Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

TOPRAK REAKSİYONU (TEPKİMESİ) Toprak Bilgisi Dersi Peyzaj Mimarlığı Prof. Dr. Günay Erpul

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "TOPRAK REAKSİYONU (TEPKİMESİ) Toprak Bilgisi Dersi Peyzaj Mimarlığı Prof. Dr. Günay Erpul"— Sunum transkripti:

1 TOPRAK REAKSİYONU (TEPKİMESİ) Toprak Bilgisi Dersi Peyzaj Mimarlığı Prof. Dr. Günay Erpul

2 Toprak Reaksiyonu l Toprağın asitlik veya alkalilik derecesidir l Önemi: –Bitki besin elementleri elverişliliği –İyon toksisitesi –Mikrobiyal işlevsellik –% Baz Doygunluğu –Gübre elverişliliği –Bitki gelişimi –Çevre üzerine etkiler

3 pH nedir? l Herhangi bir çözeltideki hidrojen iyonları (H + ) konsantrasyonunun üssel ifadesidir pH 7: - nötr pH - H + konsantrasyonu mol/L

4 pH nedir? l Hidrojen iyonları (H + ) ve hidroksil iyonları (OH - ) çarpımı her zaman olduğu için, pH 7: - nötr pH - OH - konsantrasyonu mol/L

5 matematiksel olarak... (10 -7 )(10 -7 ) = pH nedir?

6 Suyun iyonlaşması HOH  H + + OH - Suyun iyonlaşması HOH  H + + OH - pH nedir? (H + ) * (OH - ) = mol/L pH = -log (H + ) = log 1/(H + ) (H + ) * (OH - ) = mol/L pH = -log (H + ) = log 1/(H + )

7 Bu yüzden... nötr pH (0 – 14 ölçeğinde pH = 7) H + iyonları miktarı = OH - iyonları miktarı çözelti ne asidik ne de bazik’dir pH nedir?

8 pH = - [log (H + )] k s = pH + pOH k s = = pH + pOH pH = 14 - pOH

9 pH nedir? l Buna göre, litresinde gr H + içeren bir suyun pH’sı nedir? l 1L1gr 1 mol H + l 1L10 -6 gr10 -6 mol H + pH = - [log (H + )] pH = - [log (10 -6 )] pH = 6

10 Toprak pH’sı l Çözeltide pH –ASİT, pH < 7 –BAZİK, pH > 7 –NÖTR, pH = 7 –Toprakta ise nötürlük pH 7 değidir; toprak nötürlüğü 6.5 ile 7.2 arasında değişiklik gösterir

11 İyon Adsorpsionu Kolloid yüzey (-) yükleri toprak çözeltisindeki iyonlar ile nötralize edilir

12 Adsorbe-edilmiş Katyonlar (a) Kurak bölge toprakları = "bazik" katyonlar Ca 2+, Mg 2+, K +, Na + (b) Nemli bölge toprakları = “asidik” Ca 2+, Mg 2+, H + ve Al 3+ (c) Adsorpsiyon gücü Al 3+ > Ca 2+ = Mg 2+ > K + = NH 4 + > Na +

13 Toprak pH’sının Gelişimi l Asitlik nedenleri TOPRAK ÇÖZELTİSİ KATYON YIKANMASI TOPRAK ÇÖZELTİSİ

14 Toprak pH’sının Gelişimi pHKimyasal Tepkime%BD 8.5 – 10.0Na 2 CO 3 hidrolizi %BD = 100 (%Na > %15) 8.0 – 8.5CaCO 3 hidrolizi %BD = 100 (kireçli toprak) 7.0 – 8.0Değişebilir Ca +2 hidrolizi %BD = 100 (kireçsiz toprak) 6.0 – 7.0Hidrojen değişimi %BD < 100 (H + doygunluğu) 4.0 – 6.0Aluminyum hidrolizi %BD << 100 (Al +3 doygunluğu)

15 Topraktaki H + ’in Kaynakları l Toprak çözeltisindeki H + iyonlarının kaynağını toprak kolloid yüzeylerinde tutulan –Al +3 –H + İyonları oluşturmaktadır

16 Adsorbe-edilmiş Al +3 İyonları Kolloid yüzeyi Al  Al +3 Adsorbe-edilmiş Al +3 Toprak çözeltisi

17 Toprak Çözeltisindeki Al +3 İyonlarının Hidrolizleri Al H 2 O  Al(OH) 3 + 3H + Toprak çözeltisine kuvvetli bir asitlik kazandırmaktadır Fazla iyonize-olabilir değildir

18 Al +3 Al(OH) +2 Al(OH) 2 + Al(OH) 3 Al +3  Al(OH) +2  Al(OH) 2 +  Al(OH) Kil-tabakalar-arası bölge Toprak çözeltisi pH 4 pH 6 H+H+ H+H+ Asit topraklarda neden [Al 3+ ] ~ [H + ] ? Adsorbe-edilmiş Al +3 İyonları

19 Asitlik Kaynakları á Su : H 2 O  H + + OH - á Toprak havasındaki CO 2 CO 2 + H 2 O  H 2 CO 3  H + + HCO 3 - karbonik asit á Organik madde ayrışması sonucu oluşan organik asitler RH  R - + H + á S ve N’un oksidasyonu S  H 2 SO 4  2 H + + SO 4 2- NH 3  HNO 3  H + + NO 3 -

20 İnsan-kaynaklı Asitlik * Kimyasal gübreler  Amonyumlu N materyalleri NH 4 +  (O 2 )  HNO 3 Fe’li materyaller Fe 2+  Fe 3+  (+ 3 H 2 O)  Fe(OH) H +  Elementel kükürt 2 S o + 3 O H 2 O  4 H SO 4 2-

21 Asit Yağış : Yanma süreçleri sonucu açığa çıkan N ve S gazları SO 2  (O 2, H 2 O)  H 2 SO 4 NO x  (O 2, H 2 O)  HNO 3 Maden atıkları, ıslak alan drenajları - sülfit (S 2- ) minerallerinin oksidasyonu S 2-  (O 2, H 2 O)  H 2 SO 4 İnsan-kaynaklı Asitlik

22 Toprak Asitlik Fazları Sınır asitliği Değişebilir asitlik Çözelti asitliği Adsorbe edilmiş H + iyonları  Toprak çözeltisindeki H + iyonları Potansiyel asitlik Aktif asitlik

23 Asit Topraklar : Aluminyum’un Payı Al 3+ Al(OH) 2+ Al(OH) 2 + Al(OH) 3 Al 3+  Al(OH) 2+  Al(OH) 2 +  Al(OH) 3 Yüksek düzeyde asitliğe sahip topraklar Orta düzeyde asitliğe sahip topraklar Alkali topraklar

24 Al 3+ + H 2 O  Al(OH) H + k = Al(OH) H 2 O  Al(OH) 2+ + H + k = Al(OH) 2+ + H 2 O  Al(OH) 3 o + H + k = Al(OH) 3 o + H 2 O  Al(OH) H + k = Aluminyum’un Payı

25 Fe 3+ + H 2 O  Fe(OH) H + k = Fe(OH) H 2 O  Fe(OH) 2+ + H + k = Fe(OH) 2+ + H 2 O  Fe(OH) 3 o + H + k = Fe(OH) 3 o + H 2 O  Fe(OH) H + k = Demir’in Payı

26 Toprak Asitliğinin Giderilmesi Kireçleme (CaCO 3 ) Ca CO 3 + H 2 O + 2CO 2  Ca +2 + HCO 3 Kil/Humus]-H + +2HCO 3  Kil/Humus]-Ca +2 +H 2 O+2CO 2 Kil/Humus]-Al +3 +2HCO 3  Kil/Humus]-Ca +2 + Al(OH) 3 +2CO 2 katı gaz

27 Toprak Asitliğinin Giderilmesi Kireçleme (CaCO 3 ) Ürünleri H + ’nin nötürleştirilmesi ve H 2 O oluşumu Al +3 ’nin nötürleştirilmesi ve Al(OH) 3 oluşumu CO 2 gazının üretilmesi Önemli not: SU gereklidir! Kireçtaşı: Kalsit (CaCO 3 ) veya Dolomit (CaMgCO 3 )

28 Topraktaki OH - ’nın Kaynakları l Kurak bölge topraklarında, ayrışma ürünü “toprak-alkali katyonları” yıkanamadıklarından, toprak çözeltisindeki oranları fazladır l Kolloid yüzeylerinde bulunan H + ’larının yerini alan bazik elementler, değişebilir H + iyonları miktarı azalır; hatta sıfıra indirirler l Diğer bir deyimle, bazik katyonlar, kolloidlerdeki H + iyonları ile değişim yapmak suretiyle OH - kaynağı durumuna geçerler

29 Topraktaki OH - ’nın Kaynakları Kolloid yüzeyi Na + 2H 2 O  H H +2Na + +2OH - +H 2 CO 3 Kolloid yüzeyi Adsorbe-edilmiş Na + Toprak pH’sına alkalin bir durum kazandırırlar Adsorbe-edilmiş H + Na

30 Topraktaki OH - ’nın Kaynakları 2Na + + CO HOH  2Na + + 2OH - + H 2 CO 3 K(NaOH) >> k(H 2 CO 3 ) l Burada NaOH’in çözünürlük çarpımı [k(NaOH)], zayıf asit olan H 2 CO 3 ’ün çözünürlük çarpımından [k(H 2 CO 3 )] daha büyük olduğundan, OH - iyonları başat duruma geçmektedir

31 Renk Cetveli

32 Toprakta pH Belirlenmesi Ag AgCl 2 Ag Doygun KCl Fiber fitil Milivolt metre toprak süspansiyon Bileşik Elektrot H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ kolloid Cam membran H + elektrodu Kalomel referans elektrot Cam membran = geçirgen zar

33 Bileşik pH elektrodu

34 Toprak pH’sının Bitki Besin Elementleri ile İlişkisi

35 Değişik pH değerlerinde “bitki besin elementleri”nin karşılaştırmalı yarayışlılığı yandaki şekilde verilmiştir. Bu şekilde bir şeridin genişliği, “bitki besin elementleri”nin karşılaştırmalı göreli gösterir Toprak pH’sının Bitki Besin Elementleri ile İlişkisi

36 Şekilde “bitki besin elementleri”nin çoğunun pH aralığında elverişli olduğuna dikkat ediniz!!! Toprak pH’sının Bitki Besin Elementleri ile İlişkisi

37 Toprak pH’sının Fosfor (P) ile İlişkisi Suda çözünmez kalsiyum tri-fosfat Suda çözünebilir fosfat Suda yavaş çözünebilir kalsiyum mono-fosfat H 3 PO 4 + 2CaCO 3  CaHPO 4 + Ca(OH) 2 + 2CO 2 CaHPO 4 + CaCO 3 + Ca(OH) 2  Ca 3 (PO4) 2. CaO + 2H 2 O + CO2

38 Toprak Alkaliliği l Temel tanımlar l EC: Elektriksel İletkenlik: anot ve katot gerilimi sonucu, topraktaki tuzlar bir elektrik akımı oluştururlar; böylece EC (mmhos/cm -1 ) topraktaki tuz içeriği ile çözeltiden geçen elektrik akımı arasındaki bağıntıyı kurar l Tuzluluk: Kolloid yüzeylerinde bulunan %Na miktarı ile belirlenir (KDK). Bunun için ESP (değişebilir Na %) ve SAR (Sodyum Adsorpsiyon Oranı ) kullanılır

39 Toprak Tuzluluk Ölçeri (EC-meter)

40 Toprak Alkaliliği Eşitliklerde KDK, Na +, Ca +2 ve Mg +2 ’nin birimleri [me/100g] olarak verilmiştir

41 Kurak Bölge Toprakları Toprak EC (mmhos/cm) ESP (%)SAR Tuzlu> Alkali0 - 4> 15> 12 Tuzlu- Alkali > 4> 15> 12 Tuzsuz Alkalisiz

42 Toprak pHTipik iyonlarYönetim Tuzlu< 8,5< 8,5 Ca, Mg, K (klor ve sülfat tuzları) Sulama Jips Alkali >> 8,5 10 olabilir >> Na Sulama Jips Tuzlu- Alkali > 8,5> 8,5 Ca, Mg, K ve >>> Na Jips Tuzsuz Alkalisiz 7 < pH < 8,5Ca, Mg, K- Kurak Bölge Toprakları

43  agregatlaşma   tekselleşme  Ca 2+ & Mg 2+ Na + Kurak Bölge Toprakları

44 Tuzlu-alkali topraklar toprak yapısı ile ilgili ciddi sorunlara neden olurlar Kurak Bölge Toprakları

45 Jips ile Alkali Toprakların Yönetimi Kolloid yüzeyi Na + CaSO 4  Ca + Na 2 SO 4 Kolloid yüzeyi Alkali toprak Yıkanabilir Jips Na Na 2 CO 3 + CaSO 4  CaCO 3 + Na 2 SO 4

46 Sülfürik-asit ile Alkali Toprakların Yönetimi Kolloid yüzeyi Na + H 2 SO 4  + Na 2 SO 4 Kolloid yüzeyi Alkali toprak Yıkanabilir Jips Na Na 2 CO 3 + H 2 SO 4  CO 2 + H 2 O + Na 2 SO 4 H H


"TOPRAK REAKSİYONU (TEPKİMESİ) Toprak Bilgisi Dersi Peyzaj Mimarlığı Prof. Dr. Günay Erpul" indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları