OZNACZANIE SUMY ZASAD (S) W KOMPLEKSIE SORPCYJNYM GLEBY
WEDŁUG METODY KAPPENA
Przez pojęcie „sorpcja" rozumie się zdolność gleby do zatrzymywania różnych substancji.
Cząstki stałej fazy gleby zdolne do sorbowania jonów lub cząsteczek nazywamy kompleksem
sorpcyjnym gleby. Dzięki sorpcji gleba może gromadzić znaczne ilości składników pokarmowych,
co przeciwdziała ich wymywaniu. Stopniowo przemieszczane do roztworu składniki są pobierane
przez rośliny w trakcie ich wzrostu.
W skład kompleksu sorpcyjnego wchodzą cząstki koloidalne mineralne, organiczne i
organiczno-mineralne. Zdolność koloidów glebowych do sorbowania jonów przez wymianę wynika
z posiadania przez nie ładunku elektrycznego. Na koloidach glebowych powstają wolne
nieskompensowane ładunki ujemne i tylko niewielka ilość nieskompensowanych ładunków
dodatnich powstałych na krawędziach minerałów ilastych oraz na cząsteczkach wodorotlenków Fe i
Al. Z tego powodu gleby wykazują znacznie większą pojemność sorpcyjną w stosunku do
kationów niż do anionów.
Kompleks sorpcyjny gleby wysycany jest głównej mierze jonami Ca2+, Mg2+, K+, Na+, i
H+. Sumę wszystkich kationów, jakie jest w stanie zabsorbować gleba, a które mogą ulec wymianie,
nazywamy pojemnością wymienną.
Pod pojęciem sumy zasad wymiennych rozumiemy sumę kationów zabsorbowanych bez
kationu H+, zdolnych do wymiany.
S + H+ = T
gdzie;
S –oznacza sumę zasad wymiennych,
H+- zabsorbowane kationy wodorowe,
T- pojemność sorpcyjną gleby.
Wartość sumy zasad S jest wskaźnikiem pojemności sorpcyjnej gleby w stosunku do
kationów zasadowych i zależy głównie od uziarnienia, zawartości substancji organicznej i
kwasowości gleby. Im wyższa jest kwasowość tym mniejszy jest udział kationów zasadowych w
kompleksie sorpcyjnym gleby. W warstwie ornej gleb uprawnych suma zasad S waha się od kilku lub
kilkunastu (gleby lekkie) do kilkudziesięciu (gleby ciężkie) (mmol(+)/100 g)= me/100 g gleby.
Wartość sumy zasad należy rozpatrywać łącznie z innymi cechami kompleksu sorpcyjnego gleby.
ZASADA METODY
Metoda ta oparta jest na reakcji wymiany, która przebiega w wyniku oddziaływania
na próbę glebową określonej ilości 0,1 M roztworu kwasu solnego (HC1). Wodór zdysocjowanego
HC1 wypiera z kompleksu sorpcyjnego gleby kationy o charakterze zasadowym (Ca, Mg, K, Na,
NH +
4 ) oraz inne znajdujące się w śladowych ilościach i zajmuje ich miejsce. Reakcja wymiany
przebiega w ilościach równoważnikowych. Nadmiar kwasu solnego pozostający w roztworze
miareczkuje się wodorotlenkiem sodu. Znając ilość i stężenie kwasu przed reakcją wymiany i po
tej reakcji oblicza się z różnicy sumę zasad wymiennych.
Metodę Kappena stosuje się wyłącznie do określania sumy zasad S w glebach
bezwęglanowych. W glebach węglanowych, kwas solny wchodzi w reakcję z węglanami, i jego
ubytek z roztworu ekstrakcyjnego nie może być interpretowany jako efekt wymiennej sorpcji
kationów. Ponadto jedynie w glebach o odczynie obojętnym lub słabokwaśnym daje ona wyniki
stosunkowo wiarygodne.
POSTĘPOWANIE ANALITYCZNE
• odważyć na wadze 20g gleby,
• naważkę gleby umieścić w kolbie lub butelce plastikowej,
• zawartość w kolbie zalewa się 100 cm3 0,1 M roztworu HCl,
• dobrze zakorkowaną kolbę wstrząsać 1 godzinę na mieszadle obrotowym,
• po 1 godzinie dobrze wymieszaną zawartość kolby sączyć przez fałdowany twardy sączek
do suchych kolb stożkowych o pojemności 200-300cm3; w pierwszej fazie sączenia należy jak
największą ilość gleby wnieść na sączek, w razie uzyskiwania mętnego przesączu należy go
ponownie przesączyć przez ten sam sączek ze znajdującą się na nim glebą
• z klarownego przesączu odmierzyć pipetą 50 cm3 roztworu do kolby stożkowej o
pojemności 200-300 cm3;
• dodać 2-3 krople wskaźnika fenoloftaleiny i miareczkować 0,1 M roztworem NaOH aż do
pojawienia się lekko różowego zabarwienia.
OBLICZANIE WYNIKÓW
Z ilości zużytego przy miareczkowaniu wodorotlenku sodu oblicza się sumę zasad S, wyrażając
jej wartość mmol(+)/100g gleby. Sumę zasad S oblicza się za pomocą następującego wzoru:
S=(V∙M
∙
HCL - V1 MNaOH ) ∙ 10 [mmol(+)/100g gleby]
gdzie:
S- suma zasad,
V - objętość wyciągu glebowego w cm3 (u nas 50 cm3),
MHCL-molowość roztworu HCl użytego do ekstrakcji kationów z gleby,
MNaOH-molowosć roztworu NaOH użytego do miareczkowania,
V1 -objętość roztworu NaOH zużytego do miareczkowania,
10 -współczynnik przeliczeniowy do przeliczenia na 100 g gleby (50 cm3 przesączu odpowiada
10 g gleby).
ORIENTACYJNE OKREŚLENIE ZAWARTOŚCI WĘGLANÓW
Do parowniczki lub na szkiełko zegarkowe wysypuje się około 2 g gleby, następnie za pomocą
kroplomierza zadaje się kilka kropel 10% HCl. Brak burzenia wskazuje na nieobecność
węglanów w próbce, natomiast burzenie świadczy o ich zawartości.