Bài giảng Khoa học đất - Chương 6: Phản ứng (pH) của đất

Chương 6.
bài 3
• Phản ứng (pH) của đất
Hóa học đất / pH đất
• pH là tính chất hóa học quan trọng 
của đất
• Xác định nhanh chóng tính thích 
hợp của đất đối với các loại cây 
trồng khác nhau, 
• và tình trạng các chất dinh dưỡng 
trong đất.
Hóa học Acid/ Base
• H+: acid 
• OH-: base 
• Xác định nồng độ acid/base 
như thế nào? 
H3O
+ phụ thuộc 
vào lực acid và 
nồng độ ban đấu 
của acid 
Xác định độ chua
• Độ chua (hay độ kiềm) của 1 dung dịch được 
đo bằng thang pH. (thang pH được sử dụng 
do thang này có thể đo được nồng độ 
acid/base rất thấp)
• Thang pH tương ứng với nồng độ ion H+
trong dung dịch. 
• Lấy số mũ của nồng độ H+, bỏ dấu trừ, ta 
được giá trị pH của dung dịch. 
• Ví dụ, nước nguyên chất có nồng độ ion H+
là: 1 x 10-7 M. 
• Vậy, pH của nước nguyên chất là: 7. 
• Thang pH thay đổi từ 0 đến 14, với 7 được 
xem là trung tính ([H+ ] = [OH-]), 
pH
Dung dịch chua khi pH < 
7.0
Dung dịch kiềàm khi pH > 
7.0
Acid là chất cho H+, chất 
làm tăng nồng độ H+ trong 
dung dịch. 
Ngược lại, base là chất 
nhận H+, chất làm tăng 
nồng độ OH- trong dung 
dịch
Dung dịch trung tính
Dung dịch acid yếu
Ions H+
Ions OH-
Nước
pH đất
* pH = logarith âm (-) của nồng độ ion (H+) 
trong dung dịch đất. 
pH = - log [ H+]
thang pH được dùng để đo độ chua/độ kiềm 
của đất. Ở điểm trung tính (pH =7) nồng độ H+ = 
OH-
nên nhớ –
Với pH = 6 , nồng độ H+ > 10 lần so với pH = 7 
và 100 lần khác nhau của H+ giữa pH 7 & 5
Trao đổi cation của đất
• Trao đổi cation –
khả năng giữ chất 
dinh dưỡng và hạn 
chế sự rửa trôi các 
chất dinh dưỡng của 
đất. 
• Cations mang điện 
tích “+ “= Ca++, 
Mg++, K+, NH4
+,
• CEC cao=độ phì 
nhiêu cao.
Lông
hút
Trao đổi
mùn
sét
Trao đổi
Trao đổi Cation
• Trao đổi 1 cation trong dung dịch với 
cation khác trên bề mặt keo đất mang điện 
tích (-) như keo sét hay keo mùn
ñaát
Keo đất
Ca++ + 2H+
H+
H+
+ Ca++
Dung dịch đất dung dịch
keo đắt dất 
Trao đổi cation chịu ảnh hưởng bởi:
1) lực hấp phụ:
H+ > Al+3 > Ca2+ > Mg2+ > K+ =NH4
+ > Na+
Giữ chặt --------------------------> dễ thay thế
2) nồng độ tương đối của các cation trong 
dung dịch đất
CEC
1) số lượng điện tích (+) được hấp phụ 
trên 1 đơn vị trọng lượng đất, hay
2) tổng cation có thể trao đổi được, đất có 
khả năng hấp phụ.
* CEC = milliequivalents (meq) / 100 g đất 
khô.
Trọng lượng đương lượng = trọng lượng nguyên tử/phân tử (g)
hóa trị/điện tích
Milliequivalent (meq)-ly đương lượng
1 trọng lượng đương lượng của CEC có 6.02 x 10
23 vị trí hấp phụ
meq của các Cations phổ biến
Nguyên tố Na+ K+ Ca++ Mg++
Hóa trị 1 1 2 2
Trọng lượng eq 23/1=23 39/1=39 40/2=20 24/2 = 12
Trọng lượng meq .023 .039 .02 .012
Trở lại pH đất
Độ chua họat động – do ion H+ họat động 
trong dung dịch đất tại 1 thời điểm nhất định
Độ chua tiềm tàng - H+ và Al3+ dễ trao đổi với 
các cation khác (ion mang điện tích +)
H H H H H+ H+
H Ca++ H+
Mg Mg++ H+
Ca Ca++ H+ H+
H H H Na
Đất
Độ chua tiềm tàng độ chua họat động –dung dịch đất
Nguồn gốc hình thành độ chua của 
đất
* cations Hydrogen và Aluminum là nguồn 
gốc hình thành độ chua của đất
* Hydrogen trao đổi là nguồn H+ chính ở pH ≥6. 
pH <6: Aluminum là nguồn cung cấp H+ chính do 
sự phân ly của Al từ các khoáng sét. Aluminum 
trở nên rất hòa tan khi pH thấp
Al3+ + H20 ----> Al(OH)
++ + H+
Al(OH)++ + H2O ---> Al(OH)2
+ + H+
Al(OH)2
+ + H20 ---> Al(OH)3
0 + H+
Nguồn gốc hình thành độ chua 
của đất
2. nitrite hóa: Ammonium biến đổi thành Nitrate (oxi hóa 
NH4
+) 
NH4
+ + 2O2 ---> NO2
- + H2O + 2 H
+
3. sự phân giải chất hữu cơ
Acid hữu cơ bị ion hóa : 
R-COOH---> R-COO- + H+
Hô hấp: CO2 + H2O ----> 
H2CO3 = H
+ HCO3
-
4. Mưa Acid
 Gây ra do khí thải 
nhiên liệu dầu mỏ. 
 Giải phóng Sulfuric 
Dioxide (SO2), 
nitrogen oxides (NOX) 
vào khí quyển. 
 Gặp mưa rơi vào đất 
dưới dạng nitric và 
sulfuric acids. 
Sự hình thành mưa acid
Nguồn gốc hình thành độ chua 
của đất
• 5. cây hấp thu các 
cation base. Cation 
base là nguồn cung cấp 
OH- cho dung dịch đất.
• Ca++, Mg++, K+, = 
• Khi được cây hấp thu, 
nên giảm dần khả năng 
cung cấp OH- cho dung 
dịch đất.
• Ion H+ được giải phóng 
vào dung dịch đất.
Dinh dưỡng
Rễ tiết ra
Rửa trôi
6. cation base bị rửa trôi -
Giảm khả năng cung cấp 
OH- để trung hòa H+
Ca++ + 2 H20 ---> Ca(OH)2 + 
2H+
-----> Ca++ + 2OH-
Rửa trôi base
4. mưa Acid
SO2 +OH → H2SO4 → SO4
-- + 2 H+
NO2 + OH → HNO3 → NO3
- + H+
Độ chua của đất & sinh trưởng của cây 
trồng
• Độ chua của đất là yếu tố môi 
trường chính hạn chế sự sinh 
trưởng của nhiều loại cây 
trồng. 
• trên 40% diện tích đất canh tác 
là đất chua. 
• Ngoài ra, mưa acid cũng là yếu 
tố làm gia tăng sự hóa chua 
của đất.
• ion Aluminum (Al) hòa tan khi 
pH thấp. Đây là yếu tố gây độc 
chính cho cây trồng khi pH đất 
thấp.
Đất chua 
Đất chua
• Sự hóa chua của 
đất là 1 tiến trình tự 
nhiên
• Quản lý đất chua 
không đơn thụần là 
việc bón vôi, mặc dù 
bón vôi có hiệu quả 
trong nhiều trường 
hợp. 
• Sử dụng đất chua 
=nâng cao khả năng 
sản xuất của đất, 
vấn đề cung cấp 
nước, và tốc độ hóa 
chua. 
Đất phèn
• Đất phèn được hình 
thành từ sự oxi hóa 
khoáng Pyrite 
(FeS2), khoáng trầm 
tích của thực vật 
rừng ngập mặn, khi 
oxi hóa hình thành 
sulfuric acid. 
• acid phá hũy sét 
alumino-silicate và 
giải phóng 
aluminum tự do, gây 
độc cho cây trồng, 
thủy sinh vật. 
Màu đỏ trong nước, gây ra do 
Fe bị oxi hóa
• Đất phèn là lọai đất rất 
chua (pH< 3.0)
Khả năng đệm của đất
Khả năng chống lại sự thay đội đột ngột của 
pH.
Nồng độ H+ trong dung dịch rất thấp so với 
“H+, Al 3+” hấp phụ trên bề mặt hạt keo (tiềm 
tàng)
 khi H+ trong dung dịch đất được trung hòa 
(do bón vôi), ngay lập tức H+ từ bề mặt keo 
đất đựoc giải phóng để bù đấp lượng H+
được trung hòa.
 khi CaCO3 được bón vào đất để trung hòa 
H+.
CaCO3 = vôi (dolomite = MgCO3 & CaCO3)
Tại sao cần phải bón vôi cho 
đất chua
1. chất dinh dưỡng dễ hòa tan 
hơn (có sự tương quan giữa 
sự hòa tan các chất dinh 
dưỡng và pH)
2. cải thiện cấu trúc đất
3. cung cấp chất dinh dưỡng 
cho cây (Ca, Mg)
4. thúc đẩy sự phát triển của vi 
sinh vật hứu ich
5. trung hòađộ chua do phân 
bón gây ra
6. giảm độc chất (các kim lọai 
hòatan mạnh khi pH thấp)
Lượng vôi cần bón phụ thuộc 
vào sa cấu đất
1 2 3 4 5 6 7 8 9
pH đất
7
6
5
4
% OM CEC
cát 2.5 5
thịt pha cát 3 12
thịt 4 18
sét-thịt 5 25
Ví dụ
• Tính lượng CaCO3 bón vào đất sau đây 
để nâng BS lên 90% 
• Đất có CEC = 17meq/100g và BS = 32%
• 90% - 32% = 58% BS cần nâng lên
• 0.58 x 17 meq/100g = 9.86 meq/100g H+
để trung hòa hay meq Ca++ cần
• hay (9.86 X 50mg CaCO3/100g = 
493mgCaCO3/100g)
• .493g/100g = X / 2,400,000kg hay X = 
11832kg CaCO3.
Xác định pH
• Độ chua họat động = đo pHH2O
• Độ chua trao đổi =đo pHKCl
• Độ chua thủy phân= trích bằng 1 muối 
thủy phân (kiềm mạnh).