boden tutorium

wenig nach viel druck

Druckentlastung, Wurzeldruck, Temperatursprengung, Frostsprengung, Salzsprengung

Durch unterschiedliche Farben der minerale enstehen spannungen im stein, da sich die minerale unterschiedlich schnell erhitzen und somit sich unerterschiedlich schnell ausdehnen. 

Insel-, Ketten- , Schicht-, Gerüstsilikat 

wenig nach viel

das silikat ist nicht mehr so stabil, da das kleinere Si durch das größere Al ersetzt wird

und sich dadurch die Ladung negativer wird (Si4+ zu Al3+)

Sruktur der Sililkate(Insel oder Gerüst)

Ismorphe ersatz

Bei verknüpfenden Metallkationen steigt die verwitterungsstabilität mit der Ladung an und sinkt mit der Größe des verknüpfenden Kations.

Oxidierbare Metallionen (Fe2+, Mn2+) fördern oxidativ-hydrolytische Verwitterung 

Die Stabilität nimmt ab 

fördern oxidativ hydrolytische Verwitterung

i, b, c, h, f, g, a, d, 

Silikate, (und Quarz SiO2)

?

Die spezifische Oberfläche hängt von der größe form und oberflächenrauigkeit ab. 

Kleine plättchenförmige Partikel haben eine sehr viel größere spezifische Oberfläche als große kugelförmige Partikel gleicher Dichte.

zur spezifischen oberlähe gehört auch die innere oberläche

Da sie im vergleich zu Schluff und Sand eine höhere Spezifische Oberfläche besitzen

Bei Tonmineralen liegt der größte Teil dieser Oberfläche, ca. 80…90 %, liegt zwischen den 2:1-Schichtpaketen und wird deshalb als innere Oberfläche bezeichnet. Im Gegensatz zur äußeren Oberfläche ist sie weitgehend unabhängig von der Partikelgroße. An diese Oberflächen können jedoch nur Ionen und Moleküle adsorbieren, welche in der Lage sind, in die Zwischenschichten der Tonminerale einzudringen (z. B. Wasser, gelöste Ionen)

Durch die Fähigkeit des Ionen austausches aufgrund des chemischen Aufbaus von Tonmineralen und organischen Substanzen durch Isomorphen ersatz ensteht negative Überschussladung (permanente Ladung) 

Die variable Ladung ist ph abhängig und entseht durch das Vorhanden sein von OH- molekühlen

Permanente Oberflächenladung: 

Negative permanente Oberflächenladung entsteht durch isomorphen Ersatz von höherwertigen durch niederwertige Kationen in Tetraeder- oder Oktaederschichten der Schichtsilicate

Diese strukturelle Ladung wird durch Kationen in den Zwischenschichten und an den äußeren, basalen Flächen der Schichtsilicate ausgeglichen.

Variable Oberflächenladung:

Viele Minerale besitzen an ihren Oberflächen OHGruppen, welche Protonen (und damit positive Ladungen) aufnehmen bzw. abgeben können. Dazu gehören vor allem die Oxide und Hydroxide von Fe, Al, Ti, Si und Mn, aber auch die Kanten der Tonminerale, an deren Oberflächen sich ebenfalls reaktive OHGruppen befinden. Bei niedrigen pH-Werten (hohe H+-Aktivit.t in L.sung) sind die Oberfl.chen auf Grund der Adsorption von Protonen st.rker positiv geladen, bei hohen pH-Werten (geringe H+-Aktivit.t in L.sung) dagegen st.rker negativ. Neben dem pHWert wird die Protonierung und damit die Ladung der Oberfl.chen auch durch die Ionenst.rke beeinflusst. Diese Art der Ladung wird deshalb als variable Ladung bezeichnet.

Variableladung Ladung

Die Variableist vom pH wert des bodens abhängig den eine saure umgebung enthält mehr undissozierte OH Gruppen deshalb steigt das aufnahme vermögen von Kationen. 

Die Variable  Ladung ist besonder wichtig bei Organischen substanzen

Die gesamte Ladungsmenge an Kationen, die ein Boden in austauschbarer Form adsorbieren kann, entspricht der effektiven Kationenaustauschkapazität (KAKeff, in cmolc kg–1). Sie wird aus der Summe der Ladungen aller austauschbaren Hauptkationen (Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Al3+, H+) beim aktuellen pHWert des Bodens bestimmt.

Was sind die wichRgsten Einflussfaktoren, die die KAKeff besRmmen? 

• Gehalt und Art an Tonmineralen (Bodenart)

• pH-Wert

• Gehalt an humifizierter organischer Substanz 

effektiven Kationenaustauschkapazität

potenzielle Kationenaustauschkapazität (KAK eines Bodens in einer gepufferten Lösung bei pH 7 bis 8)

Die Kationen Ca2+, Mg2+, K+ und Na+ werden in der Bodenkunde oft als basische Kationen (oder Base-Kationen) bezeichnet, obwohl sie selbst keine Basen sind. Der Begriff bezieht sich vielmehr darauf, dass die Hydroxide dieser Kationen (z. B. NaOH, KOH) starke Basen sind. Die Kationen H+(bzw. H3O+) und Al3+ werden als saure Kationen bezeichnet. Al3+-Ionen in einer wässrigen Lösung wirken als Säure, weil sie durch Hydrolysereaktionen Protonen freisetzen können.

Adsoprtion: Anlagerung von Ionen an Bodenpartikel

Desorption: Ablösung von Ionen der Bodenpartikel

Sorbat = gelöste/gasförmige Ionen oder Moleküle

Sorbent = Oberflächen von Festphasen

o,oooooo1 = 10^-8

ph + poh = 14 

?

siehe bild

zwei und drei Schichttonminerale

1:1 und 2:1

Vermiculit nimmt Kalium auf dardurch wird das Kalum fest fixiert. 

Aufnahme erfolgt sehr schnell und K-Ionen werden fest eingebaut

Abgabe sehr langsam Nähstoff steht Pflanzen zunächst nicht zur verfügung

Sand: Quarz, Feldspäte und Glimmer

Schluff: Quarz, Feldspäte und Glimmer

Ton: Tonminerale, Metalloxide

Nein, gute wasser und nährstoff halte fähigkeit

b textur

A

i,k,d,s,g

Wasserstoff und Sauerstoff

Auf diese Weise lösen sich die meisten Alkali- und Erdalkalichloride, -sulfate und –nitrate. 

Fe

?

h,s,v,i,k,or,o

groß zu klein

pH, organische substanz (je nachdem wie verwittert), bodenart in bezug auf tonminerale

diffusion