1 / 26

สมบัติทางเคมีของดิน

สมบัติทางเคมีของดิน. บรรยายโดย ผศ.ดร. สมศักดิ์ มณีพงศ์ ห้องทำงาน : อาคารวิชาการ 4 ห้อง 224 Website : http://www.wu.ac.th/ cai /msomsak/. สมบัติทางเคมีของดิน.

avent
Download Presentation

สมบัติทางเคมีของดิน

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. สมบัติทางเคมีของดิน บรรยายโดย ผศ.ดร. สมศักดิ์ มณีพงศ์ ห้องทำงาน : อาคารวิชาการ 4 ห้อง 224 Website : http://www.wu.ac.th/cai/msomsak/

  2. สมบัติทางเคมีของดิน สมบัติทางเคมีของดิน หมายถึง สมบัติของดินที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางเคมีต่างๆ ที่เกิดขึ้นในดิน เช่น การดูดซับไอออน การแลกเปลี่ยนไอออน ความเป็นกรดเป็นด่าง ความเค็ม เป็นต้น

  3. สมบัติทางเคมีของดิน องค์ประกอบของดินที่มีบทบาทสำคัญในการแสดงสมบัติทางเคมี คือ อนุภาคดินเหนียว และอินทรีย์วัตถุ เนื่องจากเป็นองค์ ประกอบที่มี surface area และ functional group ต่างๆ มาก

  4. สมบัติทางเคมีของดิน • ประจุไฟฟ้าในดิน • การดูดซับไอออนของดิน • การแลกเปลียนไอออนของดิน • ความเป็นกรดเป็นด่าง • ความเค็ม

  5. ประจุไฟฟ้าในดิน ประจุไฟฟ้าในดินแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ ประจุเปลี่ยนแปลง (variable charge) หรือบางครั้งเรียกว่าประจุขึ้นกับ pH (pH dependent charge) ประจุถาวร (permanent charge)

  6. ประจุเปลี่ยนแปลง (variable charge) ประจุชนิดนี้เกิดจากปฏิกริยา protonation และ deprotonation ของ silanol group(SiOH), aluminol group(AlOH) และ hydroxyl group ที่ผิวหรือขอบของแร่ดินเหนียวและสารประกอบประเภทออกไซด์และไฮดรอกไซด์ ดังสมการ Si - OH + H+ = Si - OH2+(protonation) Si - OH = Si - O- + H+ (deprotonation)

  7. ประจุเปลี่ยนแปลง (variable charge) ในกรณีของสารอินทรีย์ ประจุชนิดนี้เกิดจากการแตกตัวของ functional group ต่าง ๆ เช่น O O R - C - OH = R - C - O- + H+ dissociation R - NH2 + H+ = R - NH3+ association

  8. ประจุเปลี่ยนแปลง (variable charge) ความเข้มข้นของ H+ สูงขึ้น (pH ต่ำลง) ปฏิกริยาจะก้าวหน้าไปทางด้าน protonation หรือ association จึงทำให้ดินประจุบวกมีมากขึ้นและประจุลบมีน้อยลง ในทางตรงกันข้ามถ้า pH ของดินสูงขึ้น ประจุลบจะมากขึ้นและประจุบวกจะน้อยลง - + ประจุ pH สูง ต่ำ

  9. ประจุถาวร (permanent charge) เกิดจากการแทนที่ของไอออนที่มีขนาดใกล้เคียงกันแต่มีขนาดประจุต่างกัน (isomorphous substitution) ในโครงผลึกของแร่ดินเหนียว Al3+ / Mg2+ Si4+

  10. ประจุถาวร (permanent charge) Al3+ ถูกแทนที่ด้วย Mg2+ Fe2+ Zn2+ ประจุสุทธิ = ลบ

  11. การดูดซับไอออน (ion adsorption) ดินที่ใช้ในการเกษตรทั่วไปมักมีทั้งประจุเปลี่ยนแปลงและประจุถาวร ปริมาณประจุแต่ละชนิดขึ้นอยู่กับปริมาณอินทรีย์วัตถุและชนิดของแร่ดินเหนียวที่เป็นองค์ประกอบ เนื่องจากดินมีประจุนี้เองทำให้ดินดูดซับแคทไอออนและแอนไอออนเอาไว้ปริมาณหนึ่ง ปริมาณไอออนที่ดินดูดซับไว้มีค่าใกล้เคียงกับปริมาณประจุที่ดินมีอยู่

  12. การดูดซับไอออน (ion adsorption) K+ Mg2+ H+ Na+ Al3+ K+ Ca2+ H+

  13. ชนิดของไอออนต่อสมบัติของดินชนิดของไอออนต่อสมบัติของดิน ดินที่มี Na มากจะฟุ้งกระจาก ดินมี Ca/Mg มากจับตัวเป็นก้อนได้ดี Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+

  14. การแลกเปลี่ยนไอออน (ion exchange) การแลกเปลี่ยนไอออนเกิดขึ้นเมื่อความเข้นข้นของไอออนชนิดใดชนิดหนึ่งในสารละลายดินสูงขึ้น ทำให้ไอออนชนิดนั้นเคลื่อนที่จากสารละลายไปยังผิวของอนุภาคพร้อม ๆ กับไล่ที่ไอออนอื่นที่ถูกดูดซับอยู่ก่อนให้ออกมาอยู่ในสารละลาย เพื่อรักษาสมดุลย์ของประจุ

  15. ความจุในการแลกเปลี่ยนแคทไอออน ความจุในการแลกเปลี่ยนแคทไอออน (cation exchange capacity ย่อ CEC) หมายถึงสามารถสูงสุดต่อหน่วยน้ำหนักที่ดินสามารถดูดซับแคทไอออนได้ว่า เนื้อดิน อินทรีย์วัตถุ ชนิดของแร่ดินเหนียว ปริมาณดินเหนียว ค่า CEC ขึ้นอยู่กับ

  16. ความจุในการแลกเปลี่ยนแคทไอออน เนื้อดิน CEC (cmol(+)/kg) Sand 1 -5 fine sandy loam 5 - 10 loam & silt loam 5 - 15 clay loam 15 - 30 clay > 30

  17. ความจุในการแลกเปลี่ยนแคทไอออน องค์ประกอบ CEC (cmol(+)/kg) Humus 100 - 300 Vermiculite 80 - 150 Montmorillonite 60 - 100 Kaolinite 3 -15 Oxide 0 - 3

  18. วิธีคำนวณ CEC CEC สามารถคำนวณได้จากผลรวมของ acidic cation (exchangeable acidity) และ basic cation เช่น ดินตัวอย่างหนึ่งมี exchangeable acidity = 2 mmole/kg Ca = 420 mg/kg Mg = 80 mg/kg K = 110 mg/kg Na = 50 mg/kg

  19. วิธีคำนวณ CEC Ca 1 mmol = 40.08 mg Mg 1 mmol = 24.31 mg K 1 mmol = 39.10 mg Na 1 mmol = 22.99 mg Ca = 420/40.08 mmol/kg Mg = 80/24.31 mmol/kg K = 110/39.10 mmol/kg Na = 50/22.99 mmol/kg

  20. วิธีคำนวณ CEC Ca 1 mmol = 2 mmol(+) Mg 1 mmol = 2 mmol(+) K 1 mmol = 1 mmol(+) Na 1 mmol = 1 mmol(+) Ca = 2*420/40.08 mmol(+)/kg Mg = 2*80/24.31 mmol(+)/kg K = 1*110/39.10 mmol(+)/kg Na = 1*50/22.99 mmol(+)/kg

  21. วิธีคำนวณ CEC Ca = 2*420/40.08 mmol(+)/kg Mg = 2*80/24.31 mmol(+)/kg K = 1*110/39.10 mmol(+)/kg Na = 1*50/22.99 mmol(+)/kg exchangeable acidity = 2 mmol(+)/kg CEC mmol(+)/kg

  22. วิธีคำนวณ CEC CEC ที่ได้จาก ผลรวมของ acidic cation และ basic cation เรียกว่า effective CEC

  23. ชนิดของแคทไอออนที่แลกเปลี่ยนได้ชนิดของแคทไอออนที่แลกเปลี่ยนได้ Exchangeable cation ที่พบมากในดินมี 6 ชนิด คือ Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Al3+ และ H+ แคทไอออนเหล่านี้แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ 1. Basic cation ได้แก่ Ca2+, Mg2+, K+, และ Na+ 2. Acidic cation ได้แก่ Al3+ และ H+

  24. ทำไม Al จึงเป็นกรด Al3+เกิดปฏิกริยากับน้ำแล้วให้ H+ ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นกับแคทไอออนอื่นด้วย เช่น Fe3+ Mn2+ Al3+ + H2O = Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O = Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O = Al(OH)3

  25. Base saturation (BS) BS คือ ปริมาณรวมของแคทไอออนที่เป็นด่างทั้ง 4 (รวมโดยโมลประจุ) เทียบกับปริมาณประจุทั้งหมดที่ดินมี %BS = 100x(Ca + Mg + K + Na)/CEC BS มีค่ามาก แสดงว่าดินมีธาตุอาหารพืชอยู่มาก

  26. ความเป็นกรดเป็นด่างของดินความเป็นกรดเป็นด่างของดิน ต่อชุดที่ ๒

More Related