Pojemność sorpcyjna gleb.

Pojemność sorpcyjna gleb –całkowita ilość kationów o charakterze zasadowym Ca, Mg, K, Na i kationów o charakterze kwasowym takich jak H, którą gleba może związać.

Sorpcja kationów odbywa się głównie pomiędzy powierzchnią fazy stałej a fazą płynną. Wielkość pojemności sorpcyjnej gleb mineralnych zależy od ilości części ilastych, im więcej cząstek tym większa. Pojemność zależy też od składu i budowy cząstek ilastych do których należą minerały ilaste (illit, kaolinit itd.). Zależy również od ilości próchnicy , oraz od wzajemnego stosunku minerałów ilastych i próchnicy. Pojemność sorpcyjna gleb torfowych jest wieksza od pojemności gleb mineralnych . Wielkość poj. Sorpcyjnych gleb torfowych zależy od gatunku torfu, stopnia rozkładu torfu, oraz od stopnia uwilgotnienia. Nadmierne wysuszenie gleby torfowej powoduje nieodwracalną denaturyzacje kwasów huminowych, które mają największą pojemność sorpcyjną. Oznaczenie pojemności sorpcyjnej można wykonać różnymi metodami, zasadą wszystkich jest wypieranie z kompleksu sorpcyjnego gleby kationów zasadowych i kwasowych przy pomocy roztworów różnych soli i kwasów. Podczas ćwiczeń stosujemy metodę uproszczoną Kappena , która polega na wyparciu z kompleksu sorpcyjnego kationów zasadowych roztworem HCl, a kationów wodorowych roztworem octanu wapnia (CH₃COO)₂Ca.

Oznaczenie sumy zasadowych kationów wymiennych

Wykonanie oznaczenia. 1.Naważamy 20g gleby do kolby stożkowej.2.Wlewamy 100cm3 roztworu kwasu solnego.3.Zamykamy korkiem,stawiamy na mieszarkę i mieszamy przez ok.60min. 4.Sączymy roztwór,a następnie pobieramy dwie porcje po 25cm3 każda do dalszej analizy.Porcje przesączu miareczkujemy NaOH w obecności fenoloftaleiny do uzyskania słabo różowego zabarwienia.

S = (Xcm3HCl*n1-Ycm3NaOH*n2)*p [meg/100g]

Xcm3HCl-ilość przesączu wzięta do analizy

Ycm3NaOH-ilość NaOH zużyta do miareczkowania

n1-normalność roztworu HCl (0,1)

n2-normalność roztworu NaOH(0,1)

p-przelicznik, pozwalający wyrazić S w jednostce (20 Cmol(t)/kg)

Oznaczenie kwasowości hydrolitycznej.

Kwasowość hydrolityczną charakteryzują jony wodorowe znajdujące się w roztworze glebowym oraz jony wodorowe wyparte z kompleksu sorpcyjnego gleby, za pomocą soli hydrolizujących o odczynie zasadowym np (octan wapnia)

Wykonanie oznaczenia:

1. Ważymy 20g gleby

2. Wlewamy 100 octanu wapnia

3. Mieszamy (wytrząsamy) przez ok. 1h.

4. Sączymy, a do dalszej analizy pobieramy 2 próby po 25 każda

5. Miareczkujemy w obecności fenoloftaleiny aż do utrzymania różowego zabarwienia

6. Obliczamy wartość kwasowość hydrolitycznej

[cmol(+)/kg]

X- ilość roztworu NaOH zużyta do miareczkowania przesączu

n- normalność roztworu NaOH

1,5- stały współczynnik, tzw. poprawka na niepełne wyparcie jonów podczas jednokrotnego wyparcia (traktowania) gleby roztworem octanu wapnia

q- przeliczenie na 100g gleby

20g-100

zg- 25cm

, zq=5[g]

q=100/5=20

Całkowita pojemność sorpcyjna T

W oparciu o wartość pojemn. Sorpcyjnej obliczamy udział kationów zasadowych w kompleksie sorpcyjnym gleby (Wysycenie kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi)

Analogicznie obliczamy udział kationów wodorowych (Wysycenie kompleksu sorpcyjnego kationami wodorowymi)

Po wykonaniu obliczeń, sprawdzamy czy istnieje zależność . Jeżeli tak, tzn. że jest przewaga jonów wodorowych (tzn. że gleba jest zakwaszona). W takim przypadku należy wykonać zabieg wapnowania, obliczając dawkę zgodnie z wzorami dtCaO na 1 hektar = (dt= decytona= 100kg)

na 1 ha =

Oznaczanie zawartości węglanów w glebach:

CaCO₃+2HCl -> CaCl₂+H₂O +CO₂

Obecność węglanów w glebie lub ich brak można wykryć traktując glebę kwasem solnym i obserwując reakcję wydzielającego się CO₂.

Do wstępnego określenia zawartości węglanów w glebach służy metoda orientacyjna nazywana polową

Objawy z HCL	Zawartość CaCO3 [%]	Naważka do analizy szczegółowej
Brak burzenia	<1	20g
Słabe nietrwałe b.	1-2	10g
Wyraźne nietrwałe b.	2-5	5g
Silne długotrwałe b.	>5	1-2g

Metoda nr2 Oznaczanie węglanów wg. Passona

Wykonanie oznaczenia tą metodą polega na nasypaniu gleby do słoika, nalania kwasu do pojemniczka na kwas i po zamknięciu słoika korkiem, mieszamy kwas z glebą i czekamy aż wydzielający się CO₂ przestanie wypierać wodę z lewego ramienia. Następnie przy pomocy zacisku na przelewie wyrównujemy poziom wody w obu ramionach i odczytujemy zawartość węglanów. Aparat Passona jest wykalibrowany na 20 g gleby i jeżeli do analizy wzięliśmy mniej gleby wynik należy odpowiednio przeliczyć.

Metoda 3

Metoda Scheiblera to metoda najdokładniejsza,ponieważ uwzględnia temperaturę i ciśnienie atmosferyczne panujące w czasie pomiarów.Dodatkowo uwzględnia ona fakt,że oda razem z dwutlenkiem węgla może się wiązać tworząc kwas węglowy.Na miejsce wody Scheibler zaproponował roztwór niesorbujący dwutlenek wegla,czyli siarczan miedzi.Obliczenie zawrtości węglanów w tej metodzie uzyskujemy po podstawieniu kilku danych do wzoru:

%CaCO3=(V*w*100)/(a*1000)

V-obj.wydzielonego CO2 odczytana z aparatu

w-współczynnik odczytany z tabeli uwzględniający temp. i ciśnienie panujące w czasie pomiaru

100-przeliczenie na %

a-nadwyżka gleby

1000-przeliczenie z g na mg

Właściwości węglanów:

Węglan wapnia wpływa na fizyczne,chemiczne i biologiczne właściwości gleb.Jony wapnia powodują koagulację koloidów glebowych sprzyjając tworzeniu się struktury gruzełkowatej.Tworzenie się jej poprawia przepuszczalność gleb,właściwości wodne,powietrzne i termiczne zwiększając aktywność biologiczną gleb.

W przypadku nadmiernej ilości węglanu wapnia i niesprzyjających warunków wodno-powietrznych (oglejenie) struktura gleby i jej przepuszczalność ulegają pogorszeniu. Ilość węglanó odgrywa dużą rolę przy ustalaniu rozstawy drenów,przy zawartości CaCO3 między 5-10% rozstawę drenów zwiększamy od 0-10% , a przy zawartości 10-20% CaCO3 rozstawa drenów zmienia się od 10-15%. Ustala się ją głównie na podstawie stanu mechanicznego (granulometrycznego) gleby.

OZNACZANIE Fe METODĄ JODOMETRYCZNĄ. Sposób oznaczenia - Fe oznaczamy jodometrycznie w wyciągach 20%ego HCl w ten sposób: 1) odważamy gleby, którą przenosimy do kolby miarowej o objętości 100 cm3. 2) dolewamy 50 cm3 20%ego HCl do kolby. 3)do kolby wstawiamy lejek, który pełni rolę chłodnicy zwrotnej, będzie on zapobiegał nadmiernemu ubytkowi wody, nie dopuszczając do zbytniego wzrostu stężenia HCl podczas ogrzewania. 4) kolbę umieszczamy w łaźni wodnej i ogrzewamy przez 45-60 minut. 5) następnie kolbę chłodzimy, uzupełniwszy wodą destylowaną do objętości 100 cm3 (do kreski), dokładnie mieszamy i sączymy przez sączek do kolby o objętości 300ml. Z uzyskanego przesączu pobieramy po 2 próby, każda po 200ml, które przenosimy do kolbek o objętości 100 cm3. 6) do każdej z próbek dodajemy 10 cm3 10%ego jodku potasu, następnie 3-5 kropel skrobi. 7) po dodaniu skrobi zaobserwujemy zmianę barwy na zielonkawą, niebiesko czarną.. 8) miareczkujemy tiosiarczanem sodu Na2S2O3 (dzisiejsze miano n=0,1) do zniknięcia zabarwienia. WZÓR: , gdzie A-ilość tiosiarczanu sodu zużyta do miareczkowania 20 cm3 wyciągu [cm3], n-normalność tiosiarczanu sodu, 0,05585-miliramorównoważnik Fe, C-naważka gleby odpowiadająca 20 cm3 pobranego do oznaczenia roztworu, przykład: , stąd x = 1 C=1.

%Fe można przeliczyć na %Fe2O3 mnożąc wynik przez 1,43. Wiadomości ogólne dla Fe: Fe występuje w 2 różnych formach – 2 i 3 wartościowej. Forma 2 występuje w głębszych poziomach profilu gleby, nadając im jasnoszarą barwę. Zależnie od odczynu danego poziomu jego barwa może występować z odcieniem niebieskim lub zielonym. W poziomach podpowierzchniowych żelazo występuje głównie w formie 3, nadającej glebom barwę żółtą, brunatną lub czerwoną. Obecność w profilu gleby związków Fe 2 wskazuje na niedostateczną przewiewność gleb. Obniżenie tej przewiewności powoduje pojawienie się w nich oglejenia. Oznaczenie zawartości związków Fe, głównie tlenków w glebach jest ważne, ze względu na ich wpływ na właściwości gleb. Uwodnione tlenki Fe zwiększają zwięzłość gleby, powodując jednocześnie spadek ich przepuszczalności. Fakt ten należy uwzględnić przy określaniu rozstawy drenów. Przy zawartości 1% Fe (w przeliczeniu na Fe2O3) rozpuszczonego w 20% HCl, rozstawę drenów zmniejszamy o 5%, a przy zawartości od 1-5% odpowiednio zmniejszamy o 5-20% zaprojektowanej rozstawy.