Odczyn gleby jest to sezonowo zmienna cecha gleby, utożsamiana z kwasowością roztworów glebowych (rzeczywistych i koloidowych).
Kwasowością gleb
nazywamy taki stan odczynu ich roztworów, przy którym stężenie jonów wodoru (H+) jest wyższe od stężenia jonów wodorotlenku (OH‐).
Odczyn roztworu glebowego zależy od wielu czynników.
Do najważniejszych należą: występujące w glebie sole, kwasy, minerały ilaste, koloidy oraz działalność życiowa organizmów żywych. Jony wodoru (H+) roztworów glebowych pochodzą z kwasów oraz kwaśnych soli. Do kwasów powstających w glebach w wyniku procesów biologicznych należą takie kwasy, jak:
kwas azotowy(V), siarkowy(VI), fosforowy(V), octowy, szczawiowy, węglowy (IV) oraz tzw. kwasy próchnicowe ‐ huminowy, ulminowy, krenowy. Sole mocnych kwasów i słabych zasad ulegając hydrolizie, nadają roztworom glebowym odczyn kwaśny. Należą do nich m.in. ałuny [KAl(SO4)2·12H2O], chlorek glinu(III) (AlCl3), siarczan(VI) żelaza(II) (FeSO4).
Odczyn kwaśny gleb określony jest również przez obecność wolnych jonów wodoru, ale również przez jony wodoru i glinu, które ulegają adsorpcji przez silnie zdyspergowaną fazę stałą gleby.
Odczyn pH jest bardzo ważną cechą gleby. Decyduje ona bezpośrednio o możliwości wzrostu roślin, kierunku i szybkości przebiegu procesów biologicznych
i fizykochemicznych w glebach, a także o kształtowaniu form kwasowości. Odczyn gleb najszybciej ulega zmianom pod wpływem czynników zewnętrznych, takich jak np. kwaśny opad atmosferyczny i stąd pH traktuje się jako wskaźnik zmian różnych właściwości gleb.
Kwasowość gleby oznacza stężenie jonów wodorowych w roztworze glebowym i jest wyrażana najczęściej w milirównoważnikach lub milimolach ładunków dodatnich na
100 g gleby.
Z analitycznego punktu widzenia w glebie wyróżniamy kwasowość:
czynną (aktualną), która pochodzi od jonów wodoru, (H+), zawartych w roztworze glebowym, a jej wskaźnikiem jest odczyn roztworu glebowego; określona jest głównie przez obecność kwasów organicznych i kwasu węglowego, zawartych w roztworze,
a także przez skład chemiczny mineralnej części gleby, zwłaszcza przez ilość i głębokość występowania w glebie CaCO3; kwasowość czynną oznaczamy, określając wartość pH gleby w wodzie destylowanej (wolne jony wodorowe);
potencjalną, która wywołana jest przez jony wodoru (H+) lub jony glinu (Al3+), zaadsorbowane przez kompleks sorpcyjny gleby; kwasowość ta dzieli się na:
a) kwasowość wymienną, która ujawnia się w wyniku działania na glebę roztworu soli obojętnej, o kwasowości tej decydują jony Al3+, H+, a także jony Fe3+. Inaczej mówiąc, kwasowość wymienna dotyczy tej części jonów wodorowych, która przechodzi do roztworu po zadaniu jej roztworem soli obojętnej (np. 0,1 M KCl, 0,05 M CaCl2) oraz jonów wodorowych powstających w wyniku hydrolizy związków glinu:
KS(H+)(Al3+) + 4KCI = KS(K+)4 + AlCI3 + H+ + Cl‐
AlCI3 + 3H2O = Al(OH)3 + 3H+ + 3Clb)
kwasowość hydrolityczną, która ujawnia się w wyniku działania na glebę roztworów soli ulegających hydrolizie, jak np. octanu sodu CH3COONa lub octanu wapnia Ca(CH3COO)2, wywołaną przez jony wodoru (H+) lub glinu (Al3+), które najsilniej związane są z cząstkami koloidalnymi kompleksu sorpcyjnego. Inaczej mówiąc, oprócz jonów wodorowych odpowiedzialnych za kwasowość czynną i wymienną, pozostaje jeszcze w glebie pewna ilość jonów wodorowych, które przechodzą do roztworu
w środowisku alkalicznym bądź po zadaniu gleby roztworem soli hydrolizującej zasadowo, tj. octan sodu lub wapnia:
KS(H+) + CH3COONa = KS(Na+) + CH3COOH
Powstający wówczas słaby kwas oznacza się przez odmiareczkowanie go mianowanym roztworem zasady sodowej. Ilość kwasu odpowiada ilości jonów wodorowych wypartych z kompleksu glebowego przez kationy soli hydrolizującej zasadowo, co odpowiada z kolei kwasowości hydrolitycznej.
1) metody kolorymetryczne, których zasada oparta jest na zjawisku zmiany barwy indykatorów (wskaźników) w zależności od stężenia jonów wodoru; w celu określenia wartości pH zadajemy badaną próbkę indykatorem i porównujemy jego barwę (wizualnie lub używając kolorymetru) z barwami wzorcowymi, odpowiadającymi określonym wartościom pH;
2) metody potencjometryczne, które polegają na pomiarze różnicy potencjałów w ogniwie składającym się z elektrody porównawczej (kalomelowej) oraz elektrody pomiarowej (szklanej) zanurzonej w zawiesinie glebowej. Różnica potencjałów mierzona pehametrem jest określona funkcją wartości pH badanego roztworu.
Przy oznaczeniach pH w glebie przyjmuje się, że stosunek masy gleby do objętości roztworu wynosi jak 1:2,5. Pobierając próbkę gleby do analizy, należy ją w pierwszej kolejności wysuszyć w temperaturze pokojowej (próbka powietrznie sucha), a następnie oddzielić części szkieletowe od ziemistych, przesiewając glebę przez sito o φ =1 mm.
SPOSÓB WYKONANIA
1. Oznaczanie kwasowości czynnej gleby (pHc)
Odważamy 10 g otrzymanej do oznaczenia powietrznie suchej i przesianej przez sito
o średnicy oczek 1 mm próbki gleby, po czym wprowadzamy ją do zlewki o poj. 50
mL. Następnie pobieramy 25 mL świeżo przygotowanej wody destylowanej
i zalewamy próbkę gleby, intensywnie mieszając bagietką zawiesinę gleby, po czym pozostawiamy do odstania na 30 min. Z kolei po sprawdzeniu i wyzerowaniu pehametru wykonujemy pomiary kontrolne dla dwóch różniących się wartością pH wzorcowych roztworów buforowych, które otrzymamy od prowadzącego zajęcia. Po starannym przepłukaniu wodą destylowaną i osuszeniu elektrody za pomocą bibuły filtracyjnej, zanurzamy ją w roztworze nad zawiesiną i po ustaleniu się położenia wskazań odczytujemy wartość pH.
Wartość ta odpowiada kwasowości czynnej badanej próbki gleby.
2. Oznaczanie kwasowości wymiennej gleby (pHw)
Odważyć 10 g gleby powietrznie suchej. Dodać 25 mL 1 M roztworu chlorku potasu
i wymieszać. Zmierzyć pH zawiesiny po upływie 15 minut.
Wartość ta odpowiada kwasowości wymiennej badanej próbki gleby.