Od czego zależy pojemność kompleksu sorpcyjnego??nie zależy tylko od ilości cząstek ilastych, ale również od wzajemnego stosunku minerałów np. kaolinit, illit, montmorylonit, wermikulit, chloryty, tlenki, wodorotlenki itp. oraz próchnicy wchodzącej w skład tych cząstek; zależy od zmieniającego się pH i zmniejszenia się cząstek koloidalnych Podział gleb ze względu na pH gleby silnie kwaśne o pH < 4.5
gleby kwaśne o pH od 4.6 do 5.5
gleby słabo kwaśne o pH od 5.6 do 6.5
gleby obojętne o pH od 6.6 do 7.2
gleby zasadowe (alkaliczne) o pH > 7.2 Próchnica - co to jest, jak powstaje, funkcjePróchnica jest mieszanką kompleksowych połączeń organicznych i organiczno - mineralnych. W skład próchnicy właściwej wchodzą takie związki jak: bituminy, związki humusowe (próchnicowe).Związki humusowe dzielą się na: - kwasy humusowe w postaci wolnej i związanej a) kwasy huminowe właściwe i ulminowe b) fulwokwasy (kwas krenowy i apokrenowy) - huminy i ulminy (połączenia organiczno - mineralne)Próchnica powstaje w glebie z obumarłych szczątków roślin wyższych i niższych oraz zwierząt. Martwe resztki organiczne w wyniku działalności życiowej makro-, mezo- i mikrofauny oraz flory glebowej ulegają przekształceniu na prostsze związki organiczne, które następnie - w wyniku odbywającej się syntezy biologicznej i fizykochemicznej przekształcają się w związki próchnicowe. Proces przemiany martwej substancji organicznej pochodzenia roślinnego i zwierzęcego w próchnicę nazywamy humifikacją. Dostające się do gleby szczątki roślinne i zwierzęce ulegają głównie mineralizacji, a tylko nieznaczna ich część przekształca się w próchnicę właściwą.Próchnica jest głównym źródłem azotu w glebie. Mając duże właściwości chłonne zwiększa pojemność sorpcyjną gleb. Ulegając w niej mineralizacji uwalnia się wiele pierwiastków niezbędnych do życia roślin np. N, P, S, Ca, Mg. Próchnica kwaśna i słona wpływają ujemnie na właściwości fizykochemiczne gleby. Kwaśna jest stosunkowo wymywana do głębszych warstw profilu glebowego. Wraz z nią wymywane są pierwiastki niezbędne dla roślin. Nadmiernie zakwasza ona glebę, co wpływa destrukcyjnie na ich kompleks sorpcyjny, hamując rozwój wielu pożytecznych bakterii glebowych. Kwasowość hydrolityczna - co to jest, metoda oznaczaniaKwasowość hydrolityczną można oznaczać metodą Kappena. H = (Xcm3 NaOH * n * 5) * 1.5 Wynik podajemy w [cmol(+)/kg gleby] (Na+, Ca+, Mg+, K+, Na+, H+) + n(CH3COO)2Ca = (Ca+2, Ca+2, Mg+2, K+, Na+) + 2CH3COOH + (n-1)(CH3COO)2Ca to w pierwszym nawiasie to cząstka koloidalna wysycana różnymi kationami, to w drugim wiązka koloidalna wysycana kationami zasadowymi Kwasowość wymiennaO kwasowości wymiennej decydują wodór wymienny u glin ruchomy, znajdujące się w glebie i przechodzące do roztworu 1N KCl. Kwasowość wymienna występuje w glebach, w których stężenie jonów wodorowych, mierzone w 1N KCl, jest mniejsze od 6, natomiast glin ruchomy pojawia się w glebach o pH poniżej 5.5. Do zwiększenia ilości glinu ruchomego i wodoru wymiennego w glebach przyczynia się w znacznym stopniu substracja organiczna - próchnica nie nasycona. Przy oznaczaniu posługujemy się motodą Sokołowa, która polega na wypieraniu tych jonów z gleby roztworem 1n KCl. Reakcja wymiany przebiega w ilościach równoważnikowych. Glin i wodór mogą również przejść do przesączu. W przesączu znajdują się różne sole i kwas solny oraz pozostała część soli wypierającej. Chlorek glinowy jako sól silnego kwasu i słabej zasady hydrolizuje w roztworze w obecności wody na kwas i zasadę następująco: AlCl3 + 3H2O = Al(OH)3 + 3HCl Oznaczanie sumy zasad - reakcja Sumę zasadowych kationów wymiennych możemy oznaczyć metodą Kappena, jednak tylko w glebach nie zawierających węglanów. Metoda ta polega na wyparciu z kompleksu sorpcyjnego kationów zasadowych za pomocą 0,1n HCl, a kationów wodorowych 1n- Ca(CH3COO)2 Sumę zasadowych kationów wymiennych w milirównoważnikach na 100g gleby oznaczamy symbolem Sz. I obliczamy ze wzoru: Sz = (50cm3HCl x n - X cm3 NaOH x n) x 10 Wynik podajemy w jednostce [Cmol(t) / kg] Wpływ węglanów wapnia na właściwości fizyko - chemiczne gleby Występowanie węglanów w glebach przeciwdziała zakwaszeniu. Dlatego gleby zawierające nawet niewielkie ilości węglanów mają odczyn zbliżony do obojętnego i w związku z tym nie wymagają wapnowania. Obecność węglanów w glebach polepsza ich właściwości fizyczne: zwiększa przepuszczalność gleb ciężkich, a zmniejsza lekkich, umożliwia tworzenia się struktury gruzełkowatej. Zasada oznaczania próchnicy metodą Tiurina Metoda ta należy do bezpośrednich metod objętościowych, w których ilość węgla organicznego, a następnie próchnicy oblicza się z ilości zredukowanego utleniacza. Jako utleniacza używa się dwuchromianu potasu K2Cr2O7. Reakcja utleniania węgla próchnicy przebiega ilościowo w następujący sposób: 3C + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 = 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 8H2O + 3CO2 Utlenianie zachodzi w silnie kwaśnym środowisku. Nadmiar nie zredukowanego dwuchromianu potasu, pozostającego w roztworze po utlenieniu związków organicznych, miareczkuje się solą Mohra. Rodzaje kwasowości Wyróżniamy następujące rodzaje kwasowości: - kwasowość hydrolityczną - Hh - kwasowość wymienną - Hw Oznaczenie węglanów metodą Scheiblera Aparat zbudowany jest z 2 rurek, prawa połączona jest wężem gumowym wypełnionym HCl. Rurka ta jest zbiornikiem CO2 podczas oznaczania MeCO3. CO2 przechodzi przez 3-dzielny kran do następnej równoległej rurki, wyskalowanej w cm3. Do górnej części rurki doprowadza się płyn, CuSO4. Z lewej strony umocowany jest zbiornik, w którym znajduje sie CuSO4. Zbiornik połączony jest od dołu z rurką pomiarową. Następnie zamykamy za pomocą 3-dzilenego kranu wlot do rurki pomiarowej, a otwieramy wlot na zew. Odważamy od 1 do 10g gleby, umieszczamy ją w słoiku. Słoik napełniony HCl i glebą zamykamy korkiem. Przekręcamy 3-dzielny kranik, tak aby wydzielający się z gleby CO2 mógł swobodnie przejść do rurki pomiarowej. Słoik z glebą i HCl przechylamy i wylewamy zawartość HCl na glebę i wstrząsamy do momentu aż CO2 przestanie się wydzielać. Wtedy wyrównujemy poziom płynów w rurce pomiarowej z poziomem zbiornika i odczytujemy objętość CO2. Obliczamy to ze wzoru: Vo=273*Vt*Px/Po * T, gdzie: Vo- objętość CO2 w cm3 Vt - objętość CO2 odczytana z aparatu Schieblera Px - ciśnienie odczytane na barometrze w czasie pomiaru P0 - ciśnienie normalne tj. 760mm (1013 Hpa) T - temperatura panująca w pokoju w czasie oznaczania węglanów -------------------------------------------------------------------------Pojemnośc sorpcyjna jest to całkowita ilość kationów zarówno o charakterze zasadowym(Ca, Mg, K, Na i inne) jak i kwasowym (H, Al., i inne) która może być zwiazana przez glebę. Wielkość pojemności sorpcyjnej wyrażamy w milirównoważnikach na 100 g gleby. Kwasowość wymienna można ją oznaczyć metodą Kappena ale tylko w glebach nie zawierających węglanów. S= (X cm3 HCl * n - X cm3 NaOh * n)* 10 Bituminy- mieszanka smół, wosków oraz różnych węglowodorów, które można wyekstrahować gleby mieszaniną alkoholowo-benzenową.Kwasy huminowe właściwe- wielocząsteczkowe zw. O złożonej budowie strukturalnej. Zawierają takie gr funkcyjne jak: karboksylowe, hydroksylowe, metoksylowe. Mają szaroczarną barwę. Wchodzą w sklad próchnicy takich gleb jak: czarnoziemy, czarne ziemie, rędziny. Rozpuszczają się głównie w ługach. Kwasy uluminowe zwane inaczej kwasami huminowymi właściwymi brunatnymi. Wykazują silniejszy charakter kwasowy, miejszy ciężar cząsteczkowy i kolor brunatny. Występują w próchnicy gleb brunatnych, bielicowych i kwaśnych gleb torfowych. Rozpuszczają się w ługach i w alkoholu. Fluwokwasy (kw. Kreonowy i apokreonowy) w skł. Fulwokwasów wchodzą wielkocząsteczkowe związki zawierające aminokwasy i substancje redukujące, węglowodany i glikozydy, poliuronidy oraz właściwe kwasy fluwowe. Fulwokwasy w odróżnieniu od kw. Huminowych mają mniejszy ciężar cząsteczkowy, trudniej koagulują i łatwo rozpuszczają się w wodzie oraz kwasach mineralnych. Stanowią one część składowa próchnicy wszystkich gleb lecz najwięcej występuje ich w próchnicy gleb bielicowych, pseudobielicowych, brunatnych wyługowanych i brunatnych kwaśnych.Huminy i ulminy są pochodnymi kw. Huminowych i ulminowych. Są stosunkowo trwale związane z częścią mineralną gleby. Nie rozpuszczają się w wodzie kwasach mineralnych i rozcieńczonych zasadach, natomiast rozpuszczają się na gorąco w stężonych zasadach. _________________________________________________
Od czego zależy pojemność kompleksu sorpcyjnego??nie zależy tylko od ilości cząstek ilastych, ale również od wzajemnego stosunku minerałów np. kaolinit, illit, montmorylonit, wermikulit, chloryty, tlenki, wodorotlenki itp. oraz próchnicy wchodzącej w skład tych cząstek; zależy od zmieniającego się pH i zmniejszenia się cząstek koloidalnych Podział gleb ze względu na pH gleby silnie kwaśne o pH < 4.5
gleby kwaśne o pH od 4.6 do 5.5
gleby słabo kwaśne o pH od 5.6 do 6.5
gleby obojętne o pH od 6.6 do 7.2
gleby zasadowe (alkaliczne) o pH > 7.2 Próchnica - co to jest, jak powstaje, funkcjePróchnica jest mieszanką kompleksowych połączeń organicznych i organiczno - mineralnych. W skład próchnicy właściwej wchodzą takie związki jak: bituminy, związki humusowe (próchnicowe).Związki humusowe dzielą się na: - kwasy humusowe w postaci wolnej i związanej a) kwasy huminowe właściwe i ulminowe b) fulwokwasy (kwas krenowy i apokrenowy) - huminy i ulminy (połączenia organiczno - mineralne)Próchnica powstaje w glebie z obumarłych szczątków roślin wyższych i niższych oraz zwierząt. Martwe resztki organiczne w wyniku działalności życiowej makro-, mezo- i mikrofauny oraz flory glebowej ulegają przekształceniu na prostsze związki organiczne, które następnie - w wyniku odbywającej się syntezy biologicznej i fizykochemicznej przekształcają się w związki próchnicowe. Proces przemiany martwej substancji organicznej pochodzenia roślinnego i zwierzęcego w próchnicę nazywamy humifikacją. Dostające się do gleby szczątki roślinne i zwierzęce ulegają głównie mineralizacji, a tylko nieznaczna ich część przekształca się w próchnicę właściwą.Próchnica jest głównym źródłem azotu w glebie. Mając duże właściwości chłonne zwiększa pojemność sorpcyjną gleb. Ulegając w niej mineralizacji uwalnia się wiele pierwiastków niezbędnych do życia roślin np. N, P, S, Ca, Mg. Próchnica kwaśna i słona wpływają ujemnie na właściwości fizykochemiczne gleby. Kwaśna jest stosunkowo wymywana do głębszych warstw profilu glebowego. Wraz z nią wymywane są pierwiastki niezbędne dla roślin. Nadmiernie zakwasza ona glebę, co wpływa destrukcyjnie na ich kompleks sorpcyjny, hamując rozwój wielu pożytecznych bakterii glebowych. Kwasowość hydrolityczna - co to jest, metoda oznaczaniaKwasowość hydrolityczną można oznaczać metodą Kappena. H = (Xcm3 NaOH * n * 5) * 1.5 Wynik podajemy w [cmol(+)/kg gleby] (Na+, Ca+, Mg+, K+, Na+, H+) + n(CH3COO)2Ca = (Ca+2, Ca+2, Mg+2, K+, Na+) + 2CH3COOH + (n-1)(CH3COO)2Ca to w pierwszym nawiasie to cząstka koloidalna wysycana różnymi kationami, to w drugim wiązka koloidalna wysycana kationami zasadowymi Kwasowość wymiennaO kwasowości wymiennej decydują wodór wymienny u glin ruchomy, znajdujące się w glebie i przechodzące do roztworu 1N KCl. Kwasowość wymienna występuje w glebach, w których stężenie jonów wodorowych, mierzone w 1N KCl, jest mniejsze od 6, natomiast glin ruchomy pojawia się w glebach o pH poniżej 5.5. Do zwiększenia ilości glinu ruchomego i wodoru wymiennego w glebach przyczynia się w znacznym stopniu substracja organiczna - próchnica nie nasycona. Przy oznaczaniu posługujemy się motodą Sokołowa, która polega na wypieraniu tych jonów z gleby roztworem 1n KCl. Reakcja wymiany przebiega w ilościach równoważnikowych. Glin i wodór mogą również przejść do przesączu. W przesączu znajdują się różne sole i kwas solny oraz pozostała część soli wypierającej. Chlorek glinowy jako sól silnego kwasu i słabej zasady hydrolizuje w roztworze w obecności wody na kwas i zasadę następująco: AlCl3 + 3H2O = Al(OH)3 + 3HCl Oznaczanie sumy zasad - reakcja Sumę zasadowych kationów wymiennych możemy oznaczyć metodą Kappena, jednak tylko w glebach nie zawierających węglanów. Metoda ta polega na wyparciu z kompleksu sorpcyjnego kationów zasadowych za pomocą 0,1n HCl, a kationów wodorowych 1n- Ca(CH3COO)2 Sumę zasadowych kationów wymiennych w milirównoważnikach na 100g gleby oznaczamy symbolem Sz. I obliczamy ze wzoru: Sz = (50cm3HCl x n - X cm3 NaOH x n) x 10 Wynik podajemy w jednostce [Cmol(t) / kg] Wpływ węglanów wapnia na właściwości fizyko - chemiczne gleby Występowanie węglanów w glebach przeciwdziała zakwaszeniu. Dlatego gleby zawierające nawet niewielkie ilości węglanów mają odczyn zbliżony do obojętnego i w związku z tym nie wymagają wapnowania. Obecność węglanów w glebach polepsza ich właściwości fizyczne: zwiększa przepuszczalność gleb ciężkich, a zmniejsza lekkich, umożliwia tworzenia się struktury gruzełkowatej. Zasada oznaczania próchnicy metodą Tiurina Metoda ta należy do bezpośrednich metod objętościowych, w których ilość węgla organicznego, a następnie próchnicy oblicza się z ilości zredukowanego utleniacza. Jako utleniacza używa się dwuchromianu potasu K2Cr2O7. Reakcja utleniania węgla próchnicy przebiega ilościowo w następujący sposób: 3C + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 = 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 8H2O + 3CO2 Utlenianie zachodzi w silnie kwaśnym środowisku. Nadmiar nie zredukowanego dwuchromianu potasu, pozostającego w roztworze po utlenieniu związków organicznych, miareczkuje się solą Mohra. Rodzaje kwasowości Wyróżniamy następujące rodzaje kwasowości: - kwasowość hydrolityczną - Hh - kwasowość wymienną - Hw Oznaczenie węglanów metodą Scheiblera Aparat zbudowany jest z 2 rurek, prawa połączona jest wężem gumowym wypełnionym HCl. Rurka ta jest zbiornikiem CO2 podczas oznaczania MeCO3. CO2 przechodzi przez 3-dzielny kran do następnej równoległej rurki, wyskalowanej w cm3. Do górnej części rurki doprowadza się płyn, CuSO4. Z lewej strony umocowany jest zbiornik, w którym znajduje sie CuSO4. Zbiornik połączony jest od dołu z rurką pomiarową. Następnie zamykamy za pomocą 3-dzilenego kranu wlot do rurki pomiarowej, a otwieramy wlot na zew. Odważamy od 1 do 10g gleby, umieszczamy ją w słoiku. Słoik napełniony HCl i glebą zamykamy korkiem. Przekręcamy 3-dzielny kranik, tak aby wydzielający się z gleby CO2 mógł swobodnie przejść do rurki pomiarowej. Słoik z glebą i HCl przechylamy i wylewamy zawartość HCl na glebę i wstrząsamy do momentu aż CO2 przestanie się wydzielać. Wtedy wyrównujemy poziom płynów w rurce pomiarowej z poziomem zbiornika i odczytujemy objętość CO2. Obliczamy to ze wzoru: Vo=273*Vt*Px/Po * T, gdzie: Vo- objętość CO2 w cm3 Vt - objętość CO2 odczytana z aparatu Schieblera Px - ciśnienie odczytane na barometrze w czasie pomiaru P0 - ciśnienie normalne tj. 760mm (1013 Hpa) T - temperatura panująca w pokoju w czasie oznaczania węglanów -------------------------------------------------------------------------Pojemnośc sorpcyjna jest to całkowita ilość kationów zarówno o charakterze zasadowym(Ca, Mg, K, Na i inne) jak i kwasowym (H, Al., i inne) która może być zwiazana przez glebę. Wielkość pojemności sorpcyjnej wyrażamy w milirównoważnikach na 100 g gleby. Kwasowość wymienna można ją oznaczyć metodą Kappena ale tylko w glebach nie zawierających węglanów. S= (X cm3 HCl * n - X cm3 NaOh * n)* 10 Bituminy- mieszanka smół, wosków oraz różnych węglowodorów, które można wyekstrahować gleby mieszaniną alkoholowo-benzenową.Kwasy huminowe właściwe- wielocząsteczkowe zw. O złożonej budowie strukturalnej. Zawierają takie gr funkcyjne jak: karboksylowe, hydroksylowe, metoksylowe. Mają szaroczarną barwę. Wchodzą w sklad próchnicy takich gleb jak: czarnoziemy, czarne ziemie, rędziny. Rozpuszczają się głównie w ługach. Kwasy uluminowe zwane inaczej kwasami huminowymi właściwymi brunatnymi. Wykazują silniejszy charakter kwasowy, miejszy ciężar cząsteczkowy i kolor brunatny. Występują w próchnicy gleb brunatnych, bielicowych i kwaśnych gleb torfowych. Rozpuszczają się w ługach i w alkoholu. Fluwokwasy (kw. Kreonowy i apokreonowy) w skł. Fulwokwasów wchodzą wielkocząsteczkowe związki zawierające aminokwasy i substancje redukujące, węglowodany i glikozydy, poliuronidy oraz właściwe kwasy fluwowe. Fulwokwasy w odróżnieniu od kw. Huminowych mają mniejszy ciężar cząsteczkowy, trudniej koagulują i łatwo rozpuszczają się w wodzie oraz kwasach mineralnych. Stanowią one część składowa próchnicy wszystkich gleb lecz najwięcej występuje ich w próchnicy gleb bielicowych, pseudobielicowych, brunatnych wyługowanych i brunatnych kwaśnych.Huminy i ulminy są pochodnymi kw. Huminowych i ulminowych. Są stosunkowo trwale związane z częścią mineralną gleby. Nie rozpuszczają się w wodzie kwasach mineralnych i rozcieńczonych zasadach, natomiast rozpuszczają się na gorąco w stężonych zasadach.