|
INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI
|
|
|
GLEBOZNAWSTWO I REKULTYWACJA - LABORATORIUM
|
|
I ROK INŻYNIERII ŚRODOWISKA STUDIA DZIENNE GRUPA 17 A
|
26.03.2012 TYDZIEŃ 4 |
|
WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE GLEB I GRUNTÓW: OZNACZENIE KWASOWOŚCI HYDROLITYCZNEJ, SUMY ZASAD I CAŁKOWITEJ POJEMNOŚCI WYMIENNEJ
AUTORZY OPRACOWANIA:
KAROL SOKOŁOWSKI PIOTR WAŚKOWICZ PAULINA LUDWICZAK ADRIAN MŁYŃCZYK
|
CZĘŚĆ TEORETYCZNA
Sorpcja w glebie, zatrzymywanie jonów, cząsteczek zawiesin, gazów i mikroorganizmów przez część sorbującą gleby zwaną kompleksem sorpcyjnym. W jego skład wchodzą przede wszystkim koloidy mineralne (minerały ilaste glinokrzemianowe, minerały niekrzemianowe, minerały amorficzne) koloidy organiczne (próchnica glebowa, białka glebowe), koloidy organiczno-mineralne. Jeden z ważniejszych czynników warunkujących żyzność gleby.
TYPY SORPCJI:
sorpcja biologiczna - zatrzymywanie składników chemicznych przy udziale drobnoustrojów glebowych i korzeni roślin.
sorpcja chemiczna - przejście form rozpuszczalnych w nierozpuszczalne wskutek reakcji chemicznych.
sorpcja fizyczna - osadzanie się drobin (gazów, mikroorganizmów itp.) na powierzchni stałych cząstek glebowych.
sorpcja mechaniczna - zatrzymywanie się cząstek zawiesin w mniejszych od nich przestworach glebowych.
Sorpcje wymienną określa się wyznaczając jej elementy składowe:
kwasowość hydrolityczną - Hh
sumę zasad wymiennych - S
Na ich podstawie oznacza się:
pojemność wymienną gleby - T
wysycenie kompleksu zasadami - V
OZNACZENIE KWASOWOŚCI HYDROLITYCZNEJ GLEBY WG. METODY KAPPENA
Kwasowość hydrolityczna Hh przejawia się poprzez działanie na glebę zasadową solą, która poprzez swoje właściwości wypiera z glebowego kompleksu sorpcyjnego kationy o charakterze kwasowym (wodoru i glinu). Kwasowość hydrolityczna wskazuje na wysycenie kompleksu sorpcyjnego jonami wodoru i glinu. Jej wartość interpretuje się łącznie z innymi cechami kompleksu sorpcyjnego.
Kwasowość hydrolityczną gleby oblicza się ze wzoru:
Hh = V • 5 • 1,5 = V • 7,5 [cmol/kg gleby]
gdzie:
V - objętość 0,1m roztworu NaOH zużytego przy miareczkowaniu w cm3
5 - współczynnik przeliczeniowy na 100g gleby
1,5 - współczynnik empiryczny
OZNACZANIE SUMY ZASAD W KOMPLEKSIE SORPCYJNYM GLEBY
WG. METODY KAPPENA
Metoda ta polega na reakcji wymiany jonowej, w której kationy wymienne o charakterze zasadowym są desorbowane z gleby przez jony wodoru z kwasu solnego. Metoda ta pozwala sprawnie ocenić łączną zawartość sumy zasad w glebach kwaśnych. Wartość sumy zasad jest wskaźnikiem pojemności sorpcyjnej gleby w stosunku do kationów zasadowych. Wpływ na to ma uziarnienie substancji organicznej i kwasowość gleby.
Sumę zasad oblicza się ze wzoru:
S = (V • NHCl - V1 • NNaOH) • 10 [cmol/kg]
gdzie:
V - objętość wyciągu glebowego w cm3
NHCl - normalność roztworu HCl użytego do ekstrakcji
V1 - objętość roztworu NaOH zużytego do miareczkowania
10 - współczydnnik przeliczeniowy do przeliczenia na 100g gleby
NNaOH - normalność roztworu NaOH zużytego do miareczkowania
CZĘŚĆ EKSPERYMENTALNA
Celem ćwiczenia było oznaczenie kwasowości hydrolitycznej i sumy kationów o charakterze zasadowym w próbie glebowej.
DOŚWIADCZENIA:
Za pomocą sita przesiano próbę gleby, następnie odważono za pomocą wagi technicznej próby gleb o masie 40g i 20g, po czym umieszczono je osobno w butelkach do mieszadła.
Do próby 40g, zwanej dalej próbą A dotyczącej kwasowości hydrolitycznej dodano 100cm3 1N roztworu octanu wapnia, a do próby 20g zwanej dalej próbą B dotyczącej sumy zasad dodano 100cm3 0,1m roztworu kwasu solnego. Obie butelki zamknięto korkami, a następnie umieszczono w mieszadle mechanicznym na czas 15 minut. Po tym czasie przesączono próby przez lejki z sączkiem z bibuły filtracyjnej, a następnie odmierzono po 50cm3 klarownego przesączu. Przesącze przelano do kolb stożkowych, po czym do kolby A dodano jedną krople fenoloftaleiny a do kolby B dodano trzy krople wskaźnika mieszaniny Tashiro.
Próba A została zmiareczkowana za pomocą 2,2 ml 0.1m roztworu NaOH aż do otrzymania barwy bladomalinowej. Próba B została zmiareczkowana 30ml tego samego roztworu, po czym przesącz zmienił barwę z różowej na zieloną.
Obliczanie kwasowości hydrolitycznej badanej gleby:
Wzór: Hh = V • 2 • 1,5 = V • 3 [cmol/kg gleby], gdzie:
V - objętość 0,1m roztworu NaOH zużytego przy miareczkowaniu w cm3
2 - współczynnik przeliczeniowy na 40g gleby
1,5 - współczynnik empiryczny
Dane:
V = 2,2
Obliczenia:
Hh = 2,2 • 3 = 6,6 [cmol/kg]
Obliczanie sumy zasad badanej gleby:
Wzór: S = (V • NHCl - V1 • NNaOH) • 1 [cmol/kg]
gdzie:
V - objętość wyciągu glebowego w cm3
NHCl - normalność roztworu HCl użytego do ekstrakcji
V1 - objętość roztworu NaOH zużytego do miareczkowania
1 - współczynnik przeliczeniowy do przeliczenia na 10g gleby
NNaOH - normalność roztworu NaOH zużytego do miareczkowania
Dane:
V =50
V1 = 30
NHCl = 1
NNaOH = 1
Obliczenia:
S = (50 • 1 - 30 • 1)•1 = 20
Obliczanie pojemności wymiennej gleby
Wzór: T = Hh + S
Dane:
Hh = 6,6
S = 20
Obliczenia:
T = 6,6 + 20 = 26,6
III. WNIOSKI
Kwasowość hydrolityczna wyniosła 6,6 cmol/kg gleby co oznacza, że mamy do czynienia z glebą ciężką.
Suma zasad wyniosła 20, co wskazuję na glebę ciężką uprawną.
Pojemność sorpcyjna wyniosła 26,6 cmol/kg, co wskazuję na obecność minerałów ilastych w glebie, które występują w glebach ciężkich.