- KHẢ NĂNG TRAO ĐỔI CATION CỦA ĐẤT 6.1 Khái niệm chung. - Sự trao đổi cation được nghiên cứu nhiều nhất đối với các cation Ca2+, Mg2+, K+ và Na+.. - Gedroits đã xem sự trao đổi ion là một trong các dạng khả năng hấp thụ của đất.. - Khả năng trao đổi cation là một trong những đặc tính cơ bản nhất của đất. - Khả năng phân tán hoặc liên kết đất phụ thuộc vào thành phần cation trao đổi. - Sự hấp thụ chất hữu cơ của pha rắn, sự hình thành các hợp chất hữu cơ-vô cơ phụ thuộc vào thành phần của các cation trao đổi. - Các phản ứng giữa các cation trao đổi và các cation của dung dịch đất có ảnh hưởng đến pH của dung dịch đất và thành phần muối của nó. - Các cation trao đổi là một trong những nguồn dinh dưỡng vô cơ trực tiếp của cây.. - Sự trao đổi cation:. - Là trường hợp riêng của của trao đổi ion. - Phản ứng trao đổi giữa các cation và tổng quát có thể được mô tả như sau:. - Phản ứng trên chỉ ra rằng phức hệ hấp thụ của đất đã đẩy vào dung dịch đất các cation để trao đổi bằng một lượng tương đương các cation loại khác. - Ví dụ, phản ứng trao đổi giữa Ca2+ và Na+:. - Cation trao đổi và bazơ trao đổi. - Cation trao đổi là các cation có trong thành phần của phức hệ hấp thụ của đất và chúng có thể bị thay thế bởi các cation khác loại khi xảy ra tương tác với dung dịch muối trung tính.. - Các cation trao đổi Ca2+, Mg2+, K+. - Phức hệ hấp thụ của đất là nhân tố quyết định khả năng trao đổi cation của đất. - Phức hệ hấp thụ của đất là tổng hợp các phần khoáng, hữu cơ, hữu cơ-vô cơ của pha rắn của đất có khả năng trao đổi ion. - Không phải tất cả các pha rắn của đất đều có khả năng trao đổi cation.. - Thực tế các khoáng vật như thạch anh không có khả năng trao đổi. - Chủ yếu khả năng hấp thụ và trao đổi cation tập trung ở nhóm các các hạt mịn của đất. - Nhóm hạt cơ giới có đường kính nhỏ hơn 2mm có khả năng hấp thụ và trao đổi cation mạnh nhất. - Các thành phần khác có số lượng nhỏ và không có ảnh hưởng đến sự trao đổi cation. - Sự xuất hiện khả năng trao đổi cation của đất phụ thuộc vào kích thước và đặc điểm hoá học bề mặt của pha rắn của đất.. - Dung tích trao đổi cation (CEC – Cation Exchange Capacity). - Không nên đồng nhất dung tích trao đổi cation với tổng số cation trao đổi. - Dung tích trao đổi cation thực tế (hoặc hữu hiệu. - Dung tích trao đổi cation thực tế xấp xỉ bằng tổng số cation trao đổi.. - Dung tích trao đổi cation phân hoá (hoặc phụ thuộc pH. - Dung tích trao đổi cation phụ thuộc vào thành phần cơ giới của đất và cấu tạo của các chất có trong thành phần của phức hệ hấp thụ. - Vì vậy, cùng với các cation đất có thể hấp thụ và trao đổi anion. - Như vậy, cơ chế liên kết các cation ở trạng thái trao đổi rất đa dạng. - Dung tích trao đổi cation của các chất hợp thành đất thay đổi trong một phạm vi rộng:. - Bảng 6.1 Dung tích trao đổi cation của một số khoáng vật. - Trong các môi trường trung tính và chua chỉ có hydro của các nhóm cacboxyl tham gia vào phản ứng trao đổi. - Một phần nhóm COOH của các axit mùn tham gia tích cực vào các phản ứng trao đổi cation khi pH 5-6. - Bảng 6.2 Dung tích trao đổi cation của phần hữu cơ và vô cơ của đất (Gorbunov). - Dung tích trao đổi cation của đất phụ thuộc vào thành phần cơ giới đất, tỷ lệ SiO2/R2O3 và pH của đất. - 6.2 Sự chọn lọc trao đổi cation. - Tỷ lệ về số lượng giữa hai cation trao đổi bất kỳ trong phức hệ hấp thụ của đất không bằng tỷ lệ hoạt độ (hoặc nồng độ) của chính những ion này trong dung dịch cân bằng. - Trong phản ứng trao đổi ĐCa2. - trong đó , là các cation trao đổi của phức hệ hấp thụ đất. - là hoạt độ của các cation trao đổi trong dung dịch cân bằng. - Sự chọn lọc trao đổi ion phụ thuộc vào đặc tính của các cation cũng như phụ thuộc vào đặc điểm hoá học của các thành phần của phức hệ hấp thụ đất. - Sự chọn lọc trao đổi cation còn phụ thuộc vào đặc tính hoá học của phức hệ hấp thụ.. - Sự chọn lọc hấp thụ trao đổi cation còn liên quan với bán kính của các cation và đặc điểm của các trung tâm hấp phụ. - 6.3 Động học trao đổi cation. - Gedroits đã giải thích rằng phản ứng trao đổi diễn ra chỉ trên bề mặt các hạt nhỏ bị vỡ vụn của phức hệ hấp thụ của đất. - 2) Sự di chuyển ion thay thế bên trong pha rắn của phức hệ hấp thụ đất đến điểm trao đổi;. - 3) Phản ứng hóa học trao đổi cation;. - Tốc độ trao đổi cation quan sát được trong thí nghiệm phụ thuộc vào giai đoạn diễn ra chậm nhất. - Chính sự trao đổi cation (giai đoạn 3) thực hiện nhanh và không phải là giai đoạn han chế. - Đặc trưng của các phản ứng trao đổi trong đất là ở chỗ tính không đồng đều về tốc độ trao đổi. - 6.4 Phương trình và đường đẳng nhiệt trao đổi cation. - Đồ thị mô tả sự phụ thuộc giữa thành phần cation trao đổi của phức hệ hấp thụ đất và thành phần cation của dung dịch cân bằng được gọi là đường đẳng nhiệt trao đổi cation. - Hình 6.1 Đường đẳng nhiệt trao đổi ion Ca2+ và Mg2+ (theo Kerr). - số lượng Ca2+ và Mg2+ trao đổi.. - Phương trình mô tả sự phụ thuộc này được gọi là phương trình đường đẳng nhiệt trao đổi cation.. - Phương trình đầu tiên của sự trao đổi cation do R. - (6.9) trong đó C1’- số mili đương lượng gam cation ở dạng trao đổi (trong 100 g đất). - So- dung tích trao đổi cation. - Trong trường hợp đơn giản nhất, phản ứng trao đổi của các cation trao đổi có hoá trị bằng nhau được viết theo Kerr như sau:. - Kerr, hằng số trao đổi của các ion Ca2+ và Mg2+ (KCa, Mg) trong đất thịt nhẹ có giá trị không đổi khi thay đổi trong dung dịch tỷ lệ [Mg2. - hằng số của phương trình trao đổi cation. - hằng số trao đổi KCa, Mg trung bình bằng 2,98, và. - Bảng 6.7 Sự trao đổi của các ion Ca2+ và Mg2+. - sự phụ thuộc chặt chẽ của phản ứng trao đổi cation theo phương trình Kerr chỉ trong các điều kiện thuận lợi:. - điện tích của các cation trao đổi bằng nhau, sự thay đổi của tỷ lệ các cation trong dung dịch không lớn lắm (từ 3,3 đến 10,1), giá trị của các hệ số hoạt độ gần nhau, thành phần của đất không quá nặng... - Venslou là người đầu tiên đề nghị mô tả động thái nhiệt của phản ứng trao đổi cation. - Phản ứng trao đổi của các ion có hoá trị khác nhau, ví dụ Na+ và Ca2+, theo Venslou, được mô tả như sau:. - nồng độ và hoạt độ của các cation được tính theo giá trị nghịch đảo của các điện tích của cation tương ứng với phản ứng trao đổi ở dạng. - Gapon đối với sự trao đổi của các ion Ca2+-Na+ khi sử dụng các kí hiệu đã được dùng trong phương trình của B. - Phương trình của Gapon dựa trên cơ sở giả thuyết sự trao đổi cation được thực hiện theo phản ứng:. - điều này sẽ phá huỷ tính tương đương (đương lượng) của phản ứng trao đổi. - Bảng 6.8 Khoảng hệ số chọn lọc khi trao đổi của một cặp cation giữa phức hệ hấp. - 6.5 Cation trao đổi trong các đất khác nhau. - Thành phần cation trao đổi trong đất khác nhau rất khác nhau và biến động trong một phạm vi khá rộng. - Thực tế trong thành phần cation trao đổi của tất cả các loại đất đều có chứa canxi và magiê. - K+ trao đổi là thành phần rất cần thiết của đất, nhưng hàm lượng của nó không lớn.. - Bảng 6.9 Thành phần cation trao đổi của một số loại đất Việt Nam (mđl/100g đất). - dung tích trao đổi cation tính bằng mđl/100g.. - Sự có mặt của Na+ trao đổi trong phức hệ hấp thụ đất không thường xuyên gây ra quá trình solonet hoá. - 6.6 Ảnh hưởng của các biện pháp kỹ thuật nông học và cải tạo đất đến thành phần cation trao đổi. - Bón phân khoáng, tưới và tiêu nước cho đất có ảnh hưởng lớn nhất đến thành phần cation trao đổi.. - Độ chua trao đổi Không bón phân . - Tưới vào đất bằng nước có mức độ khoáng khác nhau có ảnh hưởng mạnh không kém đến thành phần cation trao đổi của đất. - Sự thay đổi thành phần cation trao đổi diễn ra do thoát mặn tự nhiên hoặc do rửa các đất bị mặn hoá. - Điều này bắt nguồn từ phương trình trao đổi ion. - Nếu phương trình trao đổi của các ion Na+ và Ca2+ viết dưới dạng:. - Dĩ nhiên, hiệu ứng pha loãng xảy ra chỉ đối với sự trao đổi của các ion có hoá trị khác nhau. - Nếu ở đất solonchăc ban đầu Na+ trao đổi chiếm. - Bảng 6.13 Sự thay đổi thành phần cation trao đổi sau khi rửa đất solonchăc. - Số đương lượng gam thạch cao tương ứng với số lượng natri trao đổi. - Vai trò của hấp thụ trao đổi cation. - Trình bày các khái niệm: sự trao đổi cation, cation trao đổi và bazơ trao đổi, phức hệ hấp thụ của đất và dung tích trao đổi cation.. - Động học trao đổi cation theo M.B. - Đường đẳng nhiệt trao đổi cation và phương trình đường đẳng nhiệt trao đổi cation là gì?. - Phương trình đẳng nhiệt trao đổi cation của R. - Cation trao đổi trong các đất khác nhau. - Ảnh hưởng của các biện pháp kỹ thuật nông học và cải tạo đất đến thành phần cation trao đổi của đất.
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt