

2 ODCZYN GLEB Odczyn jest określany przez stosunek jonów wodorowych, H +, do jonów wodorotlenowych OH -, na które dysocjuje woda: H 2 O = H + + OH - W wodzie destylowanej [H + ] = [OH - ] = mol/dm 3. Odpowiada to odczynowi obojętnemu. Wzrost stężenia jonów [H + ] (spadek [OH - ]) powoduje, że roztwór staje się kwaśny. Wzrost stężenia jonów [OH - ] (spadek [H+]) powoduje, że roztwór staje się zasadowy. Odczyn gleby wyraża się wartością pH pH = -log [H+] roztwory kwaśne – pH < 7 roztwory obojętne – pH = 7 roztwory zasadowe – pH > 7

3 Zakres pH spotykany w większości gleb mineralnych

4 W Polsce przeważają gleby o odczynie kwaśnym; gleby kwaśne i bardzo kwaśne zajmują 50% powierzchni kraju, gleby słabo kwaśne – 30%, gleby obojętne i zasadowe – 20%. ODCZYN GLEB – cd.

5 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 Al 3+ 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 – (CH 3 COO) 2 Ca

6 KWASOWOŚĆ I ZASADOWOŚĆ GLEB – cd. Gleba Al 3+ H+H+ H+H+ + 8KCl K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ +2AlCl 3 + 2HCl Gleba H+H+ H+H+ + (CH 3 COO) 2 Ca+ 2CH 3 COOH Gleba Ca 2+

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

8 SORPCYJNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB Sorpcja 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

9 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

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

11 Przyczyną Przyczyną wymiany jonowej i sorpcji chemicznej są nie skompensowane ładunki elektryczne występujące na powierzchni koloidów glebowych. Źródłem tych ładunków są: Niewysycone wiązania (wartościowości) występujące na krawędziach i zewnętrznych płaszczyznach minerałów ilastych (pakietów) oraz cząstkach próchnicy. Są to ładunki zmienne ponieważ ich wielkość zmienia się wraz z odczynem gleby. Wewnątrzwarstwowa wymiana w kryształach minerałów ilastych. Są to ładunki trwałe ponieważ ich wielkość nie zależy od pH. Zmienne pH roztworów glebowych (pH ZPC ) – w przypadku koloidów glebowych z grupy wodorotlenków Fe i Al

12 Ładunki zmienne – minerały ilaste Ładunki trwałe – minerały ilaste

13 Ładunki zmienne – próchnica

14 pH ZPC

15 wymiana jonowa Jednym z najważniejszych rodzajów sorpcji na koloidach glebowych jest wymiana jonowa. Polega ona na tym, że jon z roztworu glebowego wymienia (zastępuje) jon z powierz- chni lub struktury koloidu glebowego. sorpcja wymienna kationówcation exchange sorpcja wymienna anionówanion exchange 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: Ca 2+, Mg 2+, K +, Na +, NH 4 + Ca 2+, Mg 2+, K +, Na +, NH kationy o charakterze zasadowym H +, Al 3+ H +, Al 3+ - kationy o charakterze kwasowym

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

17 Miarą pojemności wymiany kationów (CEC) i anionów (AEC) mM/kg jest mM/kg Inne, stosowane, jednostki pojemności wymiany jonów: cmol(+)/kg cmol(+)/kg = 0,01 M/kg = 10mM/kg mval/kg mval/kg = mM/kg wartościowość pierwiastka

18 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,

19 Wpływ składu mineralnego Wpływ składu mineralnego gleby na wielkość jej pojemności sorpcyjnej SkładnikCECSkładnikCEC kaolinit3-15chloryt10-40 haloizyt5-10alofan100 montmorillonit80-120uwod. tl. Fe i Al4 wermikulit illit20-50próchnica Pojemność sorpcyjna niektórych składników gleb [cmol(+)/kg]

20 Wpływ rodzaju kationu na sorpcję wymienną Wpływ rodzaju kationu na sorpcję wymienną zależy od wartościowości, wielkości i stopnia uwodnienia kationów wartościowości Wraz ze wzrostem wartościowości kationów wzrasta ich zdolność wymienna. Generalnie zgodnie ze schematem: Li + < Na + < NH 4 + = K + < Mg 2+ < Ca 2+ < Al 3+ < Fe 3+ < H + wielkości Zdolność wymienna jonów o tej samej wartościowości zależy od wielkości ich średnic. Kation tym chętniej wchodzi do kompleksu sorpcyjnego, im większa jest jego średnica. uwodnienia Im większa jest średnica jonów, tym słabsze jest pole elektryczne przez nie wytwarzane - mniejszy stopień ich uwodnienia. Wraz ze wzrostem średnicy jonów uwodnionych mniej chętnie wchodzą one do kompleksu sorpcyjnego gleby.

21 Wpływ rodzaju towarzyszącego anionu Wpływ rodzaju towarzyszącego anionu na wielkość wymiany kationu Sorpcja niektórych kationów wielowartościowych może zależeć od rodzaju towarzyszących anionów. Kationy te zachowują się jak jednowartościowe, przy czym nad- miar ładunku jest neutralizowany przez towarzyszące aniony, takie jak: OH -, Cl - i NO 3 -. W ten sposób są sorbowane kationy: CuCl +, ZnCl +, FeOH 2+, Fe(OH) 2 i Al(OH 2 ) 2 +.

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

23 Pojemność sorpcyjną gleby (CEC) oblicza się wyznaczając sumę kationów metali o charakterze zasadowym (Ca, Mg, Na, K) i jonów wodoru znajdujących się w kompleksie sorpcyjnym gleby. Dokonuje się tego poprzez potraktowanie próbki gleby roztworem zawierającym 1M NH 4 + i oznaczenie w roztworze po reakcji zawartości Ca, Mg, Na i K oraz pH, które jest miarą zawartości jonów H +. pojemnością całkowitą Wyznaczona w ten sposób wartość CEC nazywana jest pojemnością całkowitą. Pojemność potencjalną Pojemność potencjalną wyznacza się traktując próbkę na przykład roztworem zawierającym 1M Mg 2+ w celu wysycenia wszystkich potencjalnych pozycji wymiennych a następnie desorbuje się magnez roztworem zawierającym 1M Ba 2+ lub 1M NH 4 +.

24

25

26 Przykłady wartości CEC 50 mM / kg 120 mM / kg 240 mM / kg RędzinaGleba brunatnaBielica


Pobierz ppt "FIZYKOCHEMICZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB. ODCZYN GLEB Odczyn jest określany przez stosunek jonów wodorowych, H +, do jonów wodorotlenowych OH -, na które dysocjuje."

Podobne prezentacje


Reklamy Google