Ґрунтознавство з основами геології

лужності ґрунтівҐрунт

7,2—7,5Слабо лужніЧорнозем південний, каштановий з ознаками солонцюватості

7,6—8,5 ЛужніСолонець і солончакуватий

>8,5Дуже лужніСолонець содовий, солончак

Потенційна кислотність – це кислотність твердої фази ґрунту і ґрунтового розчину. Обумовлена вона іонами Н+ і Al3+, які увібрані ҐВК. Потенційна кислотність завжди більша активної, бо складається з кислотності ґрунтового розчину і кислотності, яка утворюється за рахунок увібраних іонів водню та алюмінію. Потенційну кислотність умовно ділять на дві форми: обмінну і гідролітичну.

Обмінна кислотність – виявляється при взаємодії ґрунту з розчином нейтральної солі (тобто солі сильного лугу і сильної кислоти): KCl, BaCl2 і т. п. У водну витяжку іони обмінного водню не переходять, але легко витісняються нормальним сольовим розчином:

Взаємодію ґрунту з солями можна записати так:

[ГВК] Н+ + КСl⇔ [ГВК] К+ + НСl;

Обмінна кислотність позначається індексом рНKCl або рНсольовий. І вимірюється в одиницях рН або в мг-екв на 100 г ґрунту. В слабокислих грунтах обмінна кислотність незначна, а в лужних – відсутня.

Залежить обмінна кислотність від кількості обмінних іонів Н+ і наявності у ГВК обмінних іонів Al3+, які здатні витіснятися катіонами нейтральної солі і переходити до ґрунтового розчину за схемою:

[ГВК]Al+ КCl ⇔ [ГВК] К + AlCl3

Хлористий алюмінійAlCl3 – сіль слабкого лугу і сильної кислоти, у водних розчинах дисоціює за схемою

AlCl3 + 3H2O = Al(OH)3 + 3H+ + 3Cl–.

Al(OH)3 як слабкий луг у водному розчині майже не розпадається, а HCl у слабких розчинниках дисоціює на іони Н+ та Cl–, що призводить до підвищення кислотності.

Окремі сільськогосподарські культури добре розвиваються на кислих ґрунтах, але при підвищенні рухомого алюмінію різко знижують урожайність. 

По відношенню до вмісту алюмінію в ґрунті рослини розподіляють на 4 групи: 

•Стійкі до високого вмісту – тимофіївка, овес, кукурудза;

•Середньостійкі – люпин, горох, вика, квасоля;

•Чутливі – ячмінь, льон, озиме жито;

•Дуже чутливі – люцерна, конюшина, цукрові буряки, озима пшениця.

Урожайність чутливих культур починає знижуватись при вмісті рухомого алюмінію 1,5–2,0 мг, а середньостійких при – 3,5–4,0 мг-екв/100 г ґрунту.

Вміст рухомого алюмінію в ґрунті залежить від реакції середовища: чим нижче значення рН, тим більше в ґрунті рухомого алюмінію. При рНKCl понад 5 рухомість алюмінію різко знижується і його вміст стає значно меншим критичних значень.

Гідролітична кислотність – виявляється при взаємодії ґрунту з розчином гідролітично лужної солі (солі сильної основи і слабкої кислоти). При визначенні гідролітичної кислотності застосовують СН3СООNа оцтовокислий натрій (ацетат натрію), внаслідок гідролізу лужна реакція обумовлена утворенням NаОН за реакцією

СН3СООNа + Н2О = СН3СООН + NаОН.

Оцтова кислота дисоціює дуже слабо, а луг, що утворився, реагує з обмінним воднем, який утворює в розчині гідролітичну кислотність:

[ҐКВК]Н+ + NаОН + СН3СООН = [ҐКВК]Nа+ + Н2О + СН3СООН

При визначенні гідролітичної кислотності враховують усі види кислотності: активну (іони водню ґрунтового розчину), обмінну (увібрані водень та алюміній, які обмінюються на катіони нейтральної солі) і гідролітичну. 

При відсутності обмінної кислотності – гідролітична – не шкідлива для рослин, бо іони Н+ гідролітичної кислотності малорухомі. Вимірюють гідролітичну кислотність в мг-екв/100 г ґрунту і позначають індексом Нг. За величиною гідролітичної кислотності розраховують дози вапна, необхідного для нейтралізації всіх присутніх у ґрунті іонів водню та алюмінію.

Потенційна лужність проявляється у грунтах, що містять увібраний натрій. При взаємодії ґрунту з вуглекислотою увібраний натрій ГВК замінюється на водень і в ґрунтовому розчині з’являється сода, яка створює лужне середовище.

Методи визначення кислотності ґрунту

Визначення активної кислотності ґрунту потенціометричним методом. Він заснований на вимірюванні електрорухаючої сили, яка виникає при занурюванні в розчин індикаторного та допоміжного електродів (рис. 7.1). 

Рис. 7.1. Зовнішній вигляд рН-метра

Робочою частиною індикаторного (скляного) електроду є скляна мембрана. При вимірюванні рН між мембраною і розчином виникає різниця потенціалів, яка залежить від активності іонів водню. За різницею потенціалів на скляному електроді та електроді порівняння визначають рН. Використання скляного електроду дозволяє визначати рН у широкому діапазоні. Причому на результати вимірювань не впливають забарвлення розчинів.

Колорометричний метод передбачає застосування суміші індикаторів, які дозоляють визначати даний показник у великому діапазоні концентрацій (1-10; 0-12). Розчинами таких сумішей  – універсальних індикаторів зазвичай пропитують стрічки індикаторного паперу, за допомогою якого можна швидко та точно (з точністю до одиниць рН або навіть десятих частин рН) визначити кислотність досліджуваних розчинів (за допомогою порівняння з еталонною кольоровою шкалою) (рис. 7.2). 

Рис. 7.2. Універсальий  індикаторний папір

Визначення гідролітичної кислотності за методом Г. Каппена, що базується на визначенні кількості оцтової кислоти, що утворилась при взаємодії ґрунту з ацетатом натрію (відбувається в декілька стадій), титруванням. Ця кількість і характеризує гідролітичну кислотність.

 Завдання 1. Визначити реакцію ґрунтового розчину зразків ґрунту

Хід аналізу. 10 г повітряно сухого ґрунту, розтертого і просіяного крізь сито з отворами ø 1 мм, зважують на технічних терезах з точністю до 0,1 г і переносять у плоскодонну колбу місткістю 100 мл. Приливають мірною колбою або циліндром 50 мл дистильованої води за співвідношення