Chương 4. Hóa tính của đất

Các dạng độ chua của đất 1... Đo độ chua hoạt tính... - Al được xem là một cation tính axit đối với đất chua.. Nguồn gốc gây ra đất chua 1... THIỆT HẠI GÂY RA BỞI MƯA AXIT... Nguồn gốc c

Chương 4 Hóa tính của đất

 Ion hydro là các proton không t n t i ồ ạ

đ n l trong dung d ch, thay vào đó ơ ẻ ị chúng ph n ng v i n c H2O đ t o ả ứ ớ ướ ể ạ

Acid – Bazơ

 Acid-baz là m t ph n quan tr ng ơ ộ ầ ọ

trong đ i s ng h ng ngày M t l ng ờ ố ằ ộ ượ

ion H3O+ d th a dung d ch s t o ra ư ừ ị ẽ ạ

m t s đ c tính thú v ộ ố ặ ị

 Acid có th ph n ng v i kim lo i và ể ả ứ ớ ạ

các v t ch t khác Acid đ m đ c HCl ậ ấ ậ ặ

đ c t o ra trong bao t giúp tiêu hóa ượ ạ ử

th c ăn n ng đ loãng, acid t o nên ứ Ở ồ ộ ạ

v chua c a chanh, cam, gi m, và các ị ủ ấ

 Làm sao chúng ta có th đo đ c tính ể ượ

đ m đ c c a acid hay baz ?ậ ặ ủ ơ

H3O+ phụ thuộc vào nồng độ của acid

 M t acid có th đ ộ ể ượ c đ nh nghĩa ị

là m t ch t cho proton, m t hóa ộ ấ ộ

ch t làm gia tăng n ng đ c a ấ ồ ộ ủ

ion H+ trong dung d ch ị

 Ng ượ c l i, m t baz đ ạ ộ ơ ượ c đ nh ị

H 2 O

pH đất – đo H+ trong dung dịch đất

* pH – d u âm log c a n ng đ ion (H ấ ủ ồ ộ +) trong dung

Các dạng độ chua của đất

1 Đ chua ho t tính (active acidity) – ộ ạ

ph thu c vào ho t đ ng c a ion H ụ ộ ạ ộ ủ +

trong dung d ch đ t t i m t th i đi m ị ấ ạ ộ ờ ể xác đ nh ị

 Th ườ ng pH c a đ t bi n thiên t 3-9 D a vào pH có th ủ ấ ế ừ ự ể

chia đ t làm các c p có ph n ng khác nhau nh sau: ấ ấ ả ứ ư

2 Đ chua trao đ i - đ ộ ổ ượ c gây ra b ion ở H+ và Al3+ trao đ i b i các cation khác ổ ở (ion mang đi n tích d ệ ươ ng +)

Đo độ chua hoạt tính

Các nguồn gốc gây tính chua trong đất

* Hydrogen và cation nhôm (Aluminum) là tác nhân gây ra đ chua trong đ t ộ ấ

* Hydrogen có th trao đ i là ngu n g c chính c a ion H+ ể ổ ồ ố ủ ở giá tr at pH 6 và cao h n pH d i 6, nhôm là ngu n g c ị ơ Ở ướ ồ ố

chính c a ion H+ d n đ n s phân ly c a Al trong khoáng sét ủ ẫ ế ự ủ Nhôm s càng d hòa tan giá tr pH càng th p ẽ ễ ở ị ấ

Al3+ + H20 > Al(OH)++ + H+

Al(OH)++ + H2O -> Al(OH)2+ + H+

Al(OH)2+ + H20 -> Al(OH)3 + H+

Sự thủy phân Al : hình thành ion H+

- Al là một thành phần trong cấu trúc của khoáng sét

- Adsorbed H + release structural Al 3+

-Al 3+ có khuynh hướng tách phân tử H 2 O thành ion H + and OH - , phóng thích thêm H + vào dung dịch đất

- Al được xem là một cation tính axit đối với đất chua

- Al có thể gây độc cho cây ở pH thấp

Nguồn gốc gây ra

đất chua

1 Sự nitrate hóa: t amon thành nitrate (oxy ừ hóa NH4+)

NH4+ + 2O2 -> NO3- + H2O + 2 H+

2 Sự phân hủy chất hữu cơ:

R-COOH -> R-COO- + H+

S hô h p: CO2 + H2O > ự ấ

H2CO3 = H+ HCO3-

3 Mưa acid

 M a acid là hi n t ng đ c ư ệ ượ ượ

gây ra b i quá trình đ t cháy ở ố

THIỆT HẠI GÂY RA BỞI MƯA AXIT

Nguồn gốc của tính acid trong đất (tt)

4 Hấp thu cation cơ

5 Quá trình lọc của

các cation cơ bản -

khi các cation c b n b ơ ả ị

Tính chua của đất và sự sinh trưởng của cây

 Tính chua c a đ t là y u t t o ủ ấ ế ố ạ

áp l c v môi tr ng gi i h n s ự ề ườ ớ ạ ự

sinh tr ng c a cây tr ng ưở ủ ồ

 Đ t chua phâ tán r ng rãi và ấ ộ

Đ t chua ch a Acid Sulfate (Đ t ấ ứ ấ

nhôm t do, gây đ c ự ộ

Màu đ c a n c đ c ỏ ủ ướ ượ gây ra b i S t b oxy hóa ở ắ ị

 Đ t chua ch a Acid ấ ứ

sulfate soils có giá tr ị

r t th p (có khi d i ấ ấ ướ3.0) đ t có ch a nhi u ấ ứ ề

 Màu c a s t là d u hi u d nh n ủ ắ ấ ệ ễ ậ

bi t trong tr ng h p đ t chua ế ườ ợ ấ

do acid sulfate T o thành m t ạ ộ

l p váng trê b m t n c gây ớ ề ặ ướ

ch t cây và sinh v t s ng trong ế ậ ố

http://web.missouri.edu/~umcsnrsoilwww/290_2003/images/gillpic1.gif

Acid sulfate soils

Dredging waterways, draining swamps, spoil piles, mine tailings

Dụng cụ đo pH

4.2 Sự trao đổi Cation

 Sự trao đổi cation giúp giữ lại

các cation cần thiết cho cây

 S trao đ i gi a m t cation trong dung ự ổ ữ ộ

Khả năng trao đổi cation trong đất

 Trong h u h t các lo i đ t, ầ ế ạ ấ

kho ng 99% cation trong đ t k t ả ấ ế

ch t vào các mixen (micelles) (t c ặ ứ

là các h t sét và ch t h u c ) và ạ ấ ữ ơ

1% t n t i trong dung d ch ồ ạ ị

 Cation trong đ t (ch y u là Ca++, ấ ủ ế

Mg++, K+ and Na+) luân duy trì ở

tr ng thái cân b g gi a ph n h p ạ ằ ữ ầ ấ

th trên các keo đ t và ph n ụ ấ ầ

trong dung d ch n c c a đ t ị ướ ủ ấ

 S cân b ng này t o nên s trao ự ằ ạ ự

đ i – khi m t cation b tách ra (đ ổ ộ ị ể

l i ph n tr ng), m t cation khác ạ ầ ố ộ

đ c l p vào ch tr ng đó ượ ấ ỗ ố

 Vì v y v trí mang đi n tích âm ậ ị ệ

đ c g i là v trí trao đ i cation ượ ọ ị ổ

 T ng s cation trao đ i t các v ổ ố ổ ừ ị

trí trên đ c g i kh năng trao ượ ọ ả

đ i Cation hay CEC ổ

SỰ TRAO ĐỔI CATION

 Sét mang điện tích âm (-) nhờ có cấu trúc đồng hình

 Các cation liên kết lỏng lẻo vào các phần trên do lực hút tĩnh

 Sự trao đổi ion diễn ra dễ dàng

_ _ Ca +2 Mg +2 và nhanh chóng gi a dung d ch đ t ữ ị ấ

NGUYÊN TẮC TRAO ĐỔI CATION

1 So sánh giữa K + và Li +

H H

1.Thông th ng, cation nào có ườ

đ ng kính l n nh t và năng ườ ớ ấ

l ng hydrate hóa nh nh t (ít ượ ỏ ấ

n c xung quanh nó) thì gi ướ ữ

ch t nh t trên b m t khoáng ặ ấ ề ặ sét.

2 Cation mang đi n tích cao ệ

gi ch t h n cation mang đi n ữ ặ ơ ệ tích th p (ngo i t H ấ ạ ừ + =Al 3+)

3 Tuy nhiên, b t kỳ cation nào ấ cũng có th thay th cation ể ế khác n u n ng đ c a nó đ ế ồ ộ ủ ủ cao.

Khả năng trao đổi Cation bị ảnh hưởng bởi:

1) Lo i cation ạ

Al+3 > Ca2+ > Mg2+ > K+ =NH4 + > Na+ >H+

Gi ch t -> d b thay ữ ặ ễ ị thế

2) N ng đ t ng đ i c a cation trong dung ồ ộ ươ ố ủ

d ch đ t ị ấ

1) S cation h p th trên m t đ n v kh i ố ấ ụ ộ ơ ị ố

l ng đ t ượ ấ hay

t ng s cation có th trao đ i mà đ t có ổ ố ể ổ ấ

th h p thu ể ấ

* CEC đ c tính b ng mili đ ng l ng ượ ằ ươ ượ

(meq) trong 100 g đ t s y khô ấ ấ

Tr ng l ng đ ng l ng = ọ ượ ươ ượ tr ng l ng phân t hay nguyên t (g) ọ ượ ử ử

Khả năng trao đổi Cation

Mili đương lượng (MEQ)

1 li đ ng l ng t ng đ ng v i 6.02 x 10 ươ ượ ươ ươ ớ 20 phân

KL MEQ 0.023 0.039 0.02 0.012

CEC CỦA CÁC LOẠI ĐẤT

TƯƠNG QUAN GIỮA CEC VÀ CHC

TƯƠNG QUAN GIỮA pH VÀ CEC

ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ PHONG HÓA ĐẾN CEC

Phương pháp đo CEC?

4.3 KHẢ NĂNG TRAO ĐỔI ANION

S hút bám ự

micelle + NO3- + Cl- micelle + Cl- +NO3- (phần rắn mang

Điện tích dương (+) (dung dịch đất)

Đi n tích d ệ ươ ng th ườ ng g p trên b m t khoáng ặ ề ặ kaolinite, oxides, khoáng alophan, và keo h u c (mùn) ữ ơ

Inner-Sphere Complexes

Al - OH2+ + H2PO4- → Al - H2PO4 + H2O (phần rắn đất) (dung dịch đất) (rắn đất) (dung dịch đất)

M t s anion nh photphate, sulfate, và asenate (arsenate) có th ph n ng v i m t ộ ố ư ể ả ứ ớ ộ nhóm hydroxyl mang proton trên b m t kaolinite và c đ nh thành d ng không h u ề ặ ố ị ạ ữ

d ng cho cây ụ

(phần rắn mang Điện tích dương (+) (dung dịch đất)

4.4 Độ bão hòa bazơ

 Độ Độ bão hòa baz (%BS) bão hòa baz (%BS) ơ ơ đượ đị đượ đị c nh ngh a là c nh ngh a là ĩ ĩ

t ng các cation ki m trao ổ ề đổ i (Ca

Na+) chia cho CEC