FIZYKOCHEMICZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB

1. FIZYKOCHEMICZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB

2. FIZYKOCHEMICZNE WŁAŚCIWOŚCI GLEB

3. ODCZYN GLEB 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. K+ Al3+ K+ K+ Al3+ K+ + 8KCl Gleba +2AlCl3 + 2HCl Gleba K+ H+ K+ H+ K+ K+ Kwasowość wymienna H+ + (CH3COO)2Ca Ca2+ Gleba + 2CH3COOH Gleba 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 Kationy wymienne Ca+2 Ca+2 - - - - - - - - - - - - - - - - - Ca+2 Ca+2 K+ Ca+2 H+ K O LO 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. Miarą pojemności wymiany kationów (CEC) i anionów (AEC) jestmM/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 glebiezależą 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]

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