Hoa tinh cua dat

Serminar: Khoa Học Đất

Thành viên nhóm 3:
1.Trần Nguyễn Khánh Vân(nt)
2. Phạm Tuấn Thông(tb)
3. Nguyễn Văn Thành Lập
4. Nguyễn Hoàng Thắng
5. Nguyễn Tiến Đạt
6.Nguyễn Văn Minh Hùng
7. Nguyễn Thanh Nghĩa
Khoa: Nông Học
Lớp: DH08BV
1
Đề Tài:
CÁC TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA ĐẤT

GVHD: Trương Thị Nghĩa
Nội dung trình bày:
Keo đất.
Khoáng sét
Keo hữu cơ
Keo hidroxit Fe, Al
Allophane và những khoángvô định hình khác
Sự phân bố khoáng sét
Phản ứng ion hóa
Trao đổi cation

2
Keo đất là những phần tử có kích thức < 1 m, không tan trong nước mà ở trạng thái huyền phù.
Keo Đất
I. Định nghĩa:
II. Phân loại:
Có 4 loại keo đất chủ yếu :
1. Khoáng sét Silicate.
2. Keo hydroxid sắt, nhôm.
3. Allophane và những khoáng vô định hình khác.
4. Keo hữu cơ.


Khoáng Sét Silicate
I. Định nghĩa:
Khoáng sét chính là hợp chất của những Alumosilicat thứ sinh ngậm nước với những lượng khác nhau của Fe, Mg, Ca, Na… là bộ phận chủ yếu nhất khoáng thứ sinh hình thành đất.
Khoáng Sét Silicate
Khoáng sét dạng tinh thể: gồm Al và silicon.
a. Cấu trúc của khoáng sét Silicat: được cấu tạo từ 2 đơn vị cấu trúc cơ bản.
Silicat
Nhôm
a. Nhóm khoáng 1 : 1 gồm:Nacrite,Dickite,Haloysite,Kaolinite : đại diện là Al2Si2O5(OH)4 (Kaolinite)
Khoáng Sét Silicate
Đặc điểm:
Một tầng sét 1:1 gồm:
1 phiến bát diện O = Al _ OH
1 phiến tứ diện O = Si =O
Khi xếp chồng các tầng 1:1 lên nhau ta sẽ được…
Khoáng Sét Silicate
b Nhóm khoáng 2 : 1. gồm:Smectite,Vermiculite,illite,chlorite
1 tứ diện Si
1 bát diện Al
1 tứ diện Si
Đặc điểm:
Khống n�y g?m 2 Si v� 1 Al n�n g?i l� khống 2:1.
Khoáng Sét Silicate
b. Nhóm khoáng (2 : 1) (tt):
Khoảng trống giữa 2 tầng của khoáng 2:1 luôn lớn hơn khoảng trống giữa 2 tầng của khoáng 1:1. Nếu giữa 2 tầng 2:1 có Ion K+ , khoáng đó được gọi là khoáng Illite
O = Si = O
O = Al - OH
O = Si = O

K+ K+ K4A0 O = Si = O O = Al - OH O = Si = O
Ba loại khoáng chủ yếu thuộc loại này bao gồm :
- Nhóm Smectite( khoáng có thể trương nở)
- Nhóm Vermiculite( khoáng trương nở có giới hạn )
- Nhóm Illite( khoáng không trương nở)



Khoáng Sét Silicate
C .Nhóm khoáng 2 : 1 : 1
Khoáng Chlorite là khoáng chủ yếu của nhóm nầy bao gồm nhóm khoáng 2 : 1 xen kẻ 1 lớp bát diện chứa nguyên tử trung tâm là Mg
D .Nhóm khoáng 2 : 2
Gồm 2 lớp tứ diện Si và 2 lớp bát diện Mg
Khoáng Sét Silicate
Sơ đồ sự biến đổi của Silicate cấu trúc lớp
Allophane và những khoáng vô định hình khác.

Trong tro núi lửa thường chứa một lượng đáng kể SiO2.Al2O3. nH2O kết tủa ở dạng vô định hình.
Allophane và Imogolite hấp thụ lân rất cao nhất là trong đất chua.
Keo Hữu Cơ (Mùn)
Chất mùn của đất là một loại keo hữu cơ có sự sắp xếp giống như khoáng sét, bao gồm keo mang điện tích và được bao chung quanh bởi các cation, điện tích âm trên khoáng sét gia tăng và có thể lên đến 4OO-5OO Cmol(+)/kg trên đất trung tính đến kiềm.
Keo Hữu Cơ (Mùn)
Cũng giống như keo oxide, hydroxide Fe, Al, keo h?u co là keo có điện tích thay đổi do sự phóng thích hoặc kết hợp H+ vào các nhóm hoạt động nói trên nghĩa là có khả năng trao đổi cation cao.
- Gibbsite Al(OH) 3 l� m?t lo?i keo hydroxid Al du?c tìm th?y do s? phong hĩa c?a khống nguy�n sinh aluminosilicat.
- Geothite (g FeOOH ) v� hematite (a-Fe2O3) cung l� 2 lo?i keo hydroxid Fe thu?ng tìm th?y trong d?t, du?c t?o th�nh do khống silicate nguy�n sinh cĩ ch?a nhi?u s?t


Keo hidroxit Fe, Al
SÖÏ PHAÂN BOÁ CUÛA CAÙC KHOAÙNG SEÙT
-Các khoáng sét oxid Fe, Al tìm thấy chủ yếu ở vùng nhiệt đới ẩm, đất phong hóa mạnh và thoát thủy tốt thuộc bộ oxisols (độ phì nhiêu kém)
-Khoáng kaolinit cũng thường được tìm thấy ở bộ oxisols.
-Khoáng smetite, vermiculite, illite mont thường được tìm thấy ở bộ alfisols, mollisols, vertisols trong điều kiện ít phong hóa hơn trong vùng ôn đới phát triển dưới đồng cỏ hay cây rừng.
SỰ TRAO ĐỔI ION
 Söï trao ñoåi cation ñöôïc xem laø tieán trình quan troïng trong taát caû caùc tieán trình xaûy ra trong ñaát.
I. Định nghĩa:
Là các cation kiềm Ca, Mg, K, Na. Nhưng thực tế, các cation trao đổi còn có cả cation H+, và ở một vài loại đất, cation nầy đôi khi chiếm ưu th? cho nên bây giờ người ta gọi là sự trao đổi cation.
Muốn trao đổi cation thì điện tích trao đổi phải là điện tích âm.
Chúng ta có 2 nguồn gốc :
Điện tích âm thường xuyên.
Điện tích âm thay đổi.
SỰ TRAO ĐỔI ION
II. Nguồn gốc điện tích thường xuyên:
Điện tích trên khoáng sét tồn tại cả điện tích âm và điện tích dương.
1.Điện tích âm:
Sự thay thế đồng hình khác chất của một Ion mang điện tích cao, bằng 1 Ion mang điện tích thấp (Mg2+,Al3+, Si4+ .)
VD : Ở lớp bát diện Si4+để cân bằng điện tích phải nhận 4 điện tích âm.
Nếu Al3+ thay thế đồng hình thì chỉ nhận có 3 - vậy còn một điện tích âm trên bề mặt keo sét.
Si
4+ nhận 4-
? Sự thay thế đồng hình là nguồn gốc của điện tích âm trên keo sét
SỰ TRAO ĐỔI ION
1.Điện tích dương:
II. Nguồn gốc điện tích thường xuyên: (tt)
Sự thay thế đồng hình khác chất cũng là nguồn gốc của điện tích dương trên keo sét. Trong đó Ion mang điện tích thấp được thay thế bởi Ion mang điện tích cao (Mg2+, Al3+)
Nếu thay thế đồng hình là Al3+ thì dư 1 điện tích dương trên khoáng sét
Tuy nhiên, điện tích dương trên các loại sét silicat rất thấp. Do đó tổng điện tích trên keo Silicat là điện tích âm.
? Khoáng silicat có điện tích âm thường xuyên là chủ yếu
2+ nhận 2-
Mg
OH
OH
III. Ngu?n g?c di?n tích thay d?i (ph? thu?c pH):
SỰ TRAO ĐỔI ION
Thường tìm thấy ở nhóm khoáng không định hình như hydroxid Fe Al, allophane, keo hữu cơ. Điện tích thay đổi là do sự phóng thích hay kết hợp H+ của nhóm _OH ở các cạnh sét hay bề mặt của keo vô cơ và hữu cơ.
Ở 1 pH nào đó các keo này không mang điện tích :

Al-OH + OH- Al-O- + H2O

-CO-OH + OH- -CO-O- + H2O
Không điện tích
Dung dịch đất
Điện tích (-)
Dung dịch đất
SỰ TRAO ĐỔI ION
III. Nguồn gốc điện tích thay đổi (phụ thuộc pH):
Điện tích âm :
Điện tích duong :
pH > 4 , keo HC mang điện tích âm
pH > 7, keo VC mang điện tích âm
pH < 4 , keo HC mang điện tích dương
pH < 7, keo VC mang điện tích dương
Không mang điện:
Keo HC không mang điện tích ở pH khoảng 4
Keo VC, không mang điện tích ở pH 7
SỰ TRAO ĐỔI ION
III. Nguồn gốc điện tích thay đổi (phụ thuộc pH):
Muốn xác định thành phần keo của loại đất nào đó mang điện tích thường xuyên hay điện tích thay đổi, có thể tính giá trị :
pH = pH KCL – pH H2O
SỰ TRAO ĐỔI ION
IV. Khả năng trao đổi cation (Ký hiệu là CEC)
Dể đánh giá khả năng gi? Cation hay là độ phì nhiêu của đất thì người ta dùng khái niệm là khả năng trao đổi Cation - thực chất là xác định số lượng điện tích âm (-).
Lợi dụng đặc tính trao đổi Ion trên bề mặt keo. Tức là nó có khả năng hấp thụ và đồng thời có khả năng trao đổi các Ion hấp thụ trên bề mặt.

Các Ion âm không thể nào tồn tại ở dạng phân ly được nó phải được trung hòa bằng các Cation.
Löïc haáp thuï treân beà maët keo ñuû maïnh ñeå khoâng cho caùc chaát naøy bò maát do röûa troâi, nhöng phaûi ñuû yeáu ñeå moät chaát naøo ñoù laáy ra ñöôïc
SỰ TRAO ĐỔI ION
IV. Khả năng trao đổi cation (Ký hiệu là CEC)
Nguyên tắc : là dùng 1 cation, với nồng độ thường là cao hơn nồng độ các Cation có trên bề mặt keo

Thường là dùng Muối NH4+ có nồng độ cao. NH4+ sẽ đẩy các Cation ra và thế chổ

Sau đó dùng dung môi hữu cơ (như rượu) để rửa hổn hợp. Tất cả những Ion không được hấp thụ lên bề mặt keo sẽ bị rửa trôi đi, kể cả NH4+ dư.

Xác định NH4+ thế chổ trên bề mặt keo

Lượng NH4+, chính là điện tích âm trên bề mặt keo và khái niệm đó gọi là khả năng trao đổi Cation (CEC).

SỰ TRAO ĐỔI ION
IV. Khả năng trao đổi cation (Ký hiệu là CEC)
CECP = Khả năng trao đổi Cation thường xuyên (Permanent)
CECd = Khả năng trao đổi Cation phụ thuộc pH



Khi thay đổi pH thì CECd sẽ thay đổi
Do đó việc phân tích để đánh giá một loại đất có khả năng trao đổi cation cao hay thấp thường phải ghi pH cạnh CEC.
SỰ TRAO ĐỔI ION
V. S? ph�n ph?i cation quanh ph?c h? trao d?i:
SỰ TRAO ĐỔI ION
VI. Tính ch?t c?a s? trao d?i cation:
Th?c ch?t c?a s? trao d?i cation là sự trao đổi cation trong vùng ảnh hưởng của các điện tích keo sét với các cation ở bên ngoài và phụ thuộc các định luật.
Định luật đương lượng:
Khi có 1 chất từ bên ngoài vùng ảnh hưởng xâm nhập vào bên trong thì chắc chắn là 1 đương lượng của một chất nào đó ở trong keo sẽ ra bên ngoài. Nghĩa là khi nhận một cái gì đó của ai ta phải trả lại một cái gì đó tương ứng
SỰ TRAO ĐỔI ION
Tốc độ phản ứng :
Những ion nào nằm xa bề mặt của khoáng sét và bị hấp phụ yếu đối với khoáng sét thì tốc độ trao đổi sẽ nhanh hơn.
Phan� ứng thuận ngịch :
Một Ion cá thể trao đổi với 1 Ion khác. Nhưng khi điều kiện thay đổi, thì chính Ion đã bị trao đổi rồi, lại có thể bị hấp thụ trở lại, và đẩy Ion khác ra ngoài.
Mức độ phản ứng :
Sự trao đổi cation trên các bề mặt phản ứng phụ thuộc 2 yếu tố chính.
Nồng độ cation thay thế càng cao thì tỷ lệ thay thế càng tăng.
Lực thay thế của các cation : ion có hóa trị càng cao thì sự trao đổi và hấp phụ càng mạnh.
SỰ TRAO ĐỔI ION
Tóm lại, trong bất cứ hệ thống nào, có tác nhân trao đổi ở dạng keo, mà trong đó các Ion hấp thụ cân bằng với các Ion tự do tồn tại chung quanh môi trường, thì bất kỳ sự thay đổi nào về nồng độ của một trong các thành phần của phức hệ, sẽ tạo ra một số thay đổi trạng thái cân bằng.
SỰ TRAO ĐỔI ION
VII. Đặc điểm của phản ứng trao đổi là: tính cân bằng

Trong một hệ thống kín gồm hai phần :
K Đ Ca2+ Ion hấp phụ Ca2+ Ion hòa tan
Rắn (đất) Dung dịch đất
 Khi caùc Ion treân pha raén hoaëc pha loûng thay ñoåi thì söï caân baèng seõ thay ñoåi.
Đặc điểm này có ý nghĩa rất quan trọng trong nông nghiệp là khi bón phân làm tăng hàm lượng ion hòa tan trong dung dịch thì dễ tạo thế cân bằng mới, lượng ion bón vào sẽ được hấp phụ trên keo sét.
Neáu löôïng phaân boùn vaøo, vì lyù do gì bò maát ñi thì caùc ion treân keo seùt phaûi ñöôïc giaûi phoùng ra dung dòch ñeå taïo theá caân baèng.
Nhưng trong thực tiễn, hệ thống nầy không bao giờ cân bằng mà nó chỉ luôn hướng tới sự cân bằng.
SỰ TRAO ĐỔI ION