Sorpcja to wspólna grupa zjawisk polegających na pochłanianiu substancji cieczy lub gazu przez ciało stałe zwane sorbentem

29.03.2008r.

0x01 graphic

GLEBOZNAWSTWO I REKULTYWACJA

Temat: Pojemność sorpcyjna gleby

Sprawozdanie Nr 3

UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI

WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ I ŚRODOWISKA

KIERUNEK INŻYNIERIA ŚRODOWISKA --> [Author:p]

Wykonał:

Krajewski Kamil grupa 15 b

Wesołowski Janusz grupa 15 b

Bydłosz Maciej grupa 15 b

1. CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Sorpcja to wspólna grupa zjawisk polegających na pochłanianiu substancji cieczy lub gazu przez ciało stałe zwane sorbentem. Istnieją dwa rodzaje sorpcji; sorpcja powierzchniowa tzw. adsorpcja polegająca na zagęszczaniu się substancji pochłanianej na powierzchni ciała stałego, oraz sorpcja wgłębna, tzw. absorpcja, która polega na pochłanianiu substancji przez cala objętość ciała stałego - tym razem nazywanego absorbentem.
Dzięki właściwością sorpcyjnym gleba magazynuje wiele cennych substancji niezbędnych do życia roślin. Składniki wprowadzone do gleby, między innymi w postaci nawozów - zarówno naturalnych jak i sztucznych, nie są wymywane przez wodę opadowa i mogą być stopniowo pobierane przez rośliny.

Dzięki sorpcyjnym właściwościom jest możliwa “regulacja w nich odczynu oraz magazynowanie dostarczanych w nawozach składników pokarmowych roślin. Sorpcja zależy od zawartości w niej cząstek koloidalnych, ilastych oraz próchnicy. Im cząstki koloidalne mają mniejszą średnicę, tym kompleks sorpcyjny ma silniejsze właściwości wchłaniania.

W gleboznawstwie praktycznym utrzymuje się podział sorpcji na 5 rodzajów:

sorpcja mechaniczna - polega na zatrzymywaniu cząstek zawiesin w mniejszych od nich przestworach glebowych; dzięki temu przesączająca się przez glebę woda jest oczyszczana nawet z takich drobnych zawiesin jak bakterie i dostaje się do warstw głębszych w stanie zdatnym do picia; może wpływać na powstawanie w glebie warstw słabo przepuszczalnych;

sorpcja fizyczna - jest to zdolność do zatrzymywania na swej powierzchni gazów, par, zawiesin i mikroorganizmów z roztworów glebowych dzięki napięciu powierzchniowemu; sorpcja ta chroni składniki łatwo rozpuszczalne i łatwo przyswajalne od wypłukania w głąb; zwiększa właściwości chłonne gleby a w pewnych przypadkach ułatwia usuwanie szkodliwych substancji (chlorki);

sorpcja wymienna - polega na wiązaniu przez koloidy glebowe jonów (głównie kationów) z roztworu glebowego z jednoczesnym wydzielaniem do roztworu równoważnych ilości innych jonów;

sorpcja chemiczna - to powstawanie w glebie nierozpuszczalnych związków (soli) wskutek reakcji chemicznych; takie strącone sole jeśli nie podlegają procesom wymywania, są magazynowane w glebie;

sorpcja biologiczna - to proces pobierania i zatrzymywania składników chemicznych z roztworu glebowego i powietrza przez drobnoustroje glebowe i korzenie roślin; sorbentami są żywe organizmy, które pobierają i zatrzymują jony w swych organizmach na okres ich życia; po obumarciu organizmy te ulegają rozkładowi, uwalniając pobrane składniki, które stają się przyswajalne dla roślin.

2. Przebieg doświadczenia.

Naważamy 40 g gleby do butelki. Dolewamy 100cm³1N octanu sodu. Następnie zatykamy korkiem i umieszczamy na mieszadle. Po wyjęciu bierzemy lejek i sączek papierowy i przesączamy glebę do naczynia. Następnie 50 cm³ tego przesączu przelewamy do naczynia i dolewamy 3 krople fenoloftaleiny i miareczkujemy NaOH 0,1 molowym do pojawienia się różowego koloru.

Do butelki odważyć 20g gleby. Zalewamy 100cm³ 0,1 m roztworu kwasu solnego. Butelkę zamknąć korkiem i umieścić na mieszadle mechanicznym. 50 cm³ klarownego przesączu odmierzyć pipetą do kolby stożkowej o pojemności 200 cm³ , dodać kilka kropel wskaźnika TASHIRO(10 kropel) i miareczkować 0,1 m roztworu NaOH aż pojawi się zielona barwa roztworu.

3. Podsumowanie i wnioski

Po dodaniu 3 kropel fenoloftaleiny dodaliśmy 2,5 cm³NaOH - pojawił się różowy kolor.

Natomiast w drugim przypadku dodaliśmy 39 dm³ NaOH - zielona barwa roztworu.

Po przeprowadzeniu doświadczenia uzyskane wyniki wykorzystaliśmy do obliczenia kwasowości hydrolitycznej oraz pojemności sorpcyjnej.

Kwasowość hydrolityczną (Hh) obliczamy następująco:

Hh = x cm³∙ m ∙ 100 ∙ 1,5 mmol(+) kg^-1 gleby

gdzie:

x - ilość cm³ NaOH zużytego do zobojętnienia 50 cm³ przesączu,

m - stężenie molowe NaOH,

100 - współczynnik przeliczeniowy na 1 kg gleby (25 cm³ przesączu odpowiada 10 g gleby)

1,5 - współczynnik empiryczny.

Wychodząc z powyższego założenia kwasowość hydrolityczna

Hh = 2,5 ∙ 0,1 ∙ 100 ∙ 1,5 =37,5 mmol(+) kg^-1 gleby

Wielkość kwasowości hydrolitycznej stanowi w warunkach polskich podstawę do obliczenia dawki wapna (najtańszej substancji odkwaszającej), która winna zneutralizować ujawnioną kwasowość.

Suma zasad wymiennych:

S=(V*N_HCL-V1*N_NaOH)*10=(100cm³*0,1mol-39cm3*0,1)*10=61[cmol/kg gleby]

Kwasowość hydrolityczna:

Hh=2.5cm3*5*1,5=18,75[cmol/kg gleby]

Pojemność sorpcyjną gleby obliczamy ze wzoru:

T = S + H[cmolc.kg-1]

gdzie:

S - suma zasad wymiennych. Jest to suma wszystkich kationów zasorbowanych wymiennie,

bez kationów H+, Fe2+, Mn2+ i Al3+, wyraŜona w cmol ładunku na kilogram gleby,

H - zasorbowane kationy wodorowe oraz kationy Fe2+, Mn2+ i Al3+ w cmol ładunku na

kilogram gleby.

T=18,75[cmol/kg gleby]+ 61[cmol/kg gleby]=79,75[cmol/kg gleby]