miniatura|Scambi catiònich La capacità de scambi catiònich (despèss scurtada con CSC) a l’è la quantità de cation che pòden vèss scambiàa, esprèssa in cmol(+)/Kg de soeul succ, che on material, ciamàa scambiador, dotàa de proprietàa dE adsorbiment el pò trattegnì per scambi iònich. El scambi iònich a l’è vun di meccanismi principàj cont i quàj el terrén el tratten e ‘l ghe mètt a dosposizión aI piant e ai microrganismi di element compagn del calcio, del magnesio, del potàssi, del'azòto amoniacàl, e per quèst la CSC a l’è on ìndes de la fertilità chimica del terrén.
Adsorbiment catiònich
L'adsorbiment o scambi catiònich a l’è on procèss reversìbil de superfice che ‘l succéd in su la superfice de contàtt infra on materiàl sòlid dotàa de proprietà de scambi, e 'na soluzion de saj.
In del terrén, el scambiadór a l’è rappresentàa de l’insèma di partìcol sòlid che gh’hànn di grandèzz minor de 0,1 μm, bon de fa el mestée di collòid idròfil elèttronegativ; quèj partìcol chì hinn comprés ind la class de la tessidura del terren de la tèrra crea e hinn rappresentàa perlopù de l’humus e di mineràj creós vèr e pròppi (montmorilloniti, vermiculiti, illiti, ecc.). Per di valór del pH alt, i fànn el lavorà di collòid elettronegativ anca i idròssid de fèr (goethite, lepidocrocite) e de allumini (gibbsite) e i mineraj creòs del grùpp de la caolinite, ma in condizioni ordinari quèj mineràj chì gh’hànn ‘na capacità de scambi catiònich bassìssima e laoren ‘me di collòid elèttropositiv. La superfice totàl di collòid elèttronegativ a l’è de sòlit ciamada complèss de scambi.
La soluzion di saj in del terrèn a l’è inveci l’acqua che l’impienìss i spazzi de mèzz del terrén e i saj mineràj deslenguàa denter; a l’è ciamada donca soluzion circolanta.
L'interazion infra i cation e ‘l complèss de scambi l’è rappresentada di fòrz de attrazion elettrostatica ch ‘a hinn minga specifich. In realtà, i catión deslenguàa denter ind la soluzion circolanta hinn idratàa, o ben gh’hànn intorna on strat pu o manc spèss de molécol de acqua; el spessor de quèll strat chì e ‘l numer càregh elèttrich fànn de manera che el scambi catiònich el faga la selezión di catión.
La capacità de scambi catiònich de on scambiadór la dipend soratùtt de la densità di caregh elèttrich negativ in su la superfice. L’origin de quèj càregh chì la pò vèss vuna de quèsti chì.
Collòid organich miniatura|La struttura tetraedrica del SiO4. I caregh negatìv se originen de la spartizion di grupp funzionàj àcid, travèrs el slontanament de on ion idrògen. Di grupp funzionàj hinn per esempi tucc i grupp carbossilich (-COOH), e i grupp ossidril (-OH) di fenòl:
-COOH → -COO- + H+
-OH → -O- + H+
I proprietàa àcid de quèj grupp chì hinn pussée marcaa per i carbossìl, inveci i grupp fenòlich ciapen part a la formazion de caregh negatìv superciàj soratùtt per di valor elevàa del pH.
Mineraj creós link=Special:FilePath/Struttura_illite_mica.jpg|miniatura|Struttura 2:1 (TOT) de on mineràl creós. I caregh negatìv che gh’è in di mineràj creós pòden ‘vègh divèrsi origin:
Presenza de ion ossidrìl in su la superfice de la graticola (ciamàa grupp idròssid de bòrd). L'element strutturàl di fillosilicaa (che infra de lor gh’è i mineràj creós) a l’è el tetraedro [SiO4]4- polimerizzaa cont on rappòrt Si:O di 1:2,5. In alter paròll, trii di caregh negatìv hinn neutralizzàa per mèzz de la condensa del tetraedro insèma de alter trii, cont el spartìss i ion ossìgen, inveci, la quarta l’è neutralizzada de la condensa del pian di trii tetraedri cont on pian ottaedrich de brucite o de gibbsite. De fianch di pian tetraedrich la polimerizzazión la se blòcca e inscambi de l’ossigen gh’è i grupp idròssid, che pòden spartìss e de conseguenza ingenerà di caregh elèttrich negatìv In realtà la proprietà acida di grupp -OH de fianch di tèrr crea a l’è debolissima per via de la spiccada proprietà anfòtera de l'acqua e di grupp idròssid. Quèsti siti chì se spartissen domà cont on pH maggior de 7, per quèst in di terrén nèuter e in di terrén àcid ghe partècipen minga a la formazión di caregh negativ.:
SiO3-OH → SiO3-O- + H+
Sostituzion isomòrfa del silice con l'alumini ind el strat tetraedrich. La sostituzion de on tetraedro [SiO4]4- cont on tetraedro [AlO4]5- l’ingenera on eccèss de carega negativa che la pò vèss neutralizzada con di sostituzion isomòrfi invèrs in del pian ottaedrich, con l’adsorbiment o la fissazion di catión metallich o con la cloritizzazión, o ben la successión de on strat 2:1 cont on strat ottaedrich elèttropositiv. Ind on ambient fortement àcid quèj caregh chì hinn neutralizzàd di ion idrògen.
La densità di caregh elèttrich negativ la dipend, a bon cunt, de du fattór: la natura di caregh e ‘l pH del terren. In fonzión de la natura di càregh, la densità l’è relativament bassa se i caregh hinn originàa in prevalenza de la rottura di graticol cristallìn (es. caolinite), l’è in media alta a hinn originàa de on alt numer de sostituzion isomòrfi silicio-alumini (es. montmorillonite), l’è molto alta se hinn originàa de la spartizion ionica di grupp funzionaj organich (es. humus). De conseguenza la CSC a l’è in gener pussée alta in di scambiadór organich e pussée bassa in quèj mineràj e, quant ai collòid mineràj, l'è pussée alta in di mineràj creós ricch de sostituzion isomòrfi (vermiculiti, montmorilloniti) e pussée bassa in di fillosilicaa primari (Tabèlla 1). A gh’è poeu anca de dì che, in ambient àcid on quàj mineràl creós, compagn di caoliniti, el pò fà el lavorà di collòid elèttropositiv per via di sò proprietà molto anfòter di grupp idròssid e del bass grad di sostituzion isomòrfi de la graticola cristallina. Infra i scambiador mineràj, on comtèégn particolàr l'è quèll di zeoliti, 'na famiglia di tèttosilicàa: quèj mineràj chì gh'hànn 'na CSC compagna de quèll de l'humus e che la sortìss de la struttura particolar de de l'alt grad de sostituzion isomòrta infra el silicio e l'allumini.
Tab. 1 - Gamma di valór de la CSC d’on quai scambiadór raportàd in letteraduraScambiatoreCSC (meq/100g)FonteScambiadorCSC (meq/100g)SorgentHumus300-500Belsito et al. Op. cit., p. 283.Palygorskite66-73ZeoliteGruppo sensu lato200-400Halloysite40-50Belsito et al. Op. cit., p. 261.Allofane100-250Palygorskite18-40HectoriteMinerale sensu stricto145-165Illite10-40Vermiculite100-150Clorite10-40Montmorillonite80-150Caolinite0-15
Corelazión tra el pH e la capacità de scambi A parità di condizion la reazion del terren la fa on lavorà fondamentàl: i collòid elettronegatìv del terrén, sia orgànich sia mineraj gh’hann di proprietà anfòter e fànn el mestée di àcid e di bas déboj. In di condizion tipich del pH del terren, l'humus e i mineraj creós fànn el lavorà di acid débol e, donca, di collòid elettronegatìv, inveci i idròssid de fèr e de alumini fànn el mestée di bas dèbol e, donca, di collòid elettropositìv:
Tèrra crea-H + Me+OH- → Tèrra crea-Me+ + H2O
Al-OH + X-H → Al-OH2+X-
Con la sbassada del pH el grad de spartizion di collòiod elèttronegativ el se sbassa, e ‘l tend vèrs el pont isoelèttrich, per quèst la densità de càrega negativa la se redùss parècc ind on ambient àcid. El ne sortìss che la CSC de on terrén o d’on qualsesia scambiadór la va su quand che ‘l pH el va su (la sbassada de la concentrazión di ioni H+ la spòsta l'equilibri vèrs sinistra) e la diminuìss con la sbassada del pH (l'aument de la concentrazione di ion H+ el spòsta l'equilibri vèrso drizza):
Tèrra crea-Me+ + H+ → Tèrra crea-H + Me+
Valutazion de la CSC di terrén In del terrén la presenza di partìcol che gh’hànn di proprietà de scambi l’è domà ‘na part di tucc di granìtt de la tèrra crea, per quèst i valór de la CSC che se nòten hinn molto pussée bass. In quèj condizion chì la CSC a l’è determinada, oltra che de la natura del scambiador e del pH, anca del tenór de tèrra crea. La CSC, generalment al’è putòst bassa in di terreni minga compàtt, che ghe ‘n’hànn denter pòch de collòid, e in quèj di region tropicàj, de sòlit ricch de mineràj creós cont ona proprietà de scambi piscinina (caoliniti) e in pratega senza sostanza organica. La CSC la raggiòng di valór relativament alt in di terrén creós di zòn temperad, soratutt se hinn ben dotàa di mineraj di grupp de la vermiculite e della montmorillonite. Tuttamanch i valór pussée alt de la capacità de scambi catiònich hinn quèj di terrén dotàa de tanta sostanza organica, con di livèj estrèmmament alt in di terrén torbós.
La classificazión di terrén segond la CSC la ven raportada ind la tabèlla 2. Generalment di valor relativament alt, comprés infra 15 e 50 meq/100g se troeuven in di terrén creós dotàa de collòid che gh’hànn ‘n’alta capacità de scambi, inveci in di terrén de alt tenór de sostanza organica a se pòden superà anca i 100 meq/100g. Quèsti indicazion chì gh’hann tuttamanch domà on valór orientatìv perché tutt el discórs el dipend del tipo de collòid mineraj e, soprattùtt, de la reazión del terrén.
Tab. 2 - Valutazion de la CSC di terrénValutazionCSC (meq/100g)Bassamen di 10Media10 - 20Altade là de 20
Determinazion de la CSC La determinazion de la capacità de scambi catiònich l'è 'na procedùra d’abitùdin de l'analisi del terrén. Quèll parametro chì, defàtt, el permètt di fà ‘na primma valutazion de la dotazion potenziàl di element nutriént del terrén e la mètt el fondament per tirà in pee ‘na giusta tècnica de ingrassadura, de manera de evità di fenòmen de mancanza e anca di pèrdit possìbil per slavaggiament e de conseguenza l'inquinament di àves.
El princippi in sul quàl la determinazion l’è fondada l'è la capacità de residuv bàsich d’on elettrolìt che 'l gh’hà dent on sal specìfich; in quèlla fase chì se doperen di procedùr standard ‘me per esempi la tamponada del pH a on cèrt valór de riferiment e el trattamént meccànic (agitazión, centrifugazión). In del cors del trattament el residuv bàsich del sal, che l’è fàa su de on catión, el ciapa el pòst di catión adsorbìd che vann in soluzión. In su l’estràtt che ‘l ven trattàa, vegnen fàa di determinazion specifich, compagn, per esempi, de la titolazion in volùmm d’on reagént dopràa che ‘l vanza, che permètten de trà foeura el valór de la capacità de scambi con l’aplicà i fórmol specifich del métod dopràa.
Ògni métod el gh’hà di errór sistematich che pòden falsànn l’interpretazión. I divèrsi métod, defàtt, fornìssen di risultàa divèrsi in fonzión de quèj fattòr chì:
L'estrazion la trà via a la fàcil i bas de scambi, tuttamanch pòden vèssegh di difficoltà in del trà via i ion alumini e de conseguenza ‘na sòtastima de la CSC in di terrén àcid. La capacità de portà via del complèss di scambi la varia segond el sal dopràa. El trattament, in gener el pòrta a la solubilizzazion del calcàr, per mèzz de la formazión del bicarbonàa de calcio, Ca(HCO3)2, e , de conseguenza ona sorastima de la CSC in di terrén ricch de calcar. La determinazión la subìss l'influenza del pH in sul grad de spartizión di grupp idròssid de bòrd di fillosilicàa e la pò menà a ‘na sorastima di terrén acid.
Per quèj resón chì, el risultàa d’on'analisi el gh’hà de vèss semper compagnàa de l’indicazion del métod dopràa. Generalment i pòden vèssegh di errór ind l’interpretà i risultàa in di soeul molto àcid (sòtastima o sorastima) e in quèj ricch de calcàr (sorastima), inveci generalement hinn assée fidàbil i interpretazion fàa in sui risultàa ottegnùu per i soeul con ona reazión prèss a la neutralità, de già che ‘l sò tass de saturazion di bas a l’è assée elevàa e ‘l sò tenór de calcar a l’è moderàa.
I métod dopràa hinn fondà in su dò manér de frontà el problema :
Tamponà el campion a on pH de riferimént: quèlla manera chì la considera minga l’acidità del terren, per quèst la pò falsà molto i risultà ottegnùu in su di terrén àcid e su quèj ricch de caolinite.