Tài liệu Các hợp chất nhôm và vấn đề độ chua pdf

Nhôm đóng vai trò rất lớn trong quá trình hình thành các đặc tính đất cũng như độ phìnhiêu của đất, vai trò này được quyết định bởi các nguyên nhân sau: + Do hàm lượng nhôm trong đất cao

CHƯƠNG 7 CÁC HỢP CHẤT NHÔM VÀ VẤN ĐỀ ĐỘ CHUA.

7.1 Nhôm trong đất và vai trò của nhôm trong đất.

Trong số các nguyên tố nhóm III Hệ thống tuần hoàn, nếu xét về mặt số lượng trongđất thì chỉ có nhôm là chứa ở trong đất với một lượng lớn (nhóm đa lượng) và đóng một vai tròquan trọng, các nguyên tố còn lại của nhóm này thuộc vào nhóm vi lượng và siêu vi lượng

Bảng 7.1 Hàm lượng ( %) trong thạch quyển, đất và thực vật của một số nguyên tố

Hàm lượng nhôm trong nước đại dương 0,01 mg/lit Nước của các hồ và các nước sông chứa lượng nhôm cao hơn khoảng 0,02-0,03mg/lit Trong những loại nước có phản ứng kiềm(pH = 9-11) hàm lượng nhôm trong nước có thể đạt 0,5-0,7mg/lit Hàm lượng nhôm cao nhấttìm thấy trong nước ngầm, có thể đạt vài mg/lit

Trong động vật, hàm lượng nhôm trung bình đạt 5 x10-3% Trong tro thức vật hàmlượng nhôm khá cao, có thể tới 1,4%

Ðất khác nhau chứa lượng nhôm khác nhau, ví dụ hàm lượng nhôm trung bình của cácloại đất ở phần châu Âu của Liên xô (cũ) khoảng 7 %, nhưng khoảng dao động của nó lại khálớn Hàm lưọng Al trong đất thịt: 6-7%; đất cát: 1,5-2%; đất than bùn: 0,1-0,5% TheoNguyễn Vi - Trần Khải (1978) hàm lượng Al trong đất feralit/bazan: 11,87%; đấtferalit/granit: 8,9%; đất bạc màu: 0,8%

Hàm lượng nhôm phân bố ở các tầng đất khác nhau là khác nhau Ví dụ ở đất podzonđồng cỏ (Nga) hàm lượng nhôm cao nhất thấy ở tầng tích tụ B, C; ở tầng này, hàm lượngnhôm có thể gấp 1,5-2 lần so với tầng A1 và A2 Ðiều này cũng thấy ở đất xám rừng bịpodzon hoá, đất đỏ Sự phân bố nhôm đều nhau giữa các tầng thường gặp ở các đất thảonguyên và đất chernozem

Nhôm đóng vai trò rất lớn trong quá trình hình thành các đặc tính đất cũng như độ phìnhiêu của đất, vai trò này được quyết định bởi các nguyên nhân sau:

+ Do hàm lượng nhôm trong đất cao và nó tham gia vào thành phần của cácaluminsilicat, cùng với Si, O và C, nó đóng một vai trò quan trọng trong đất, các aluminsilicatchiếm 85% khối lượng vỏ trái đất

+ Nhôm có khả năng tham gia phản ứng khá cao, di chuyển mạnh và hình thành nênnhững dạng hợp chất khác nhau trong đất Dựa vào sự phân bố của các hợp chất của nhôm và

sự phân bố nhôm theo các tầng phát sinh để chuẩn đoán đất và các quá trình quá trình xảy ratrong đất.

+ Nhôm tham gia vào việc hình thành độ chua tiềm tàng của đất (độ chua trao đổi và

độ chua thuỷ phân)

+ Hàm lượng cao của các hợp chất nhôm di động ở trong đất có ảnh hưởng không lợiđến sự sinh trưởng, phát triển của cây do:

- Sự có mặt nhiều nhôm trong đất sẽ gây ra hiện tượng cố định lân làm giảm lượng lânhoà tan cung cấp cho cây

- Nhôm có tác động độc đối với nhiều loại cây trồng Khi nồng độ nhôm trong dungdịch khoảng 1 ppm (mg/lit) là đã bắt đầu làm chậm hoặc ngăn cản sự sinh trưởng phát triển củacây

7.2 Các hợp chất của nhôm trong đất.

Nhôm trong đất có thể tồn tại ở các dạng khác nhau với các độ hoà tan khác nhau

+ Đối với các vùng khí hậu ẩm (đất podzol, đất podzol đồng cỏ, đất lầy, đất đỏ…) đặctrưng bởi sự tồn tại của Al hoà tan và trao đổi Nồng độ của Al trao đổi trong đất có thể từ0,1-10 mđ/100g đất

+ Trong đất nhôm còn có thể tồn tại ở dạng oxit và hydroxit

- Oxit nhôm Al2O3 thường gặp trong các đá ở dạng corundum có độ cứng cao và bềnvững đối với axit Oxít này có thể có màu xám hơi xanh hoặc ánh vàng nhưng khi có lẫn Cr,

Mn, Fe, Ti, thì các corundum thường có màu đỏ, xanh hoặc đen Ðó chính là các loại đá quý :rubi, xaphia, hồng ngọc Corundum thường gặp trong boxit, xienit, pyroxen, đá phiến, gơnai.Mặc dù rất bền vững trong điều kiện tự nhiên, corundum vẫn bị chuyển hoá từ từ thành diaspohoặc gipxit

- Ở dạng hydroxít, thường gặp nhất trong đất là gipxit hay hidragilit - Al(OH)3 Gipxit

có cấu trúc tinh thể được cấu tạo từ các lớp khối 8 mặt (bát diện) hydroxit nhôm (hình 7.1)

- Cùng với gipxit trong đất có thể gặp

bemit:g-AlOOH và diaspo: a-AlOOH (hoặc

HAlO2) Ðây là những khoáng vật đặc trưng

cho boxit và các đất alit nhiệt đới cổ

Các hydroxit nhôm tồn tại ở trong

đất ở trạng thái kết tinh lẫn trạng thái vô

định hình Al(OH)3 mới bị kết tủa không có

cấu tạo tinh thể

+ Ngoài các oxít và hydroxit nhôm

tự do, có thể gặp các dạng nhôm vô định

hình - alophan Các alophan có công thức

chung là [nSiO2.mAl2O3].H2O Trong

thành phần của alophan, hàm lượng Al2O3

dao động từ 24 đến 40%; SiO2: 21-40% và

H2O: 39-44% Các alophan có tỷ lệ Si/Al =

1/1, có tính chất lưỡng tính, có điện tích

thay đổi phụ thuộc vào pH, có khả năng liên

kết các ion photphat và các anion khác

Hình 7.1 Sơ đồ cấu trúc của gipxit: 1- OH

phân bố dưới mặt phẳng; 2- OH phân bố trên mặt phẳng; 3- Al

Dung tích trao đổi cation (CEC) của nó từ 20-50mđ/100g Dung tích trao đổi anion khoảng5-30 mđ/100g Hàm lượng alophan cao trong đất sẽ ảnh hưởng đến tính chất của đất: làm giảmdung trọng, tăng tính tạo hình và khả năng giữ nước của đất Giống với thành phần của

alophan trong đất còn có imogolit: SiO2.Al2O3.2,5 H2O Nhiều người cho rằng alophan làtiền thân của imogolit.

+ Trong điều kiện tự nhiên cũng có thể hình thành và tích luỹ các khoáng vật – cácmuối chứa Al Trong đất các hợp chất nhôm này không bền

Đó là các muối phèn KAl(SO4)2.12H2O được hình thành khi có sự bay hơi của dungdịch nước tự nhiên Trong các đá chua khi tương tác với khí sunphua sẽ hình thành và tích luỹphèn alunit KAl3(SO4)2(OH)6 Ở các đá pecmatit, gơnai tích luỹ kryolit Na3AlF6 Các loạiphèn hoà tan tốt trong nước, kryolit tuy yếu hơn, nhưng nói chung cũng hoà tan khá tốt, vì vậykhi đi vào đất những khoáng vật này nhanh chóng chuyển hoá, thường là chuyển thành cáchydroxit khác nhau

+ Trong đất còn gặp (tuy rằng hiếm) các khoáng vật có tên là spinel với công thứcchung R”O R2”’O3, trong đó R” là Mg2+ hoặc Fe2+ còn R”’ là Fe3+, Al3+, Cr3+ Thườnggặp nhất là spinel MgAl2O4

+ Các hợp chất đơn giản và phức chất của nhôm với các chất hữu cơ

Al dễ dàng hình thành các hợp chất đơn giản và phức chất với phần hữu cơ của đất

- Al3+ hình thành phức chất với ion oxalat (COO)22-, ion salisilat[C6H4(COO)O]2-…Al cũng có thể hình thành các hợp chất phức với axit uronic (hợp chấttương tự đường, trừ các bon cuối được oxy hoá từ rượu thành nhóm các cacboxyl, ví dụ axitgalacturonic, axit glucuronic) hoặc polysacarit cũng được hình thành

- Ở tầng đất mặt gặp khoáng vật melit Al2C12O12.18H2O Đây là muối nhôm có mầuvàng mật ong của axit melitic C6(COOH)6 Axit là sản phẩm của quá trình oxy hoá các hydratcacbon polime hoá dạng vòng (ví dụ, than chì) và có thể tìm thấy nó trong các điều kiện tựnhiên hoặc trong phòng thí nghiệm Ngưòi ta cũng đã tìm thấy một lượng nhỏ của axit melitictrong các sản phẩm oxy hoá các hợp chất mùn

- Al có thể hình thành các muối phức với các axit mùn, khi này Al tham gia vào thànhphần anion của phân tử dưới dạng như sau:

hoặc

Theo l N Alekxandrova Al trong thành phần của hợp chất mùn nhôm có bản chất haimặt: Al kết hợp với các nhóm chức bên trong của phân tử mùn (phần anion) không có khảnăng tham gia phản ứng trao đổi cation, còn Al thay thể H+ của các nhóm chức bên ngoài cóthể tham gia vào phản ứng này Điều này có thể được minh hoạ bằng công thức tổng quát:

Các hợp chất hấp phụ được hình thành do Al trong đất có thể có một số dạng Có thể

là sự hấp phụ hydroxit Al trên bề mặt các khoáng vật sét, hoặc các phức hệ hấp phụ ít tan đượctạo thành khi tương tác với các hợp chất mùn, sự hấp phụ các ion Al trên bề mặt các hạtphotphat, cũng như sự hấp phụ photphat, bao gồm cả sự trao đổi anion, trên bề mặt các oxit vàhydroxit nhôm

Nhôm với các anion photphat tạo thành các hợp chất khó tan, trong đó có varisit(AlPO4.2H2O) có độ hoà tan không cao, tích số tan của nó được tính theo phương trình:

pK = pAl3+ + 2pOH- + p(H2PO4-) = 30,5 (7.1)

Photphat nhôm thông thường (AlPO4) có tích số tan bằng 5,75 x 10-19 Thường sựhấp phụ và trao đổi ion của các photphat trên bề mặt các keo (gel) oxit và hydroxit nhôm,trong đó

có cả trên bề mặt các alophan

Sự hấp phụ các ion photphat bởi các aluminsilicat diễn ra theo các loại phản ứng sau:(1) Sự trao đổi các ion photphat bằng các ion OH-:

(7.2)(2) Tách một phân tử nước

(7.3)(3) Trao đổi các ion photphat bằng các phân tử (ion) hấp phụ bởi các gel (keo) silicat

- Trong các nhóm hạt đất có kích thước lớn nhôm tồn tại ở dạng octo hoặc polysilicatkhác nhau điển hình là muscovit, epidot, microlin, octoklaz, plagioklaz – anbit, anoctit và cácdạng trung gian giữa chúng

- Trong các nhóm hạt mịn của đất, nhôm ngoài tồn tại ở dạng ôxit và hydrôxit ra nócòn có trong thành phần của các silicat dạng lớp (người ta thường gọi là khoáng vật sét) Ðó làcác khoáng vật như: kaolinit, monmorilonit, clorit và các hợp chất có chứa Al khác

Do tính đa dạng của các hợp chất của nhôm trong đất, cũng giống như một số cácnguyên tố khác, trong thực tế rất khó xác định riêng từng hợp chất trong mỗi loại đất cụ thể

Vì vậy để thuận lợi và hiệu quả hơn nên xác định các nhóm hợp chất, mỗi nhóm hợp chấtthường có một vài đặc điểm giống nhau, cũng giống như trong thực tế người ta xác định cácnhóm mùn, nhóm photphat, nhóm sắt…

Theo S.V Zôn, người ta chia các hợp chất Al thành các dạng sau: nhôm silicat là nhômtham gia vào mạng lưới tinh thể của các alumintsilicát, nhôm tự do là nhôm không tham giavào mạng lưới tinh thể của các alumintsilicát bao gồm hợp chất nhôm có cấu trúc tinh thể vàhợp chất nhôm vô định hình.

Nhôm silicat được xác định bằng hiệu số giữa hàm lượng tổng số của nó và số lượng

Al được chuyển ra dung dịch chiết bằng NaOH 1N (theo Diushophur – Sushie) Trong dịchchiết bằng NaOH 1N cho phép xác định lượng nhôm tự do Ðể xác định lượng nhôm vô địnhhình trong nhôm tự do người ta chiết bằng dịch chiết Tam (COOH)2 + (COONH4)2 (pH 3,2 -3,3) Hiệu số giữa hàm lượng nhôm tư do và lượng nhôm vô định hình là hàm lượng nhôm tự

do dạng kết tinh

Ngoài ra người ta có thể xác định riêng hàm lượng nhôm trao đổi được chiết bằng dungdịch KCl 1N và nhôm chiết được là nhôm được chiết bằng dụng dịch đệm axêtat amôn (pH4,8)

Sự phân bố của Al theo các nhóm hợp chất trong một số loại đất được chỉ ra ở bảng7.2 Nhôm silicat có hàm lượng cao nhất trong tất cả các loại đất Hàm lượng nhôm tự do tăngcao ở các đất đỏ và các tầng Bfh, Bf của đất podzol tích tụ mùn

Hợp chất nhôm kết tinh trong đa số trường hợp nhiều hơn nhôm vô định hình Nhôm

vô định hình có nhiều ở đất podzol tích tụ mùn Ở tầng Bhf và Bf của đất podzol tích tụ mùnhàm lượng Al vô định hình tăng lên đáng kể đến 22,2 – 36,0% so với hàm lượng Al tổng số

Sự phân bố như vậy chứng tỏ sự rửa trôi của nhôm tự do từ tầng A2 và tích luỹ ở các tầng Bhf

Nồng độ và dạng hợp chất phụ thuộc rất lớn vào pH của dung dịch đất

Hyđroxit nhôm có tính chất lưỡng tính Trong môi trường chua nó bị hoà tan tạo thànhmuối chứa Al

Al(OH)3 + HCl ® Al3+ + 3Cl- + 3H2O (7.5)

Trong môi trường kiềm hình thành các aluminat Khi phản ứng của hydroxit nhôm vớikiềm dư sẽ hình thành các hydroxoaluminat:

Trong khoảng pH bình thường của đất, trong dung dịch đất thường tồn tại các dạng ionnhôm khác nhau: Al3+ (hoặc Al(H2O)63+), AlOH2+, Al(OH)2+, Al(OH)30, Al(OH)4- Hàmlượng của các dạng ion này phụ thuộc vào giá trị pH của đất

Thực nghiệm cũng chứng tỏ sự tồn tại của Al polyme có công thức chung[Al2n(OH)5n]n+, trong đó nhiều nhất là dạng Al polyme có n = 3 Tuỳ thuộc vào pH và lựcion của dung dịch đất có các dạng ion: Al2(OH)24+, Al2(OH)33+, Al3(OH)63+,Al6(OH)153+, Al2(OH)42+, Al4(OH)102+, Al3(OH)8+ Ảnh hưởng của ion này đến các phảnứng hoá học đất cho đến nay vẫn còn chưa được nghiên cứu đầy đủ

Sự hình thành Al polyme gắn liền với hợp chất đơn giản của Al có hoá trị 3: AlCl3.Hợp chất này thiếu điện tử, vì ở lớp điện tử ngoài cùng cùng của nhôm chỉ có 6 điện tử, chúngrất dễ dàng kết hợp với nhau để tạo thành các đime, thậm chí các polyme, trong đó nguyên tử

Al đóng vai trò là chất nhận 1 cặp điện tử Phản ứng hoà tan hydroxit nhôm hình thành Alpolyme diễn ra như sau:

Bảng 7.2 Hàm lượng các nhóm khác nhau của hợp chất nhôm trong một số loại đất

số K tương ứng của phản ứng có thể viết dưới dạng:

(7.8)

trong đó dấu ngoặc vuông có nghĩa là hoạt độ của các ion

Mối quan hệ giữa nồng độ của các dạng Al monome (Al(OH)3-nn+: Al3+, Al(OH)2+,Al(OH)2+) trong dung dịch và giá trị pH trong trường hợp này có thể viết dưới dạng đơn giảnnhư sau:

(7.9)

trong đó KB: tích số ion của H2O, g: hệ số hoạt độ của các ion nhôm

Đối với phản ứng hình thành các ion hydroxoaluminat

thì mối quan hệ giữa nồng độ của các ion nhôm với pH của dung dịch có thể viết dưới dạng;

trong đó K’: hằng số của phản ứng hình thành các hydroxoaluminat

Các mối quan hệ phụ thuộc đơn giản này được biểu thị bằng các đường thẳng với toạ

độ pAl-pH, nếu cho rằng các hệ số hoạt độ trong các dung dịch pha loãng là không thay đổi.Góc nghiêng của đường thẳng phụ thuộc vào hệ số n, nói một cách khác, phụ thuộc vào loạiion nào được hình thành trong dung dịch

Khi phản ứng Al(OH)3 → Al3+ + 3OH-, hệ số n = 3 và nồng độ Al3+ trong dung dịchgiảm rất nhanh cùng với sự tăng của pH

Khi phản ứng Al(OH)3 → Al(OH)2+ + 2OH-, hệ số n = 2 và khi phản ứng Al(OH)3 →Al(OH)2+ + OH-, hệ số n = 1 Sự phụ thuộc tương ứng được chỉ ra ở hình 7.2 Nồng độ củaAl(OH)30 không thay đổi và và không phụ thuộc vào pH; trong khoảng pH 6,5 - 7,5 chínhdạng này quyết định hàm lượng Al trong dung dịch Khi giá trị pH > 8, hàm lượng của các ionaluminát bắt đầu tăng lên, trước tiên là Al(OH)4-, sau đó là Al(OH)52- Hàm lượng của các ion

Al khác nhau ở các giá trị pH khác nhau được chỉ ra ở hình 7.3

Nồng độ nhôm trong dung dịch đất được tạo ra do các hợp chất có trong pha rắn củađất Các hydroxit nhôm Al(OH)3 mới kết tủa có độ hoà tan cao nhất độ hoà tan của cáckhoáng vật chứa nhôm giảm dần theo thứ tự sau:

Al(OH)3 > gipxit = boxit > diaspo

Khi hoà tan các khoáng vật có chứa nhôm, các ion nhôm sẽ chuyển ra dung dịch tạothành kết tủa Al(OH)3 nếu đạt tới tích số tan tương ứng Khi đó nồng độ Al trong dung dịch

sẽ phù hợp với độ hoà tan của Al(OH)3 mới kết tủa Bởi vì trong môi trường nước luôn luôn

có các ion hydroxyl và giá trị pH của dung dịch đất ít khi gặp nhỏ hơn 4, nên Al(OH)3 là thành

phần chủ yếu điều chỉnh nồng độ của nhôm Nhưng trong trường hợp này nồng độ của nhômtrong dung dịch sẽ phụ thuộc vào đặc điểm của phản ứng trội nhất Về vấn đề này có thể suyđoán theo các giá trị tích số hoà tan của Al(OH)3 mới kết tủa khi hình thành các ion khác nhau(bảng 7.3).

Trong khoảng dao động phổ biến của pH đất từ 4 đến 9, trong dung dịch đất đồng thờitồn tại các ion Al khác nhau (hình 7.2)

Sự phân ly theo nhiều nấc và sự đa dạng của các ion Al có ý nghĩa lớn không chỉ khitính toán nồng độ chung của Al trong dung dịch Khả năng các ion Al tham gia vào các phảnứng khác nhau cũng phụ thuộc vào thành phần và điện tích của chúng Ion Al3+ có khả năngtham gia trực tiếp trong các phản ứng trao đổi cation, ngược lại Al(OH)30 khi tương tác vớiphức hệ hấp phụ của đất chủ yếu là hiện tượng hấp phụ Các ion một hai điện tích dương chiếm

vị trí trung gian nào đó, còn đối với ion mang điện tích âm Al(OH)4- phản ứng theo kiểu traođổi anion hoặc trao đổi phối tử là đặc trưng nhất

Xuất phát từ các quan niệm trên có thể kết luận về khả năng nhôm di động trong phẫudiện đất và về các dạng nhôm thực tế có thể di động

Hình 7.2 Hoạt độ của ion Al3+ và

các ion Al khác trong mói cân bằng

với gipxi Lindxei, 1979.

Bảng 7.3 Logarit âm của tích số tan (pKt = -lgKt) của Al(OH)3 khi hình thành các

ion khác nhau (dấu ngoặc vuông là kí hiệu hoạt độ ion)

Khi pH = 5,0 nồng độ của các ion Al3+ khoảng 0,14 mg/l, còn khi pH = 6,0 nồng độAl3+ chỉ bằng 1,4 x 10-4 mg/l Sự thay đổi pH 1 đơn vị dẫn đến sự thay đổi nồng độ của Al3+khoảng 1000 lần Theo tính toán khi pH = 4,5 ion Al3+ có thể tồn tại trong dung dịch mộtlượng đáng kể, nhưng khi ph tăng tới 5 đến 5,5 thì nồng độ của Al3+ trở nên ít đến nỗi có thể

so sánh với nồng độ của các nguyên tố vi lượng

pH của đất có ảnh hưởng đến sự di chuyển của các ion nhôm trong đất Khi pH khoảng

Bảng 7.4 Nồng độ tính được của các ion Al3+ đối với Al(OH)3 ở các giá trị pH khác

Nhôm trong đất Việt nam

Hàm lượng Al tổng số của đất Việt Nam tương đối cao, đặc biệt ở các đất địa thành(bảng 7.5)

Bảng 7.5 Hàm lượng Al trong một số loại đất của Việt Nam

Nguồn: Nguyễn Vi, Trần Khải, 1978.

Ở các loại đất có thành phần cơ giới nhẹ Al cũng bị rửa trôi mạnh, đặc biệt trong điềukiện khí hậu nhiệt đới ẩm phong hoá hoá học diễn ra rất mạnh, các khoáng vật sét bị phá huỷ,

Al được giải phóng từ các khoáng sét tiếp tục bị rửa trôi

Hàm lượng Al di động trong đất Việt Nam cũng biến đổi tuỳ theo loại đất (bảng 7.5)

Ở các đất trồng lúa, lượng Al di động trong đất thay đổi rất lớn theo thời gian ngập nước (bảng7.6) Cùng với sự tăng lên của pH theo thời gian ngập nước hàm lượng Al3+ giảm dần Nhữngngày đầu ngập nước lượng Al3+ di động có thể hơi tăng do một số muối nhôm chưa thuỷ phân

và hợp chất hữu cơ-Al bắt đầu giải phóng trong thời kỳ đầu mới ngập Đối với đất vùng đồi núihàm lượng Al3+ di động phụ thuộc rất lớn vào đá mẹ và quá trình hình thành đất Cũng là đấtferalit, đất phát triển trên đá mẹ khác nhau có hàm lượng Al3+ khác nhau Đất phát

Bảng 7.6 Sự thay đổi nồng độ Al3+ di động trong đất ngập nước (mg/100g đất)

Nguồn: Nguyễn Vi, Trần Khải, 1978.

triển trên đá macma axit (granit) có hàm lượng Al3+ cao hơn đất phát triển trên các đá biếnchất (phiến thạch), đá mácma bazơ (bazan) và phù sa cổ Đất macgalit tuy là đất vùng đồi núinhưng không có Al3+ di động vì đất này có phản ứng trung tính đến hơi kiềm nên Al3+ diđộng bị kết tủa

Ở vùng đồng bằng, đất phù sa sông Hồng trung tính và đất mặn hầu như không cóAl3+ di động, lớp đất mặt của đất bạc màu thường chứa một lượng Al3+ không đáng kể so vớicác đất chua khác, nhưng càng xuống dưới sâu (dưới 15cm) hàm lượng Al3+ càng tăng lên (cóthể đạt tới trên 1 mđ/100g đất) Hiện tượng tăng đột ngột Al3+ di động theo chiều sâu ở đấtbạc màu

Bảng 7.7 Phân bố hàm lượng Al3+ di động theo chiều sâu ở đất bạc màu

Loại đất, địa điểm Độ sâu lấy

mẫu (cm)

Tỷ lệ cấp hạt (%)Sét vật lý (<0,01mm) Sét(<0,001mm) (mđ/100g đất)Al3+

và một số loại đất khác liên quan đến sự tích luỹ sét ở các tầng đất dưới tầng mặt (bảng 39) Ởvùng đồng bằng đất chứa nhiều nhôm di động nhất là các loại đất phèn, đất phù sa chua sôngThái Bình và đất chiên trũng (lầy thụt).

7.3 Các hợp chất nhôm và độ chua đất

Một trong những chức năng quan trọng nhất của nhôm trong đất gắn liền với sự hìnhthành độ chua của đất Việc làm sáng tỏ vấn đề về bản chất của độ chua đất và vai trò củanhôm đối với độ chua đã gây ra những tranh luận lâu dài và quyết liệt về vấn đề hoá học đất

Độ chua của đất xuất hiện ở các dạng khác nhau, ngoài nhôm nó được gây ra bởi cácnguyên tố và hợp chất khác Hiện nay người ta chia độ chua thành 2 dạng: độ chua hoạt tính và

độ chua tiềm tàng Độ chua tiềm tàng bao gồm độ chua trao đổi và độ chua thuỷ phân

và Fe, đặc tính axit của chúng có thể so sánh với đặc tính axit của axit cacbonic và axit axetic)

Theo kết quả nghiên cứu của I N Xkrưnhikova, trong dung dịch đất podzol đồng cỏchua có chứa: các axit hữu cơ tự do không bay hơi, muối của các bazơ mạnh và các axit yếu,CO2 tự do và muối của axit cacbonic, muối amôn của các axit hữu cơ yếu

Sự kết hợp của các thành phần này trong dung dịch đất tạo nên giá trị pH dao độngtrong phạm vi 4,2 – 6,8 Hàm lượng của chất hữu cơ trong dung dịch đất dao động từ 0 đến2000-3000 mg/l, khi ở các tầng trên của đất có hàm lượng chất hữu cơ trong dung dịch đất caonhất thì giá trị pH cũng thấp nhất

Sự đóng góp của các thành phần khác nhau vào sự hình thành độ chua hoạt tính khônggiống nhau phụ thuộc vào mức độ thể hiện các đặc tính axit (các hằng số axit) và hàm lượngcủa mỗi thành phần trong dung dịch

Trong số các chất quan trọng gây ra độ chua hoạt tính có axit cacbonic Đây là axit khámạnh với pKa = 3,3 và chỉ nhờ nó cũng có thể hình thành phản ứng chua của dung dịch đất

Nhiều thành phần khác sau khi làm thay đổi đồng thời tính đệm axit – bazơ của đấtcũng có ảnh hưởng đến giá trị pH của dung dịch đất Hệ thống CO2 – CaCO3 – H2O là một ví

dụ về tác dụng tương hỗ rất mạnh giữa các thành phần khác nhau Huyền phù CaCO3 trongnước sạch có pH = 9,6 do phản ứng:

Khi cho huyền phù này cân bằng với không khí khí quyển thì pH sẽ giảm xuống còn 8,4; cònkhi hàm lượng CO2 bằng 10% (không khí đất) giá trị pH của dung dịch cân bằng giảm xuốngchỉ còn 6,7

Các axit hữu cơ và muối của chúng có mặt thường xuyên trong dung dịch đất có ảnhhưởng đáng kể đến độ chua hoạt tính Để so sánh ảnh hưởng của chúng với ảnh hưởng của axitcacbonic đến độ chua của đất người ta thường dựa vào giá trị hằng số ion hoá Ví dụ đối vớiaxit axetic CH3COOH hằng số ion hoá