Mục tiêu: Giúp sinh viên 1 hiểu và biết cách xác định pH của đất, 2 biết được thế nào là đất chua và đất kiềm, 3 biết được tầm quan trọng của pH đối với cây trồng, độ hữu dụng của dinh
Trang 1Bài 2: XÁC ĐỊNH pH VÀ EC TRONG ĐẤT
Cán bộ biên soạn:Tất Anh Thư
2.1 XÁC ĐỊNH pH ĐẤT
2.1.1 Mục tiêu:
Giúp sinh viên (1) hiểu và biết cách xác định pH của đất, (2) biết được thế nào là đất chua
và đất kiềm, (3) biết được tầm quan trọng của pH đối với cây trồng, độ hữu dụng của dinh dưỡng cũng như họat động của vi sinh vật
2.1.2 Ý nghĩa
pH đất ảnh hưởng đến độ hữu dụng của dinh dưỡng cây trồng, đến độc chất trong đất , đến hoạt động của vi sinh vật
pH ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng
2.1.3 Nguyên lý
Mức độ kiềm hoặc acid trong đất được xem như là một phản ứng của đất và nó được xác định bởi nồng độ ion H+ có trong dung dịch đất Ở đất acid có nhiều ion H+ hơn OH-, ngược lại đất bazờ hoặc đất kiềm sẽ có thành phần OH- nhiều hơn H+ Xuất phát từ các đặc tính trên, thuật ngữ
pH đất được hình thành và được định nghĩa như sau:
pH = - log (H+) Hoặc pH = log 1/(H+) (H+) (OH-) = Kw = 10-14 Log K = log (H+) + log (OH-) = -14
pH + pOH = 14
Ở môi trường trung tính (H+) = (OH-) =14/2 =7
Vậy pH chính là hoạt động ion H+ có trong dung dịch đất
Trang 2[H+]: họat độ ion H+, được tính bằng đơn vị mol/lít hoặc meq/100 g đất
14 14
13 13
12 12
11 11
10 10
9 9
8
Dung dịch kiềm (lye) chất tẩy trắng (bleach)
ammonia
Nước biển
6 6
5 5
4 4
3 3
2 2
1 1
0
Kiềm mạnh
Môi trường Bazờ
(kiềm)
Kiềm yếu
Môi Trường trung tính
Acid yếu
Môi trường Acid
Acid mạnh
sửa,ngũ cốc Acid boric, Nước cam, mưa acid, Giấm
Nước chanh Acid trong pin (battery acid)
0
Bảng 1: Thang đánh giá pH và pH của một vài loại chất lỏng 2.1.4 Dụng cụ đo pH: có thể xác định pH bằng các phương pháp sau:
+ Giấy đo pH
Trang 3+ Máy đo pH và hiện nay máy dùng để xác định pH có rất nhiều loại và nhiều dạng khác nhau, nhưng nhìn chung chúng thường được cấu tạo bởi các điện cực sau: Điện cực thủy tinh hay còn gọi là điện cực tiêu chuẩn (indicator electrode), bộ phận cảm ứng của điện cực là phần cuối điện cực dạng hình cầu có chứa dung dịch HCl Khi cho điện cực vào dung dịch, bề mặt bầu điện cực bị thuỷ hoá và trao đổi cation với H+ tạo nên bề mặt H+ chung quanh màng điện cực Điện cực calomel dùng làm điện cực tham khảo (reference electrode), dung dịch chất lỏng tạo cầu nối muối (salt bright) giữa điện cực và dung dịch đo ( do đó cần bổ sung đúng chất điện giải để duy trì chứa năng của màng điện cực) Hiện nay điện cực đo pH thường là điện cực kết hợp giữa điện cực thủy tinh và điện cực tham khảo
Nguyên tắt hoạt động của máy đo pH chủ yếu dựa vào sức điện động của bộ pin gồm 02 điện cực nhúng trong dung dịch khảo cứu: điện cực thứ nhất có điện thế không thay đổi và không phụ thuộc vào nồng độ ion H+ trong dung dịch gọi là điện cực tham khảo Điện cực thứ 02 có điện thế hoàn toàn phụ thuộc vào pH của dung dịch phân tích
Khi đặt điện cực vào dung dịch: điện thế E được tạo ra do sự chênh lệch điện thế giữa dung dịch trong điện cực và và H+ trong dung dịch được mô tả bởi phương trình Nernst:
E = E0 + RT/nF ( ln am) Trong trường hợp ion H+ m có hoá trị =1
E = E0 + RT/nF 2.3 (log am) Vì: 2.3 RT/F = 0.59,
m = hoá trị = 1 trong trường hợp H+
Nên E = E0 + 0.059 ( log H+)
E = E0 - 0.059pH
2.1.5 Tỷ lệ trích mẫu:
pH đất có thể được đo tại các tỷ lệ đất: nước khác nhau, ví dụ: tỷ lệ đất: nước là 1:1, 1:2, 1:2.5 hoặc 1:5 và mỗi một tỷ lệ sẽ cho kết quả khác biệt nhau Thông thường pH đất có khuynh hướng cao hơn khi đo pH tại tỷ lệ đất: nước cao Khi có có nhiều nước sử dụng, nồng độ ion H+ thường trở nên bị hòa lõang và kết quả đo pH sẽ cao
2.1.6 Thiết bị
Trang 4Máy đo pH
Máy lắc và máy ly tâm mẫu
Ống ly tâm 50 ml
2.1.7 Hoá chất
Dung dịch chuẩn: 4, 7, hoặc 7,9
Giấy lọc
Lọ chứa mẫu
Nước cất
KCl 1N
2.1.8 Tiến trình xác định pH theo tỷ lệ 1:5
Phương pháp xác định pH được chấp nhận nhiều nhất hiện nay là lắc đất với nước trong 1-2 giờ sau đó, ly tâm lấy dung dịch nước trong đem xác định pH Tiến trình thực hiện như sau:
1 Cân 5 g đất cho vào ống ly tâm 50 ml
2 Thêm một trong hai dung dịch ly trích sau:
o 25 ml nước khử khóang (đây là phương pháp xác định pH đơn giản nhất, thường được sử dụng cho hầu hết các loại đất, tuy nhiên phương pháp này sẽ không lấy được ion H+ tại các vị trao đổi) Xác định pH đất bằng cách này cho ta biết được
độ chua hiện tại của đất và được ký hiệu là pHH2O
o hoặc 25 ml KCl 1N cách ly trích này hữu ích cho việc xác định những cation trao đổi và cả các cation khác trong đất và đo pH có thể được thực hiện trên cùng một mẫu trích này Bên cạnh đó dung dịch KCl còn lấy được H+ từ những vị trí cation trao đổi của đất, vì thế kết quả thường thấp hơn so với phương pháp (a) Xác định pH bằng cách này cho ta biết được độ chua trao đổi của đất (độ chua tiềm tàng) và được ký hiệu là pHKCl
3 Lắc mẫu trong 2 giờ tại nhiệt độ phòng
4 Ly tâm, lấy nước trong hoặc có thể để yên mẫu trong vài phút và đo pH sau khi đã kiểm tra máy bằng hai dung dịch chuẩn có pH = 4 và pH = 7
5 Thông thường mỗi mẫu đất nên tiến hành 2 lặp lại
Trang 5+ Khi đo pH chuẩn 4 xong, phải rửa điện cực bằng nước cất và lâu nhẹ bằng giấy thấm nước rồi mới đặt điện cực vào pH 7 Tiếp tục rửa lại một lần nữa với nước cất, lâu nhẹ trước khi cho vào mẫu thật
+ Sau khi đo xong phải lau rửa điện cực thật sạch và bảo quản điện cực trong dung dịch KCl bảo hòa hoặc dung dịch pH 4 tùy loại điện cực Cần xem phương pháp bảo quản trong tài liệu hướng dẫn của máy
Hình 1: Máy đo pH
Hình 2: Giấy đo pH
Trang 6
Dây
Ag/AgCl
Dung dịch KCl bảo Điện cực
tham khảo
Điện cực thủy tinh Tinh thể
KCl
Điện cực thủy tinh kết hợp
Điện cực tham khảo
Điện cực
thủy tinh
Hình 3: Điện cực của máy đo pH