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

1. 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 wymienna (fizyko-chemiczna) - wiązanie jonów (głównie kationów) z równoczesnym wydzielaniem do roztworu glebowego równoważnych ilości innych jonów.

• 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 - H_h

• 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 H_h 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:

H_h = 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 • N_HCl - V₁ • N_NaOH) • 10 [cmol/kg]

gdzie:

V - objętość wyciągu glebowego w cm³

N_HCl - normalność roztworu HCl użytego do ekstrakcji

V₁ - objętość roztworu NaOH zużytego do miareczkowania

10 - współczydnnik przeliczeniowy do przeliczenia na 100g gleby

N_NaOH - normalność roztworu NaOH zużytego do miareczkowania

2. 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: H_h = 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:

H_h = 2,2 • 3 = 6,6 [cmol/kg]

Obliczanie sumy zasad badanej gleby:

Wzór: S = (V • N_HCl - V₁ • N_NaOH) • 1 [cmol/kg]

gdzie:

V - objętość wyciągu glebowego w cm³

N_HCl - normalność roztworu HCl użytego do ekstrakcji

V₁ - objętość roztworu NaOH zużytego do miareczkowania

1 - współczynnik przeliczeniowy do przeliczenia na 10g gleby

N_NaOH - normalność roztworu NaOH zużytego do miareczkowania

Dane:

V =50

V₁ = 30

N_HCl = 1

N_NaOH = 1

Obliczenia:

S = (50 • 1 - 30 • 1)•1 = 20

Obliczanie pojemności wymiennej gleby

Wzór: T = H_h + S

Dane:

H_h = 6,6

S = 20

Obliczenia:

T = 6,6 + 20 = 26,6

III. WNIOSKI

1. Kwasowość hydrolityczna wyniosła 6,6 cmol/kg gleby co oznacza, że mamy do czynienia z glebą ciężką.

2. Suma zasad wyniosła 20, co wskazuję na glebę ciężką uprawną.

3. Pojemność sorpcyjna wyniosła 26,6 cmol/kg, co wskazuję na obecność minerałów ilastych w glebie, które występują w glebach ciężkich.