Chương V KEO ÐẤT VÀ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA ÐẤT 1. Keo đất 1.1. Khái niệm Ðất là một hệ thống đa phân tán phức tạp bao gồm các hạt có kích thước khác nhau. Keo đất là những hạt rất ít tan trong nước, có đường kính rất nhỏ. Về kích thước của hạt keo giữa một số tác giả không thống nhất. Ðường kính hạt keo dao động từ 0,01 - 10 m (1 m = 10 -6 m) (Garrison Sposito), hoặc nhỏ hơn 1 m (Nyle C. Brady, Ray R. Well, Hinrich L. Bohn, Brian L. McNeal, George A. O'connor), hoặc nhỏ hơn 0,2 m (A.E. Vozbutskaia) hoặc bán kính nhỏ hơn 1 m (Van Olphen), Do kích thước của keo nhỏ như thế nên chúng thường lơ lửng trong dung dịch, có thể chui qua giấy lọc phổ thông và chỉ quan sát được cấu tạo của chúng bằng kính hiển vi điện tử. Số lượng keo trong đất rất khác nhau tuỳ theo loại đất, từ 1 - 2% (đất cát) đến 40 - 50% khối lượng đất (đất sét nặng). Ngay cả khi có hàm lượng rất nhỏ trong đất, keo đất vẫn là đại diện chủ yếu cho khả năng hấp phụ của đất Trong đất có keo vô cơ, keo hữu cơ và keo phức tạp hữu cơ- vô cơ. Những keo vô cơ được tạo thành do tác dụng phong hoá đá hoặc do sự ngưng tụ các phân tử trong dung dịch, keo hữu cơ tạo thành do quá trình biến hoá xác hữu cơ trong đất. Keo vô cơ kết hợp với keo hữu cơ thành keo hữu cơ - vô cơ. Cấu tạo chung của keo đất (hình 5.1) như sau: phần trong cùng của hạt keo (mixen keo) là nhân keo, đó là một hợp chất phức tạp có cấu tạo vô định hình hoặc tinh thể. Thông thường keo vô cơ có nhân là axit silisic, nhôm silicat, oxyt sắt, oxyt nhôm Keo vô cơ bền, nó chỉ bị phá huỷ sau một thời gian dài. Keo hữu cơ có nhân là axit humic, axit fulvic, prôtit hoặc cenlulo. Keo hữu cơ kém bền, nó có thể bị phá huỷ rồi lại tạo thành ngay từ các sản phẩm phân giải xác động vật, thực vật. L í p ® i Ö n k Ð p L í p ® i Ö n b ï M i x e n k e o H ¹ t k e o V i l ¹ p Ion Ion Nh©n t h Õ k h u Õ c h t ¸ n k h « n g d Þ c h c h u y Ó n Ion q u y Õ t ® Þ n h - - - - - - - - - + + + + + + + + + D u n g d Þ c h q u a n h k e o Hình 5.1. Sơ đồ cấu tạo mixen keo (theo N.I. Gorbunov) Theo Gorbunov keo đất có cấu tạo như sau: trong cùng là nhân keo, trên mặt nhân keo có lớp điện kép, lớp nằm sát hạt nhân gọi là lớp ion quyết định thế, lớp ion ngoài mang điện trái dấu gọi là lớp ion bù. Ða số ion của lớp ion bù nằm sát lớp ion quyết định thế gọi là tầng ion không di chuyển, những ion còn lại nằm xa cách tầng ion quyết định thế làm thành tầng ion khuếch tán. Ða số keo đất có lớp ion quyết định thế mang điện âm. Ðiều cần lưu ý là trong đất những ion trên lớp điện bù có thể trao đổi với những ion trong dung dịch tiếp xúc với nó nên gọi là "tầng ion trao đổi". Tổng số cation trên tầng ion trao đổi tính bằng số ly đương lượng gam (meq) trong 100 gam đất khô gọi là dung tích hấp phụ của đất. Keo đất giữ vai trò rất quan trọng vì chúng quyết định nhiều tính chất cơ bản của đất về mặt lý học, hoá hoc, đặc biệt là đặc tính hấp phụ của đất. Bởi vậy những lý luận về keo được vận dụng rộng rãi trong lĩnh vực phân loại đất, cải tạo đất và bón phân cho đất. 1.2. Ðặc tính cơ bản của keo đất Khi nghiên cứu keo đất người ta thấy có 4 đặc tính quyết định nhiều tính chất cơ bản của đất, đó là: a. Keo đất có tỷ diện lớn Tỷ diện là tổng số diện tích bề mặt của một đơn khối lượng (g) hoặc một đơn vị thể tích (cm 3 ). Diện tích bề mặt của các hạt có kích thước khác nhau được thể hiện ở bảng 5.1. Keo đất có kích thước rất bé nên tỷ diện của nó rất lớn. Theo số liệu ở bảng 5.1, số lượng keo đất chỉ bằng 4% khối lượng pha rắn của đất, nhưng có diện tích bề mặt bằng 80% tổng diện tích bề mặt của đất. Như vậy đất sét có tỷ diện lớn nhất rồi đến đất thịt và bé nhất là đất cát. Bảng 5.1. Vai trò của kích thước hạt trong sự hình thành diện tích bề mặt của đất thịt trung bình Kích thước hạt (mm) Hàm lượng (%) Diện tích bề mặt (m 2 /1g đất) % bề mặt tổng số 0,25 - 0,05 17 0,5 0,2 0,05 - 0,01 50 4,1 1,7 0,01 - 0,005 20 9,9 4,1 0,005 - 0,001 6 12,7 5,2 0,001 - 0,0001 3 18,8 7,8 0,0001 4 194,0 81,0 Tổng số 100 240,0 100,0 b. Keo đất có năng lượng bề mặt Các phân tử trong hạt keo chịu những lực tác động xung quanh như nhau nên không có gì đặc biệt. Phân tử trên bề măt hạt keo chịu các lực tác động xung quanh khác nhau vì nó tiếp xúc với thể lỏng hoặc thể khí bên ngoài. Do các lực này không thể cân bằng lẫn nhau được, từ đó sinh ra năng lượng tự do, sinh ra năng lượng bề mặt chỗ tiếp xúc giữa các hạt keo với môi trường xung quanh. Thành phần cơ giới đất càng nặng thì tỷ diện càng lớn và do đó năng lượng bề mặt càng lớn, khả năng hấp phụ vật chất càng cao. c. Keo đất có mang điện Ðây là một đặc tính rất quan trọng của keo đất mà các hạt đất có kích thước lớn không có. Do hạt keo có kích thước rất nhỏ nên hạt nhân của keo có thể hấp phụ lên trên bề mặt các ion khác nhau. Sự hấp phụ này phụ thuộc vào bản chất của keo. Tuỳ thuộc vào cấu trúc của hạt keo mà keo đất có thể mang điện âm hoặc điện dương. Trong đất có keo âm, keo dương và keo lưỡng tính. Phần lớn keo đất mang điện âm d. Keo đất có tác dụng ngưng tụ Keo đất có thể tồn tại ở hai trạng thái khác nhau: trạng thái keo tán (sol) và trạng thái keo tụ (gel). Khi những hạt keo phân bố trong một thể tích nước thì chúng nằm xa cách nhau, đó là trạng thái sol (hay hydrosol). Trong trường hợp này môi trường phân tán là nước, tướng phân tán là các hạt keo. Như thế sol chỉ keo ở trạng thái lơ lửng trong chất lỏng. Hiện tượng này do các nguyên nhân: do thế điện động (điện thế zeta) làm cho các hạt keo đẩy nhau không tiến lại gần nhau được, hoặc do màng nước bao bọc ngoài keo ngăn cản không cho chúng dính liền nhau. Song trong thiên nhiên lại có cả quá trình ngưng tụ, nghĩa là quá trình biến sol thành gel. Quá trình này chỉ xảy ra khi keo bị trung hoà điện hoặc sức hút giữa chúng lớn hơn sức đẩy. Sự ngưng tụ keo có thể do những nguyên nhân chính sau: + Keo ngưng tụ do tác dụng của chất điện giải: đây là nguyên nhân chủ yếu. Ion chất điện giải tiếp xúc với hạt keo, điện của keo sẽ bị trung hoà bởi ion mang điện trái dấu. Ta biết, đa số keo đất mang điện âm nên nói chung chúng bị ngưng tụ do có cation trong dung dịch đất. Do chất điện giải là một muối, các ion của muối này hydrat hoá lấy nước của hạt keo, làm giảm bề dày màng nước giúp cho chúng có thể gần nhau; mặt khác ion muối ngăn cản khả năng điện phân của các cation trao đổi làm giảm điện thế zeta. Cả 2 nguyên nhân đó dẫn tới hiện tượng keo đất liên kết với nhau mà ngưng tụ. Hoá trị của cation càng cao thì sức ngưng tụ keo càng mạnh. Nghiên cứu sự ngưng tụ keo sét Gedroiz thấy rằng sức ngưng tụ của cation hoá trị 2 lớn gấp 25 lần cation hoá trị 1, cation hoá trị 3 gấp 10 lần cation hoá trị 2 (bảng 5.2). Các cation hoá trị 1 như Na + , K + , H + có tác dụng ngưng tụ nhưng không bền, khi chất điện giải trong dung dịch bị rửa trôi thì xảy ra hiện tượng tán keo. Bảng 5.2. Sự ngưng tụ keo sét phụ thuộc hoá trị chất điện giải Hoá trị Chất điện giải Nồng độ chất điện giải khi keo bắt đầu ngưng tụ (N) 1 1 1 NaCl NH 4 Cl KCl 0,015 - 0,0125 0,025 - 0,0125 0,025 - 0,0125 2 2 MgCl 2 CaCl 2 0,0012 - 0,0005 0,0012 - 0,0005 3 3 AlCl 3 FeCl 3 < 0,000125 < 0,000125 + Keo ngưng tụ do hiện tượng mất nước: tuỳ khả năng giữ nước người ta chia keo thành keo ưa nước và keo ghét nước. Keo ưa nước trên bề mặt có những phân tử nước hoặc chất lỏng như dung dịch đất. Những keo ưa nước như gelatin, axit silicic, nhựa cây, một vài chất hữu cơ trong đất, một số keo sét Keo ghét nước như hydroxít sắt, kaolinit Chúng không có màng nước xung quanh nên dễ ngưng tụ, chỉ cần dùng dung dịch muối nồng độ thấp. Trái lại các keo ưa nước chỉ ngưng tụ trong trường hợp chất điện giải ở nồng độ cao. Những lúc thời tiết hanh khô hoặc hạn hán kéo dài làm cho đất khô thì keo ưa nước cũng có thể ngưng tụ do màng nước quanh nó bị mất. + Keo ngưng tụ do sự liên kết hai hạt keo mang điện trái dấu Như trên đã nói, đa số keo đất mang điện âm. Tuy nhiên vẫn gặp một số keo mang điện dương như keo Fe(OH) 3 , Al(OH) 3 , khi keo âm và keo dương kết hợp với nhau, sau lúc trung hoà điện tạo thành gel hỗn hợp. Nếu số lượng keo âm nhiều gấp bội keo dương thì các keo âm bao bọc keo dương tạo thành màng bảo vệ mang điện âm, kết quả lại tạo thành sol. 1.3. Phân loại keo đất Những keo đất phổ biến là axit humic, axit silicic, hydroxyt sắt, nhôm và keo sét. Nói chung hàm lượng keo phụ thuộc tỷ lệ sét và mùn trong đất, đất càng nhiều sét và mùn thì càng chứa nhiều keo. Dựa vào tính mang điện, thành phần hoá học người ta phân loại keo đất như sau: a. Dựa vào tính mang điện Theo tính mang điện của keo, có thể chia keo đất thành các loại: keo âm, keo dương và keo lưỡng tính, + Keo âm (asidoit) Trên mặt nhân keo mang điện âm hay nói cách khác là lớp ion quyết định thế là những anion. Các ion trên lớp điện bù là H + hoặc các cation khác. Ký hiệu keo âm là X- H. Trong đất, keo âm chiếm đa số. Thường gặp là axit silicic, axit humic, keo sét Ví dụ cấu tạo keo axit silicic như hình 5.2. Phân tử axit silicic trên bề mặt hạt nhân phân ly thành các ion: H 2 SiO 3 = 2H + + SiO 3 2- Anion SiO 3 2- được hấp phụ ngay trên bề mặt hạt nhân làm thành tầng ion quyết định thế. H + là ion bù phân phối ở tầng ion không di chuyển và khuếch tán SiO 2 yH 2 O Nh©n + + + + + + + + H + H + H + H + H + H + H + H + SiO 3 2- SiO 3 2- SiO 3 2- SiO 3 2- I o n khuÕch t ¸ n I o n I o n k h « n g d i c h u y Ó n q . ® t h Õ h i Ö u Hình 5.2. Sơ đồ cấu tạo keo âm (theo Gorbunov) + Keo dương (Basidoit) Trên lớp ion quyết định thế hiệu là các cation, còn ở lớp điện bù là ion OH - và các anion khác. Ký hiệu keo dương là X-OH. Các keo dương thường gặp trong đất là Fe(OH) 3 , Al(OH) 3 (trong môi trường axit). Cũng có thể là kaolinit do quá trình ion hoá tạo thành keo dương: O 3 SiO 2 (OH)Al 2 (OH) 3 D O 3 SiO 2 (OH)Al 2 (OH) 2 ] + + OH - Ví dụ cấu tạo keo Fe(OH) 3 (hình 5.3) Cl - Cl - Cl - Cl - Cl - FeO + FeO + Fe(OH) 3 FeO + FeO + FeO + Nh©n I o n khuÕch t ¸ n I o n I o n k h « n g d i c h u y Ó n q . ® t h Õ h i Ö u + + + + + - - - - - Keo này tạo thành do sự thuỷ phân FeCl 3 FeCl 3 + 3H 2 O D Fe(OH) 3 + 3HCl Hạt nhân keo tạo nên do nhiều phân tử Fe(OH) 3 . Những phân tử Fe(OH) 3 trên bề mặt hạt nhân phản ứng với HCl tạo thành FeOCl: Fe(OH) 3 + HCl D FeOCl + H 2 O FeOCl là chất điện giải nên ion hoá: FeOCl D FeO + + Cl - Cation FeO + được hấp phụ ngay trên bề mặt hạt nhân làm thành lớp ion quyết định thế. Các anion Cl - được phân bố ở tầng ion trao đổi. + Keo lưỡng tính (Ampholitoit) Keo này mang điện âm hay dương phụ thuộc vào phản ứng của môi trường xung quanh. Các ion trao đổi có thể là H + , OH - hoặc các ion khác. Ký hiệu keo này là X-O-H. Các keo lưỡng tính trong đất thường gặp là Fe(OH) 3 , Al(OH) 3 , Ví dụ: đối với keo Fe(OH) 3 , khi pH< 7,1 biểu hiện keo dương, nhưng khi pH > 7,1 biểu hiện keo âm (keo này có điểm đẳng điện tại pH=7,1): Fe(OH) 3 + HCl Fe(OH) 2 + + Cl - +H 2 O (keo dương) Fe(OH) 3 + NaOH Fe(OH) 2 O - + Na + + H 2 O (keo âm) Hình 5.3. Sơ đồ cấu tạo keo dương (theo Gorbunov) Ðối với keo Al(OH) 3 khi pH < 8,1 biểu hiện keo dương, khi pH >8,1 là keo âm (điểm đẳng điện của keo tại pH=8,1): Al(OH) 3 + HCl Al(OH) 2 + + Cl - + H 2 O (keo dương) Al(OH) 3 + NaOH Al(OH) 2 O - + Na + + H 2 O (keo âm) b. Dựa vào thành phần hoá học Dựa vào thành phần hoá học có thể chia keo đất thành các loại: keo hữu cơ, keo vô cơ và keo hữu cơ-vô cơ + Keo hữu cơ Keo hữu cơ tạo thành do sự biến hoá xác sinh vật trong đất. Nói chung lớp đất mặt chứa nhiều keo hữu cơ hơn các lớp dưới. Các keo hữu cơ thường gặp là axit humic, axit fulvic, lignin, protit, xellulo, nhựa và các hợp chất hữu cơ phức tạp khác. Những nguyên tố chủ yếu cấu tạo nên keo hữu cơ là C, H, O, N, S, P và một lượng nhỏ Na, K, Ca, Mg, Fe, Al, Si Ví dụ cấu tạo keo axit humic (hình 5.4) R(COOH) n Nh©n + + + + + + + H + H + H + H + H + H + H + I o n khuÕch t ¸ n I o n I o n k h « n g d i c h u y Ó n q . ® t h Õ h i Ö u COO - C O O - C O O - O H - C O O - O H - C O O - Hình 5.4. Sơ đồ cấu tạo keo axit humic (theo Gorbunov) + Keo vô cơ (keo khoáng) Chủ yếu là keo nhôm silicat được hình thành do kết quả phá huỷ đá và khoáng vật tạo thành. Thành phần hoá học của keo này gồm: SiO 2 = 40% - 60% Al 2 O 3 = 10% - 25% Fe 2 O 3 = 5% - 10% và một ít Ca, Mg, Ti, Mn, K, Na, P, S cùng các nguyên tố vi lượng như B, Zn, Mo, Cu Tỷ lệ các nguyên tố ấy phụ thuộc đá mẹ, điều kiện hình thành, khí hậu, thời gian, thực bì, vi sinh vật Ví dụ cấu tạo keo nhôm silicat (hình 5.5) + Keo hữu cơ-vô cơ Các keo hữu cơ ít ở trạng thái tự do mà thường liên kết chặt với các chất khoáng hoặc các keo vô cơ tạo thành keo hữu cơ-vô cơ phức tạp. Theo L.N. Alexandrova các hợp chất hữu cơ vô cơ trong đất được chia thành 3 nhóm: các muối dị cực, các muối phức dị cực và các phức chất hấp phụ. ( A l 2 O 3 ) m Nh©n + + + + + + + + Ca 2+ H + H + Ca 2+ Mg 2+ H + S i O 3 2 - S i O 3 2 - S i O 3 2 - S i O 3 2 - I o n khuÕch t ¸ n I o n I o n k h « n g d i c h u y Ó n q . ® t h Õ h i Ö u = = = = = + + ( S i O 2 ) n H + S i O 3 2 - Hình 5.5. Sơ đồ cấu tạo keo nhôm silicat (theo Gorbunov) - Muối dị cực (muối đơn giản): khi các axit mùn phản ứng với phần vô cơ của đất tạo thành các muối dị cực hay các humat hoặc fulvat. Các muối này có công thức cấu tạo chung như sau: R (COO) n Me m (O) p Me q trong đó: Me là Na + , K + , NH 4 + , Ca 2+ , Mg 2+ Các muối dị cực cũng có thể được hình thành do sự tương tác giữa các axit mùn với các khoáng vật sét qua cầu nối canxi có cấu tạo như sau: Si O Ca OOC R Si O Ca OOC SiOCaCOO SiO Ca COO Các humat canxi không tan có thể kết tủa và hình thành các màng trên bề mặt các hạt keo. - Muối phức dị cực được hình thành do phản ứng giữa các ion sắt, nhôm với axit mùn để hình thành muối phức, trong muối này kim loại tham gia vào phần anion của phân tử. Hợp chất phức này vẫn còn các nhóm cacboxyl và nhóm hydroxyl phenol tự do, các nhóm này có thể tiếp tục phản ứng với phần vô cơ của đất để tạo thành các muối dị cực đơn giản. L.N. Alexandrova gọi những hợp chất có bản chất kép như vậy là muối phức dị cực. Muối này có cấu tạo như sau: Me OH H 2 O H 2 O OH OOC HO R (COOH) n-1 (OH) m-1 trong đó Me là Fe 3+ , Al 3+ . Các nhóm cacboxyl và nhóm hydroxyl phenol tự do có thể phản ứng với các cation kiềm và kiềm thổ trong đất. - Phức chất hấp phụ là các sản phẩm của sự tương tác giữa các chất mùn với các khoáng vật dạng tinh thể hoặc vô định hình của đất hoặc các sản phẩm hữu cơ vô cơ hấp phụ các chất mùn bằng phần vô cơ. Các phức hệ sét mùn cũng là phức chất hấp phụ. Ðại diện cho các phức hấp phụ trong đất là phức mùn với nhôm và sắt (a), phức mùn silic (b) và phức hệ sét mùn (c) Me(OH) 3 Me OH OH OOC OH R (COOH) n-1 (OH) m-1 SiO 2 .nH 2 O H 2 O R H 2 O [RMe] (COOH) n (OH) m COO - OH Me 1 + (a) Phức mùn nhôm, sắt (b) Phức mùn silic Si O Al O Si Al O - R (COOH) n (OH) m OH [RMe] OH R O - [RMe] COO O Me OOC O R (COOH) n-1 (OH) m-1 (COOH) n (OH) m COO O Me (c) Phức hệ sét mùn 1.4. Các loại keo sét trong đất Các keo sét thuộc loại keo vô cơ, là các khoáng vật thứ sinh alumin silicat, được hình thành do sự biến đổi từ các khoáng vật nguyên sinh trong quá trình phong hoá hình thành đất, phân bố rộng rãi trong các loại đất. Các khoáng vật này là thành phần chủ yếu của cấp hạt sét vì vậy chúng được gọi là các khoáng vật sét. chúng được phân biệt với nhau bởi mức độ phân tán cao, không tan trong nước Trong đất có nhiều loại keo sét, nhưng trong chúng có vai trò quan trọng nhất là các keo sét nhóm kaolinit, montmorilonit và hydromica a. Ðặc điểm chung của keo sét Ðặc điểm chung của các keo sét là chúng có cấu tạo lớp giống như mica và sự thay thế đồng hình. + Cấu tạo lớp của keo sét được tạo thành do sự liên kết của phiến khối tứ diện (bốn mặt) oxit silic và phiến khối bát diện (tám mặt) gipxit. - Phiến oxit silic được tạo thành do sự gắn liền các khối tứ diện oxit silic với nhau. Mỗi khối tứ diện ở chính giữa là một nguyên tử silic, bốn đỉnh là bốn nguyên tử oxi. Như thế thì khi ghép thành phiến hai bên là hai lớp oxi, giữa là lớp silic, - Phiến gipxit: phiến này được tạo thành do sự gắn liền các khối bát diện với nhau. Mỗi khối bát diện chính giữa có một nguyên tử Al, xung quanh có 6 oxi hay 6 OH - hoặc vừa oxi vừa OH - (hình 5.6). + Hiện tượng thay thế đồng hình - Ở một số khoáng vật, trong đó có các khoáng vật sét (keo sét) có hiện tượng một số nguyên tố trong mạng lưới tinh thể của chúng có thể bị các nguyên tố khác ở bên ngoài vào thay thế. Sự thay thế này không làm thay đổi hình dạng của khoáng vật mà chỉ thay đổi tính chất. Vì thế gọi là hiện tượng thay thế đồng hình. oxi Si oxi Si 7 Al oxi Hình 5.6. Sơ đồ cấu tạo khối tứ diện oxit silic, phiến oxit silic và khối bát diện, phiến gipxit - Ðiều kiện quan trọng của sự thay thế là: 2 ion muốn thay thế nhau phải có bán kính tương đương, Ví dụ Al 3+ trong tinh thể có bán kính R = 0,57 Ǻ có thể bị Fe 3+ có R = 0,67 Ǻ thay thế chứ không thể bị Li + có R = 1,22 Ǻ thay thế. Sự thay thế này xảy ra phổ biến ở một số keo sét, ví dụ trong khối tứ diện oxit silic: Si 4+ thường bị Al 3+ thế, có trường hợp Mn 3+ hoặc P 5+ thay thế Si 4+ song rất ít; trong khối bát diện Al 3+ bị Mg 2+ hoặc Fe 2+ thế. - Ðặc điểm của sự thay thế là: nếu hoá trị của 2 ion thay thế tương đương nhau thì không những không thấy điểm gì khác trên tinh thể mà còn làm cho khoáng vật trung hoà điện. Nếu hóa trị của chúng chênh lệch nhau thì khoáng vật mang điện âm hoặc dương. Ví dụ Al 3+ thế cho Si 4+ thì khoáng vật mang điện âm, P 5+ thế cho Si 4+ khoáng vật mang điện dương. Hiện tượng thay thế đồng hình thường gặp ở keo sét là Al 3+ thế Si 4+ hoặc Mg 2+ thế Al 3+ vì vậy keo sét mang điện âm có thể hấp phụ cation. b. Ðặc điểm của các nhóm keo sét chính + Nhóm kaolinit: - Nhóm này gồm keo kaolinit và haluzit, metahaluazit, dikkit và nakrit. - Cấu trúc tinh thể loại hình 1:1, mỗi lớp tinh thể (tinh tầng) gồm một phiến oxit silic và một phiến gipxit. Những lớp tinh thể như vậy chồng xếp lên nhau, giữa chúng có các khe hở làm cho kaolinit có cấu trúc lớp (hình 5.7). - Theo hình vẽ cấu trúc của kaolinit, nhân cơ bản của mạng lưới tinh thể keo trung hoà về điện và có công thức tương ứng là Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 , nhưng bề mặt sườn lộ trần khi phá huỷ có hoá trị không bão hoà gây ra sự hấp phụ các ion từ môi trường xung quanh. Haluazit khác với kaolinit bởi sự tồn tại của nước trong mạng lưới tinh thể, cấu trúc của nó phù hợp với công thức Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 .2H 2 O. Haluazit khi bị hydrat hoá sẽ [...]... Hấp phụ trao đổi anion Ðất không những có khả năng hấp phụ cation mà còn có khả năng hấp phụ anion Sự hấp phụ anion xảy ra trong trường hợp keo mang điện dương Tỷ lệ keo dương trong đất không nhiều nên hấp phụ cation vẫn là chủ yếu Sự hấp phụ anion của đất phụ thuộc vào các yếu tố: đặc điểm của các anion, tỷ lệ SiO2/R2O3 và phản ứng môi trường đất + Anion khác nhau xảy ra sự hấp phụ khác nhau Khả năng. .. luật hấp phụ, khẳng định khái niệm hấp phụ một cách chính xác Gedroiz cho rằng, tính hấp phụ của đất liên quan đến phức hệ hấp phụ, phức hệ ấy không tan trong nước, thành phần khoáng của nó là nhôm silicat, thành phần hữu cơ của nó chủ yếu là mùn, đó là các loại keo đất Gedroiz chia khả năng hấp phụ của đất thành 5 dạng: hấp phụ sinh học, hấp phụ cơ học, hấp phụ lý học, hấp phụ hoá học và hấp phụ lý... nồng độ của phản ứng thuận nghịch Trong đất có keo âm và keo dương nên đất có khả năng hấp phụ cả cation và anion nhưng hấp phụ cation là chủ yếu vì phần lớn keo đất là keo âm Hấp phụ trao đổi ion có ảnh hưởng rất lớn tới độ phì nhiêu đất, các tính chất vật lý, hoá học đất cũng như dinh dưỡng cây trồng Vì vậy cần nghiên cứu sâu hơn dạng hấp phụ này ở phần tiếp theo 2.3 Hấp phụ trao đổi ion a Hấp phụ trao... của đất càng cao 3.4 Quan hệ giữa khả năng hấp phụ của đất với chế độ bón phân và cải tạo đất * Với chế độ bón phân Chế độ bón phân cho các loại đất khác nhau tuỳ thuộc vào khả năng hấp phụ của đất: + Ðối với đất có khả năng hấp phụ cao, khi bón phân có thể tập trung bón lót, bón lượng phân lớn, còn đất có khả năng hấp phụ nhỏ không nên bón lót nặng, cần bón thúc vào các giai đoạn sinh trưởng cây cần... cơ và trồng cây phân xanh + Ðối với những loại đất có khả năng hấp phụ thấp có thể bón vào đất các khoáng vật có dung tích trao đổi cation cao như bentonit, zeolit để nâng cao dung tích hấp phụ cho đất Câu hỏi ôn tập 1 Khái niệm keo đất, các đặc tính cơ bản của keo và phân loại keo đất? 2 Ðặc điểm của các loại keo sét chính trong đất, thành phần của keo trong các loại đất chính của Việt Nam? 3 Khả năng. .. duy trì và nâng cao khả năng hấp phụ của đất Như các phần trên đã trình bày, phức hệ keo ảnh hưởng lớn tới thành phần và nồng độ dung dịch đất, tính chất lý học, hoá học, chế độ nước và khí của đất, điều kiện phát triển của vi sinh vật Vì vậy muốn bảo vệ và nâng cao độ phì đất cần tìm cách duy trì, tăng cường và thay đổi thành phần, số lượng keo đất + Ðất cát chứa rất ít keo, khả năng hấp phụ kém,... chất khí Ðất khô hấp phụ không khí rất chặt Khả năng hấp phụ các chất khí từ mạnh đến yếu thứ tự như sau: hơi nước, NH3, CO2, O2, N2 Ðất càng nhiều mùn càng hấp phụ nhiều NH3, CO2, và nước Khả năng hút khí và hơi nước của đất phụ thuộc thành phần chất rắn trong đất (bảng 5.3) Vì vậy đất có khả hấp phụ khí NH3 sinh ra trong quá trình phân giải chất hữu cơ chứa đạm Ở đây ta càng thấy rõ lợi ích của việc... điểm của các loại keo sét chính trong đất, thành phần của keo trong các loại đất chính của Việt Nam? 3 Khả năng hấp phụ của đất là gì? Các dạng hấp phụ của đất, biện pháp duy trì và nâng cao khả năng hấp phụ của đất? 4 Quan hệ giữa keo đất, khả năng hấp phụ của đất với tính chất của đất và chế độ bón phân, cải tạo đất? ... AlPO4 Sự hấp phụ hoá học là nguyên nhân tích luỹ P và S trong đất, làm cho 2 nguyên tố này bị "giữ chặt" trong đất e Hấp phụ lý hoá học (hấp phụ trao đổi) Hấp phụ lý hoá học là đặc tính của đất có thể trao đổi ion trong phức hệ hấp phụ với ion của dung dịch đất tiếp xúc Trong dung dịch đất, các axit vô cơ và muối của chúng phân ly thành cation và anion Khi dung dịch đất tác động với keo đất, keo đất... HCO3- hấp phụ hoá học với canxi tạo thành những chất cacbonat khó tan + Khả năng hấp phụ anion phụ thuộc tỷ lệ SiO2/R2O3 Tỷ lệ này càng thấp (tức tỷ lệ keo dương tăng) thì hấp phụ anion càng nhiều (bảng 5.10) Bảng 5.10 Quan hệ giữa SiO2/R2O3 với hấp phụ anion (Matxơn) SiO2/R2O3 3,82 2,82 1,89 0,55 PO43- SO42lđl/100 g đất 0,04 0,15 0,27 0,52 0,93 1,15 1,60 Cl0,03 0,04 + Khả năng hấp phụ anion còn phụ . phần hữu cơ của nó chủ yếu là mùn, đó là các loại keo đất. Gedroiz chia khả năng hấp phụ của đất thành 5 dạng: hấp phụ sinh học, hấp phụ cơ học, hấp phụ lý học, hấp phụ hoá học và hấp phụ lý hoá. nồng độ của phản ứng thuận nghịch. Trong đất có keo âm và keo dương nên đất có khả năng hấp phụ cả cation và anion nhưng hấp phụ cation là chủ yếu vì phần lớn keo đất là keo âm. Hấp phụ trao. anion Ðất không những có khả năng hấp phụ cation mà còn có khả năng hấp phụ anion. Sự hấp phụ anion xảy ra trong trường hợp keo mang điện dương. Tỷ lệ keo dương trong đất không nhiều nên hấp phụ