tuanhoai_3009
New Member
Download miễn phí Giáo trình Khoa học đất - Các hợp chất nhôm và vấn đề độ chua
Đất đều có khả năng giữ các các đặc tính hoá học khác nhau ở mức độ ổn định nhất
định hay chống lại những thay đổi dưới tác động của các chất hoá học trong điều kiện tự
nhiên hay phòng thí nghiệm. Đó là đặc điểm chung của tính đệm hoá học của đất, tính đệm
axit-bazơ là một trường hợp riêng của tính đệm hoá học của đất.
Tính đệm axit-bazơ của đất là khả năng các pha lỏng và pha rắn của đất có thể chống
lại sự thay đổi pH khi tương tác đất với axit hay kiềm hay khi pha loãng huyền phù đất.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
uan hệ giữa nồng độ của các dạng Al monome (Al(OH)3-nn+: Al3+, Al(OH)2+,Al(OH)2+) trong dung dịch và giá trị pH trong trường hợp này có thể viết dưới dạng đơn giản
như sau:
(7.9)
trong đó KB: tích số ion của H2O, g: hệ số hoạt độ của các ion nhôm
Đối với phản ứng hình thành các ion hydroxoaluminat
Al(OH)3 + H2O → Al(OH)4- + H+ (7.10)
thì mối quan hệ giữa nồng độ của các ion nhôm với pH của dung dịch có thể viết dưới dạng;
(7.11)
trong đó K’: hằng số của phản ứng hình thành các hydroxoaluminat.
Các mối quan hệ phụ thuộc đơn giản này được biểu thị bằng các đường thẳng với toạ
độ pAl-pH, nếu cho rằng các hệ số hoạt độ trong các dung dịch pha loãng là không thay đổi.
Góc nghiêng của đường thẳng phụ thuộc vào hệ số n, nói một cách khác, phụ thuộc vào loại
ion nào được hình thành trong dung dịch.
Khi phản ứng Al(OH)3 → Al3+ + 3OH-, hệ số n = 3 và nồng độ Al3+ trong dung dịch
giảm rất nhanh cùng với sự tăng của pH.
Khi phản ứng Al(OH)3 → Al(OH)2+ + 2OH-, hệ số n = 2 và khi phản ứng Al(OH)3 →
Al(OH)2+ + OH-, hệ số n = 1. Sự phụ thuộc tương ứng được chỉ ra ở hình 7.2. Nồng độ của
Al(OH)30 không thay đổi và và không phụ thuộc vào pH; trong khoảng pH 6,5 - 7,5 chính
dạng này quyết định hàm lượng Al trong dung dịch. Khi giá trị pH > 8, hàm lượng của các ion
aluminát bắt đầu tăng lên, trước tiên là Al(OH)4-, sau đó là Al(OH)52-. Hàm lượng của các ion
Al khác nhau ở các giá trị pH khác nhau được chỉ ra ở hình 7.3.
Nồng độ nhôm trong dung dịch đất được tạo ra do các hợp chất có trong pha rắn của
đất. Các hydroxit nhôm Al(OH)3 mới kết tủa có độ hoà tan cao nhất. độ hoà tan của các
khoáng vật chứa nhôm giảm dần theo thứ tự sau:
Al(OH)3 > gipxit = boxit > diaspo.
Khi hoà tan các khoáng vật có chứa nhôm, các ion nhôm sẽ chuyển ra dung dịch tạo
thành kết tủa Al(OH)3 nếu đạt tới tích số tan tương ứng. Khi đó nồng độ Al trong dung dịch
sẽ phù hợp với độ hoà tan của Al(OH)3 mới kết tủa. Bởi vì trong môi trường nước luôn luôn
có các ion hydroxyl và giá trị pH của dung dịch đất ít khi gặp nhỏ hơn 4, nên Al(OH)3 là thành
125
phần chủ yếu điều chỉnh nồng độ của nhôm. Nhưng trong trường hợp này nồng độ của nhôm
trong dung dịch sẽ phụ thuộc vào đặc điểm của phản ứng trội nhất. Về vấn đề này có thể suy
đoán theo các giá trị tích số hoà tan của Al(OH)3 mới kết tủa khi hình thành các ion khác nhau
(bảng 7.3).
Trong khoảng dao động phổ biến của pH đất từ 4 đến 9, trong dung dịch đất đồng thời
tồn tại các ion Al khác nhau (hình 7.2).
Sự phân ly theo nhiều nấc và sự đa dạng của các ion Al có ý nghĩa lớn không chỉ khi
tính toán nồng độ chung của Al trong dung dịch. Khả năng các ion Al tham gia vào các phản
ứng khác nhau cũng phụ thuộc vào thành phần và điện tích của chúng. Ion Al3+ có khả năng
tham gia trực tiếp trong các phản ứng trao đổi cation, ngược lại Al(OH)30 khi tương tác với
phức hệ hấp phụ của đất chủ yếu là hiện tượng hấp phụ. Các ion một hai điện tích dương chiếm
vị trí trung gian nào đó, còn đối với ion mang điện tích âm Al(OH)4- phản ứng theo kiểu trao
đổi anion hay trao đổi phối tử là đặc trưng nhất.
Xuất phát từ các quan niệm trên có thể kết luận về khả năng nhôm di động trong phẫu
diện đất và về các dạng nhôm thực tế có thể di động.
Hình 7.2 Hoạt độ của ion Al3+ và
các ion Al khác trong mói cân bằng
với gipxi. Lindxei, 1979.
Hình 7.3 Sự phân bố của các dạng hợp chất khác
nhau của Al trong dung dịch nước phụ thuộc vào
pH. Merion và cộng sự, 1976.
Trường hợp đơn giản nhất là phản ứng hoà tan của hydroxit nhôm cùng với sự hình
thành các ion Al3+ chiếm ưu thế, bỏ qua sự tồn tại của các ion nhôm khác. Giá trị đã biết của
tích số hoà tan của hydroxit nhôm: [Al3+][OH-]3 = 5 x 10-33 cho phép tính nồng độ của các
ion Al3+ ở các giá trị pH bất kỳ. Các giá trị tương ứng được dẫn ở bảng 7.4
Bảng 7.3 Logarit âm của tích số tan (pKt = -lgKt) của Al(OH)3 khi hình thành các
ion khác nhau (dấu ngoặc vuông là kí hiệu hoạt độ ion)
Ion chiếm ưu thế Công thức tính Kt pKt
Al3+ [Al3+][OH-]3 32,3
126
Al(OH)2+ [Al(OH)2+][OH-]2 23,3
Al(OH)2+ [Al(OH)2+][OH-] 14,0
Al(OH)4- [Al(OH)4-][H+] 10,8
Nguồn: D. S. Orlov, 1992.
Các số liệu này chỉ ra rằng Al3+ nhanh chóng giảm xuống khi pH tăng lên và ở các giá
trị pH 4,5 – 5,0 đạt giá trị tối thiểu. Vì sự phụ thuộc giữa [Al3+] và pH là sự phụ thuộc logarit
nên pAl là hàm tuyến tính của pH (vì pAl = -lg[Al3+]) và có thể được thể hiện bằng phương
trình: pAl = 3pH – 9,7 (nếu cho rằng trong dung dịch pha loãng các hệ số hoạt độ gần bằng 1).
Khi pH = 5,0 nồng độ của các ion Al3+ khoảng 0,14 mg/l, còn khi pH = 6,0 nồng độ
Al3+ chỉ bằng 1,4 x 10-4 mg/l. Sự thay đổi pH 1 đơn vị dẫn đến sự thay đổi nồng độ của Al3+
khoảng 1000 lần. Theo tính toán khi pH = 4,5 ion Al3+ có thể tồn tại trong dung dịch một
lượng đáng kể, nhưng khi ph tăng tới 5 đến 5,5 thì nồng độ của Al3+ trở nên ít đến nỗi có thể
so sánh với nồng độ của các nguyên tố vi lượng.
pH của đất có ảnh hưởng đến sự di chuyển của các ion nhôm trong đất. Khi pH khoảng
Bảng 7.4 Nồng độ tính được của các ion Al3+ đối với Al(OH)3 ở các giá trị pH khác
nhau
pH Nồng độ Al3+
mol/l g/l mg/l
2 5 x 103 135 x 103 135 x 106
3 5 x 100 135 x 100 135 x 103
4 5 x 10-3 135 x 10-3 135 x 100
5 5 x 10-6 135 x 10-6 135 x 10-3
6 5 x 10-9 135 x 10-9 135 x 10-6
7 5 x 10-12 135 x 10-12 135 x 10-9
Nguồn: D. S. Orlov, 1992.
4,5 - 7 sự di chuyển của Al3+ thực tế không ảnh hưởng đến sự phân bố của nó theo phẫu diện.
Trong vùng pH 4,5 – 5,5 ion Al(OH)2+ có thể di động một lượng đáng kể. Trong khoảng pH
6 – 9 sự di động của nhôm ở dạng các ion đơn giản thực tế không thể xảy ra và chỉ trong vùng
kiểm (pH >10) các ion Al(OH)- và Al(OH)52- có thể di chuyển theo phẫu diện cùng với dòng
nước.
Nhôm trong đất Việt nam
Hàm lượng Al tổng số của đất Việt Nam tương đối cao, đặc biệt ở các đất địa thành
(bảng 7.5)
Bảng 7.5 Hàm lượng Al trong một số loại đất của Việt Nam
Loại đất Al2O
3 (%)
Al3+
(mđ/100gđ)
Loại đất Al2O
3 (%)
Al3+
(mđ/100gđ)
Đất feralit phát triển
trên đá bazan
22,42 0,42 Đất bạc màu 1,52 0,22
Đất feralit phát triển
trên đá granít
16,81 1,30 Đất phù sa sông Hồng 7,17 0,00
127
Đất feralit phát triển
trên đá phiến thạch
14,39 0,60 Đất phù sa sông Thái
Bình
6,03 1,64
Đất feralit phát triển
trên phù sa cổ
16,28 0,27 Đất chua mặn 7,71 0,74
Đất feralit mùn trên núi 20,10 - Đất mặn trung tính 5,12 0,00
Đất macgalit 17,42 0,00 Đất chiêm trũng 7,96 0,63
Nguồn: Nguyễn Vi, Trần Khải, 1978.
Ở các loại đất có thành phần cơ giới nhẹ Al cũng bị rửa trôi mạnh, đặc biệt trong điều
kiện khí hậu nhiệt đới ẩm phong hoá hoá học diễn ra rất mạnh, các khoáng vật sét bị phá huỷ,
Al được giải phóng từ các khoáng sét tiếp tục bị rửa trôi.
Hàm lượng Al di động trong đất Việt Nam cũng biến đổi tuỳ theo loại đất (bảng 7.5).
Ở các đất trồng lúa, lượng Al di động trong đất thay đổi rất lớn theo thời gian ngập nước (bảng
7.6). Cùng với sự tăng lên của pH theo thời gian ngập nước hàm lượng Al3+ giảm dần. Những
ngày đầu ngập nước lượng Al3+ di động có thể hơi tăng do một số muối nhôm chưa th...