X
تبلیغات
مهندسی علوم خاک
آزمایش های تجزیه خاک-گیاه-آب
http://integrals.wolfram.com/index.jsp
+ نوشته شده در  دوشنبه بیست و هفتم اردیبهشت 1389ساعت 0:25  توسط محمود سیفی | 

ماهیت فشار اسمزی

غشایی مانند سلوفان که برخی از مولکولها ، نه همه آنها ، را از خود عبور می‌دهد، غشای نیمه تراوا نامیده می‌شود. غشایی را در نظر می‌گیریم که بین آب خالص و محلول قند قرار گرفته است. این غشا نسبت به آب ، تراوا است، ولی «ساکارز» (قند نیشکر) را از خود عبور نمی‌دهد. در شروع آزمایش ارتفاع آب در بازوی چپ لوله U شکل برابر با ارتفاع محلول قند در بازوی راست این لوله است. از این غشا ، محلولهای قند نمی‌توانند عبور کنند، ولی مولکولهای آب در هر دو جهت می‌توانند عبور کنند.

در بازوی چپ لوله فوق (بازویی که محتوی آب خالص است)، تعداد مولکولهای آب در واحد حجم بیش از تعداد آنها در بازوی راست است. از اینرو ، سرعت عبور مولکولهای آب از سمت چپ غشا به سمت راست آن بیشتر از سرعت عبور آنها در جهت مخالف است. در نتیجه ، تعداد مولکولهای آب در سمت راست غشا بتدریج زیاد می‌شود و محلول قند رقیق‌تر می‌گردد و ارتفاع محلول در بازوی راست لوله U زیاد می‌شود. این فرایند را اسمز می‌نامند.

اختلاف ارتفاع در سطح مایع در دو بازوی لوله U ، اندازه فشار اسمزی را نشان می‌دهد. بر اثر افزایش فشار هیدروستاتیکی در بازوی راست که از افزایش مقدار محلول در این بازو ناشی می‌شود، مولکولهای آب از سمت راست غشا به سمت جپ آن رانده می‌شوند تا اینکه سرانجام سرعت عبور از سمت راست با سرعت عبور از سمت چپ برابر گردد. بنابراین حالت نهایی یک حالت تعادلی است که در آن ، سرعت عبور مولکولهای آب از غشا در دو جهت برابر است.

اسمز معکوس

اگر بر محلول بازوی سمت راست ، فشاری بیش از فشار تعادلی وارد شود، آب در جهت مخالف معمول رانده می‌شود. این فرایند که «اسمز معکوس» نامیده می‌شود، برای تهیه آب خالص از آب نمک‌دار بکار می‌رود.

تشابه اسمز و نفوذ

بین رفتار مولکولهای آب در فرایند اسمز و رفتار مولکولهای گاز در فرایند نفوذ ، تشابهی وجود دارد. در هر دو فرایند ، مولکولها از ناحیه غلیظ‌تر به ناحیه رقیق‌تر نفوذ می‌کنند.

معادله وانت هوف

یاکوب وانت هوف در سال 1887 رابطه زیر را کشف کرد:
Πv=nRT


که این رابطه برای محلولهای ایده‌آل می‌باشد. در این رابطه ،
π فشار اسمزی (برحسب اتمسفر) ، n تعداد مولکولهای ماده حل شده در حجم V (برحسب لیتر) ،T دمای مطلق و R ثابت گازها (0،08206L.atm/K.mol) است. تشابه بین این معادله و معادله حالت یک گاز ایده‌آل ، کاملا مشخص است. این رابطه را می‌توان به صورت زیر نوشت:
Π= MBRT


که در آن
M__ مولاریته محلول است. وانت هوف به خاطر این کشف ، جایزه نوبل شیمی سال 1901 را از آن خود کرد.
+ نوشته شده در  جمعه بیست و چهارم اردیبهشت 1389ساعت 20:25  توسط محمود سیفی | 

مفاهیم اولیه غلظت

شیمیدانان غلظت موادحل شده درمحلول رابه طریق گوناگون بیان می کنند.

غلظت مولی: تعداد مولهای حل شده در یک لیترازمحلول راگویند.

نرمالیته: تعداد اکیوالان گرمهای موجوددریک لیترازمحلول را گویند.

 

تیتراسیونهای تشکیل رسوب

تشکیل رسوب را می توان به عنوان اساس تیتراسیون به کار برد مشروط بر اینکه پس از افزایش میزان استو کیومتری از جسم تیتر کننده راهی مناسب برای تعیین مقدار وجود داشته باشد همچنین لازم است که پس از افزایش تیترکننده سیستم سریعا" به حال تعادل برسد اگر چه روش های تیتراسیون رسوبی توسعه ی زیا دی یافته اند ولی تیتراسیون یونهای هالید(کلرید وبرمید) با نقره1+ ازمهمترین انها به شمارمی روند.

اهمیت تیتراسیون ها تشکیل رسوب در اندازه گیری یون های کلرید وبرمید ویون نقره به قدری زیاد است که به تیتراسیون های نقره سنجی نیز معروف است در این تیتراسیون ها نیترات نقره استفاده میشود و در طول زمان تیتراسیون یک رسوب ایجاد می گردد .

استاندارد کردن نقره نیترات

تعیین فاکتور نیترات نقره برای اینکار از سدیم کلرید که تشکیل رسوب سیند می دهد استفاده می شود پتاسیم کرمات به عنوان شنا سا گر که با نقره تشکیل رسوب قرمز اجری می دهد .پایان تیتراسیون

کلسیوم کربنات محلول را در اطراف خنثی بافر می کند چون واکنش باید در محیط خنثی یا قلیایی ضعیف انجام شود .

نرمالیته نیترات نقره

N=(0.5/58.44)/17.4×10-3=0.048

 


 


تعیین یون کلرید به روش مور

نکات روش مور :

روش مور را می توان برای اندازه گیری نقره کلرید ها وبرومید ها به کار برد برای اندازه گیری یدید ها تیوسیانات ها به دلیل پدیده ی جذب مفید نمی باشد روش تیتراسیون همیشه یکسان است .به طوری که همیشه محلول نیترات نقره درون بورت ریخته میشود.

در این روش تیتراسیون باید در محیط خنثی ویا قلیایی ضعیف انجام می شود ودر دمای محیط .

-----------------------------------

رسوب سفید      قبل ازنقطه اکی والان

Cl-+Ag+==>Agcl

-----------------------------------

بعداز نقطه اکیوالان

Ag++cro4-==>Agcro4

رسوب قرمزاجری

-----------------------------------

Mg AgNO3=5×0.048×35.45×10=85.08

-----------------------------------


استاندارد کردن پتاسیوم تیوسیانات

-----------------------------------

قبل از نقطه هم ارزی

SCN-+Ag+==>AgscN

رسوب سفید رنگ.

-----------------------------------

بعداز نقطه هم ارزی

SCN-+Fe3+==>Fe(SCN)2+

کمپلکس قرمزرنگ.

-----------------------------------

N1V1=N2V2   // 0.05×10=N2×10.1    //    N2=0.0495

-----------------------------------

تعیین یون کلرید به روش ولهارد:

مرحله6:اگر حلالیت رسوب هالید نقره کمتر از تیوسیانات نقره باشد مازاد نقره را می توان مستقیما"باپتاسیم تیوسیانات تیتر نمود این مورد در حالتی است که هالیدوبرمید یا یدید باشد صادق است .ولی حلالیت کلرید نقره بیش از نیوسیانات نقره بوده است وباید با صاف کردن ان را جدا نمود تا حین تیتراسیون به تیوسیانات نقره تبدیل نگردد .

برای سرعت عمل می توان به جای صاف کردن رسوب کلرید نقره به محلول نیتروبنزن یا تتراکلریدکربن با نیتروبنزن سبب انقعاد وپوشیده شدن رسوب کلرید نقره گردیده به طوری که از واکنش ان با لایه ابگین محلول درحین تیتراسیون جلوگیری می نماید مازاد نیترات نقره در لایه ابگین باقی مانده وتوسط تیوسیانات نقره استاندارد تیتر میگردد.

-----------------------------------

مازادواضافی

CL-+Ag+==>Agcl+Ag+

-----------------------------------

قبل از نقطه اکیوالان

Ag++SCN-==>AgSCN

-----------------------------------

بعد ازنقطه اکیوالان

Fe3++SCN-==>Fe(SCN)2+

کمپلکس قرمزرنگ.

-----------------------------------

Mg  cl-=[(0.05×20)-(0.0495×16.15)]×35.45×10=71.98

-----------------------------------

نکات روش ولهارد :

در اندازه گیری یدونقره باید معرف یون فریک پس از افزایش نیترات نقره اضافی به محلول انجام شود در غیر این صورت مطابق واکنش اهن فریک مقداری ید در داخل محلول ازاد کرده ومانع انجام واکنش می شود.

یکی از بزرگترین محاسن روش ولهارد انست که می توان ان را جهت اندازه گیری هالید ها در محلول هایی که نسبتا"اسیدی قوی هستند به کار برد در حالی که در روش مور در این زمینه محدودیت وجود دارد.

 

گراوی متری:

تجزیه وزنی بر مبنای اندازه گیری وزن یک ماده با ترکیب معلوم که ارتباط شیمیایی با ماده مورد تجزیه وارد استوار است وممکن است به روش های زیر صورت گیرد :

1-طریقه رسوب دادن: توسط اضافه کردن یک معرف جزءمورد نظر را از بقیه اجزابه صورت رسوبی که ترکیب شیمیایی ان معلوم است جدا می کنند.

2-روش های تبخیری: اجسامی که دارای اجزای فراری چون H2O,CO2

هستند حرارت داده وگاز حاصله داده را به وسیله جاذب جذب می کنند .

3-روش الکترولیتیک: توسط عبور دادن جریان الکتریکی در کاتدرسوب داده.

معرفهای رسوب دهنده آلی رابه دو دسته تقسیم می کنند:

1-      رسوباتی نظیر رسوبات معدنی تشکیل می دهند یعنی نوع اتصال الکترووالانس است مانندیون اکسالات.

2- عوامل کی لیت سازکه اتصال کئوردینانس بایون مورد نظر ایجادمی کنندنظیردی متیل گلی اکسیم.

 

 

تعیین نیکل در فولاد

اساس این روش واکنش ملح نیکل با محلولDMGدرمحیط امونیاکی وتشکیل رسوب قرمزNi(DMG)2می باشد این رسوب در اسیدهای قوی حل می شود بنابراین در محیط های اسیدی کاملا رسوب نمی کند.

-----------------------------------

رسوب قرمزرنگ

Ni2++2DMG=>Ni(DMG)2

-----------------------------------

X=0.1057×0.2032=0.0214==>mg Ni2+=0.0492

-----------------------------------

تیتراسیون های اسید باز:

یا تیتراسیون های خنثی شدن واکنش بین یک اسید باز اتفاق می افتد.قدرت یک اسید باز به درجه تفکیک ان بستگی دارد اسیدوباز های قوی رامی توان صددرصد تفکیک پذیر دانست. در صورتی که اسیدوبازضعیف به طورناقص تفکیک می شوند.

تیتراسیونهای اسیدهاوبازهای معدنی والی همند منتهی در اسیدوبازهای الی غالبا"به جای حلال ابگین از حلالهای غیر ابگین استفاده میشود.

استاندارد کردن سود:

برای این کاراز پتاسیم هیدروژن فتالات که یک اسیدضعیف است استفاده می شود. یا بنزوئیک اسید(C6H5cooH)واگرالیک اسید (H2C2O4,2H2O ) را می توان نام برد.

 

اندازه گیری اسید فسفریک:

بااستفاده ازسوداستاندارد نقطه اکی والان اول ودوم ان بدست می اوریم.

H3PO3+NaOH==>NaH2PO4+H2O  

H3PO4+2NaOH==>Na2HPO4+2H2O

mg H3PO4=10.9×0.096×98×5=512.736

mg H3PO4=22.2×0.5×0.096×98×5=522.144

 

اندازه گیری اسیدبوریک

اسیدی ضعیف است مستقیما باسود تیتر نمی شودبنابرین ازگلیسرین که الکلی سه ارزشی اشباع است به عنوان قوی کننده اسید استفاده می شود.

mg H3BO3=8×0.096×62×4=190.464


استانداردکردن اسیدکلریدریک

برای اینکارازسدیم کربنات یا بوراکس که جرم مولکولی بالاوقابل بازیافت وجاذب اب نیست استفاده میشود.

 

اندازه گیری مخلوط کربنات وبی کربنات

اگرمحلول سدیم کربنات از ابتدا در حضور معرف متیل اورانژتیتر شود مطابق معادله ی زیر دو مول HCIبه ازای یک مول Na2CO3مصرف می گردد.

ولی درحضور معرف متول فتالین مقدارHCIمصرف شده نصف مقدار قبلی خواهد بود.

بنابراین می توان گفت که در حضور متل فتالین فقط نصف سدیم کربنات تیتر می شود.

Mg co32-=10.2×0.0941×0.5×60×5=143.973   

mg HCO3-=(15-10.2)×0.0941×.5×60×5=67.752

منحنی تیتراسیون اسیدکربنیک توسط محلول سودعکس نمودارسنجش سدیم کربنات توسط HCLرانشان می دهد.

 

 

تیتراسیونهای اکسیدواحیا

براساس انتقال الکترون استوارند اگرگونه ای الکترون بگیردکاهش یافته وازدست بدهداکسایش یافته است.این واکنشها بازگشتی بوده ودر شیمی تجزیه حائزاهمیتند.

 

استانداردکردن پرمنگنات پتاسیم

خود پرمنگنات به عنوان شناساگر عمل می کند.این واکنش کند است برای افزایش سرعت حرارت می دهیم که باعث خروجCO2میشودوطبق اصل لوشاتلیه واکنش به سمت راست جابهجا میشود.

2Kmno4+5H2C2O4+3H2SO4==>2Mnso4+K2SO4+10CO2+8H2O

 

منگانومتری

به تیتراسیونهایی که از پرمنگنات پتاسیم به عنوان تیترانت استفاده می شود منگانومتری می گویند.

mg Ca2+=11×0.097×126.07×4=538.06

 

استاندارد کردن محلول تیوسولفات وتعیین مس به روش یدومتری غیر مستقیم

نشاسته که کمپلکسی ابی با یون تری یدید تشکیل می دهدبه عنوان شناساگر دراواسط تیتراسیون اضافه می شودزیرا در اوایل تعدادی ازمولکولهای نشاسته به وسیله ی ید تجزیه می شود.

2cu2++4I-==>2CUI+I2 N Na2S2O3

KIO3+5KI+6HCL èI2+6HCL+3H2O


تعیین مس در برنج

الیاژی ازمس وروی است.

mgcu=9.5×0.011×128.93×4=53.89

 

تیتراسیون های تشکیل کمپلکس

بسیاری از یونهای فلزی باگروههایی که دارای زوج الکترون هستند ترکیبات کئوردیناسیون یا یونهای کمپلکس به وجود می اورند.

اتیلن دی امین تترااستیک اسید (EDTA)یک لگاند شش دندانه.

کمپلکسهایی که در انها لیگاندهای چند دندانه اطراف یون فلز را گرفته باشند اصطلاحا" کمپلکسهای کی لیت خوانده میشوند.

N1V1=N2V2 //   0.01×2×10=M2×2×10.2   //   M2=0.0098

اندازه گیری سختی اب

سختی اب ناشی از املاح کلسیم و منیزیم موجوددر ان می باشد.

سختی موقت :ناشی ازکربناتها وبی کربناتهای ca,mgمی باشدکه با جوشانیدن ازبین می رود.

سختی دائم :غیراز کربنات وبی کربنات   کلسیم ومنیزیم میباشد که با جوشا نیدن از بین نمی رودوبرای برطرف کردن کر بنات سدیم می افزاییم.

Ca2++Na2co3==>CaCO3+2Na+

Mg2++Na2co3==>MgCO3+2Na+

PPM CaCO3=18.5×0.01×100×20=370

 

 

 

 

 

تعیین کلسیم در حضور منیزیم

دی اتیل امین پی اچ محیط رادرحدود12نگه می دارد که در پی اچ بالا کمپلکس منیزیم تشکیل نمی شود. بنابراین فقط کلسیم تیتر می شود. کلسیم ومنیزیم را می توان به راحتی درصورتی که جدا از هم باشند درحضور معرف اریوکروم بلاک تی به طورمستقیم با محلول ادتا استاندارد اندازه گیری کرد.

PPM CaCO3=10.5×0.01×100×20=210

اندازه گیری سرب با ادتا

با استفاده از تیتراسیون برگشتی تشکیل کمپلکس اندازه گیری می شود.

Mg Pb2+=[(20×0.01)-(14.5×0.01)]×207.19×4=45.5818

 

تعیین اهن با پتاسیم دی کرومات

مزیت تعیین اهن با دی کرومات در این است که در این روش یون کلرید موجود درمحلول ایجاد اشکال نمی نماید.

علت افزایش کلرید قلع کاهش یون فریک میباشد.

Fe3++Sn2+==>Fe2++Sn4+

علت افزایش کلرید جیوه واکنش با کلرید قلع اضافی است.

Hg2++Sn2+==>Hg++Sn4+

 

 

منبع: وبلاگ http://cht.blogfa.com

 

+ نوشته شده در  دوشنبه سیزدهم اردیبهشت 1389ساعت 0:59  توسط محمود سیفی | 

محلول درصد جرمی

محلولی است که در آن مقداری ماده حل‌شونده در 100 گرم محلول ، حل شده باشد.


100*جرم محلول/جرم ماده حل شونده = درصد جرمی

در صورت و مخرج باید از یک نوع یکای جرم استفاده شود. یعنی هر دو باید برحسب میلی‌گرم ، گرم یا کیلوگرم بیان شوند. مثلا ، بر روی بر چسب محلول شست وشوی دهان نوشته می شود: "محلول استریل سدیم کلرید 9/0 درصد برای شستشو". عبارت "سدیم کلرید 9/0 درصد" یعنی در 100 گرم از این محلول 9/0 گرم سدیم کلرید وجود دارد و بقیه آن آب است.

برای محلول‌های بسیار رقیق ، معمولا غلظت بر حسب قسمت در میلیون (ppm) بیان می‌شود.


106*جرم محلول/جرم ماده حل شونده=ppm

اگر حلال ، آب باشد و مقدار ماده حل‌شونده چنان کم باشد که چگالی محلول هم‌چنان g.mL-1 1,0 باقی بماند، در اینصورت رابطه به قرار زیر خواهد بود:


لیتر محلول/میلی گرم ماده حل شونده≈ppm

از ppm برای بیان مقادیر بسیار کم کاتیون‌ها و آنیون‌ها در آب دریا ، بدن جانداران ، بافت‌های گیاهی و میزان آلاینده‌های هوا و بطور کلی ، در مواردی که مقدار ماده حل‌شونده خیلی جزئی باشد، استفاده می‌شود.

img/daneshnameh_up/5/5c/_ggttqq_chemistry.gif

محلول گرم در لیتر (غلظت معمولی-C)

در این محلول‌ها ، مقداری ماده حل‌شونده در یک لیتر محلول وجود دارد.


حجم محلول به لیتر/مقدار ماده حل شونده به گرم= C

برای مثال ، اگر در 200 میلی‌لیتر از محلولی به اندازه 4 گرم پتاسیم کلرید حل‌شده باشد، غلظت معمولی این محلول ، 20 گرم در لیتر خواهد بود.


200ml*1 L / 1000 ml=0,2 L لیتر محلول

C=4g / 0,2 L=20 g.L-1

محلول مول در لیتر (مولار CM)

غلظت مولار رایج‌ترین روش برای بیان غلظت است و محلول مولار ، محلولی است که در هر لیتر آن ، به اندازه یک مول ماده حل‌شونده ، حل شده باشد. مانند محلول یک مول بر لیتر لیتیم کلرید که در آن ، یک لیتر محلول دارای یک مول لیتیم کلرید است.


حجم محلول (لیتر)/مقدار ماده حل شونده (مول)=غلظت مولار (M)

محلول مولال (m)

محلولی که در آن یک مول ماده حل‌شونده در یک کیلوگرم حلال شده باشد، محلول مولال نامیده می‌شود. از غلظت مولال در مطالعه خواص کولیگاتیو محلول‌ها بکار می‌رود.


مقدار ماده حل شونده (مول)/کیلوگرم حلال= غلظت مولال (m)

برای مثال ، اگر در 200 گرم آب خالص ، 0,03 مول کلرید پتاسیم حل شده باشد، مولالیته محلول عبارت خواهد بود:


200g*1 Kg/1000 g=0,2 Kg کیلوگرم حلال

مولال m=0,03(mol)/0,2Kg=0,15

محلول نرمال (N)

محلول نرمال ، محلولی است که یک اکی والان گرم ماده حل‌شونده در یک لیتر آن و یا یک میلی‌اکی‌والان گرم در هر لیتر آن حل شده باشد.


  • مفهوم اکی والان گرم: مقدار وزن اکی والان مواد مختلف طبق رابطه زیر به دست می‌آید:
    E=M/n
که M ، جرم مولکولی و n (ظرفیت) برای مواد مختلف به قرار زیر بدست می‌آید:
مقدار n برای اسیدها برابر تعداد هیدروژن‌های اسیدی و برای بازها ، برابر تعداد -OH ، برای نمک‌ها برابر ظرفیت فلز ضرب‌در تعداد فلز و برای واکنش‌های اکسایش- کاهش برابر درجه کاهش یا اکسایش است.


با بدست آوردن مقدار E (وزن اکی والان) می‌توان تعداد اکی‌والان را از رابطه زیر حساب کرد:


وزن اکی والان/جرم ماده برحسب گرم= =m/E تعداد اکی والان

در نتیجه ، نرمالیته یک محلول بیانگر تعداد اکی‌والان‌ها در یک لیتر محلول یا تعداد میلی‌اکی‌والان در هر میلی‌لیتر محلول می‌باشد. پس ، یک محلول 0,2 N نقره نیترات ، 0,2 میلی اکی والان (meq) از نقره‌نیترات در هر میلی‌لیتر یا 0,2 اکی والان (eq) در هر لیتر محلول دارد.

img/daneshnameh_up/4/45/_ggttqq_chemicals1.jpg

روابط بین محلول های استاندارد

CM=C/M

C=NE

N=CM*n

در این روابط: CM مولاریته ، C غلظت گرم در لیتر ، N نرمالیته ، M جرم مولکولی ، E اکی والان گرم و n ظرفیت است.
+ نوشته شده در  پنجشنبه نهم اردیبهشت 1389ساعت 19:24  توسط محمود سیفی | 

A

Absorption: Uptake of matter or energy by a substance

Acid soil: Soil with a pH value less than 7.0.

Acidification: Process whereby soil becomes acid (pH < 7) because acid parent material is present or in regions with high rainfall, where soil leaching occurs. Acidification can be accelerated by human activities (use of fertilisers, deposition of industrial and vehicular pollutants).

Adsorption: Process by which atoms, molecules or ions are retained on the surfaces of solids by chemical or physical bonding.

Aeration of soil: Amount of air-filled pores in the soil, expressed as the volume difference between total porosity and actual soil moisture. Optimum soil aeration is 30% but strongly depends on the structure and packing state of soil particles; 15-20% is normally satisfactory for the growth of grasses and cereals; below 10% is not good for plant growth.

Aggregate: Soil aggregate consisting of two or more soil particles bound together by various forces.

Aggregation: Process whereby primary soil particles (sand, silt, clay) are bound together, usually by natural forces and substances derived from root exudates and microbial activity. Soil aggregates are arranged to form soil peds, units of soil structure, classified by size, shape (platy, prismatic, columnar, angular, subangular, blocky, granular…) and grade (single-grain, massive, weak, moderate, strong). From an agronomical point of view, the most important soil aggregates are in range 3 - 1 mm.

Anion: Particle with a negative charge. See also ion, cation.

Anion exchange capacity: Sum of exchangeable anions that a soil can adsorb. Usually expressed as centimoles, or millimoles, of charge per kilogram of soil (or of other adsorbing material such as clay).

Arable land: Agricultural land that is cultivated by ploughing, usually to 20 or 30 cm depth. More than 30 cm represents deep ploughing.

B

Black Earth: Term synonymous with Chernozem used (e.g. in Australia) to describe self-mulching black clays.

Bog: Wetland that has no significant inflows or outflows, supports acidophilic mosses, particularly Sphagnum and in which peat is accumulating. Similar to: fen, marsh, pocosin, swamp, and wetland.

Boulder clay: Unstratified glacial deposits laid down directly beneath the ice or dropped from the surface as the ice melted; boulder clay and till are synonymous terms for this unsorted material which ranges from rock flour to rocks and boulders of great size, according to the nature of the bedrock

C

Calcification: Process whereby the soil is kept sufficiently supplied with calcium to saturate the soil cation exchange sites.

Capillary water: Water in capillary pores influenced by forces that hold water in soils against a tension usually greater than 60cm. Capillary water can move upwards against gravity.

Carbon cycle: Sequence of transformations whereby carbon dioxide is converted to organic forms by photosynthesis or chemosynthesis, recycled through the biosphere (with partial incorporation into sediments), and ultimately returned to its original state through respiration or combustion.

Cation: Particle with positive charge; reactions between anions and cations create electrical forces.

Cation exchange: Interchange between a cation in solution and another cation in the boundary layer between the solution and surface of negatively charged material such as clay or organic matter.

Clay: Soil particle smaller than 0.002mm or 2µm, with high specific area mainly influencing soil colloidal properties (see also colloid) as well as stability of soil structure: high stability in both wet and dry conditions; also a soil texture class.

Clay coating/film: Coatings of oriented clay on the surfaces of peds and mineral grains and lining pores, also called clay skins, clay flows, illuviation cutans, or argillans.

Clay loam: Soil texture class. See also soil texture.

Clay minerals: Clay-sized hydrous aluminium silicates having a large interlayer space that can hold significant amounts of water and other substances; they have large a surface area allowing swelling and shrinking; examples are montmorillonite or smectite and kaolinite.

Coating: Layer of a substance completely or partly covering a surface of soil material; coatings can comprise clay, calcite, gypsum, iron, organic material, salt, etc.

Colloid: Particle, which may be a molecular aggregate, with a diameter of 0.1 to 0.001µm; clay and soil organic matter are often called soil colloids because they have particle sizes that are within, or approach, colloidal dimensions.

Colluvial: Pertaining to material or processes associated with transportation and/or deposition by mass movement (direct gravitational action) and local, unconcentrated runoff on slopes and/or at the base of slopes.

Colluvium: Unconsolidated, unsorted colluvial material.

D

Decalcification: Removal of calcium carbonate or calcium ions from the soil by leaching.

Diagnostic horizon: see horizon

E

Electrical conductivity (EC): Conduction of electricity through water or a solution of soil commonly used to estimate the soluble salt content in solution, e.g. soil solution.

Erosion: The wearing away of the land surface by water, wind, ice, gravity or other natural or anthropogenic agents that abrade, detach and remove soil particles or rock material from one point on the earth's surface, for deposition elsewhere, including gravitational creep and so-called tillage erosion.

F

Feldspar: Group of hard crystalline minerals that consist of aluminum silicates of sodium or calcium or barium.

Fen: Flat and swampy land, usually low in altitude and similar to a bog or marsh.

Fertilization: Application of mainly mineral compounds, in order to increase soil fertility. In some cases, (e.g. liming) the purpose of fertilization is also to improve specific soil properties (pH, stability of soil structure).

Field capacity: Field capacity has been defined as the soil moisture state when, 48 hours after saturation or heavy rain, all downward movement of water has ceased. It is the water content retained at low suctions (5-33kPa) depending on soil type, and is the upper limit of plant available water.

 

Fine texture: (i) A broad group of textures consisting of, or containing, large quantities of fine fractions, particularly silt and clay. Includes sandy clay, silty clay, and clay texture classes. (ii) When used in reference to family particle-size classes in U.S. and FAO soil taxonomy, is specifically defined as having 35 to 60 percent clay. See also soil texture.

Fluvioglacial deposits: Material moved from the margins of glaciers and subsequently sorted and deposited by streams flowing from the melting ice.

G

Geomorphology: Science of landforms that studies the evolution of the Earth's surface and interprets landforms as records of geological history.

Gibbsite: Al(OH)3. Mineral with a platy structure, that occurs in highly weathered soils and in laterite.

Glacial drift: Unstratified deposits laid down directly beneath the ice or dropped from the surface as the ice melted.

Glaciers: Large masses of ice that form by the compaction and recrystallization of snow under freezing conditions; glaciers often move downslope or outward in all directions because of the stress of their own weight; they may be stagnant or retreating under warming conditions.

Glaciofluvial deposits: Material moved by glaciers and subsequently sorted and deposited by streams flowing from the melting ice. The deposits are stratified and may occur in the form of outwash plains, deltas, kames, eskers, and kame terraces. See also Glacial drift and till.

Glaciolacustrine deposits: Material ranging from fine clay to sand derived from glaciers and deposited in glacial lakes by water originating mainly from the melting of glacial ice; many such deposits are bedded or laminated with varves.

Gley soil: Soil formed under naturally wet or waterlogged conditions as evidenced by grey colours stemming from the reduction, under anaerobic conditions, of ferric iron to the ferrous state.

Ground water: That portion of the water below the surface of the ground at a pressure equal to, or greater than, that of the atmosphere. See also water table.

Gully: Channel resulting from erosion and caused by the concentrated but intermittent flow of water during and immediately following heavy rainfall; gullies are deep enough (usually >0.5 m) to interfere with, but not obliterated by, normal tillage operations.

H

Horizon: Single layer in soil profile with similar properties or material but which differs at least in one property, e.g. colour or texture from adjacent horizons above or below in the profile; diagnostic horizon: Dominant soil property or material defines name of horizon, e.g. gypsic horizon having distinct calcium sulfate (gypsum: CaSO4) enrichment; genetic horizon depending on the type of pedogenesis.

Humification: Process whereby the carbon of organic residues is transformed and converted to humic substances through biochemical and abiotic processes.

Humus: Organic compounds in soil, exclusive of undecayed plant and animal tissues, their partial decomposition products, and the soil biomass; a term often used synonymously with soil organic matter, its structure is amorphous, specific weight is low and surface area high. Humus is important for soil fertility, and helps to bind soil particles and aggregates together.

Hydromorphic soils: Formed under conditions of poor drainage in marshes, swamps, seepage areas or flats.

I

Ion: Electrically charged atom or group of atoms.

K

Karst: Topography with sinkholes, caves and underground drainage that is formed in limestone, gypsum or other rocks by dissolution (dissolving).

L

Landslide: A general term for a mass movement landform and a process characterized by moderately rapid to rapid (greater than 30 cm per year) downslope transport by means of gravitational stresses, of a mass of rock and regolith that may or may not be water saturated.

Leaching: Removal of soluble materials from one zone in soil to another via water movement in the profile.

Loess: Material transported and deposited by wind and consisting of predominantly silt-sized particles, forming important fertile soils.

M

Map scale: Relationship between a certain distance on the map and the corresponding distance on the ground (e.g. 1:10,000, which means 1 cm on the map equals to 10,000 cm or 100 m on the ground); the scale is usually located in the legend box of a map.

Marsh: A transition zone between water and land usually covered by grass.

Mass movement: Dislodgement and downslope transport of soil and rock material as a unit under direct gravitational stress; includes slow displacements, such as creep and solifluction, and rapid movements such as landslides, rock slides, earthflows, debris flows and avalanches; water, ice and to a lesser extent air usually play an important role in the process.

Moderately fine textured: Texture group consisting of clay loam, sandy clay loam and silty clay loam textures; see also soil texture.

Monolith: Representative vertical section taken from vertical face of a soil profile pit or section, which represents arrangement of soil horizons; there are various methods of how to take and conserve soil monoliths.

Munsell Color System: Colour designation system that specifies the relative degrees of the three simple variables of colour: hue (wavelength), value (degree of lightness or darkness), and chroma (purity or strength). For example: 10YR 6/4 is a colour (of soil) with a hue = 10YR, value = 6, and chroma = 4.

N

O

Organic soil material: Consists of organic debris that accumulates at the surface under either wet or dry conditions and in which any mineral component present does not significantly affect the soil properties. Organic soil material must have organic carbon (organic matter) contents as follows: (1) if saturated with water for long periods (unless artificially drained), and excluding live roots, either: 18 % organic carbon (30 % organic matter) or more if the mineral fraction comprise 60 % or more clay; or 12 % organic carbon (20 % organic matter) or more if the mineral fraction has no clay; or a proportional lower limit of organic carbon content between 12 and 18 % if the clay content of the mineral fraction is between 0 and 60 %; or (2) if never saturated with water for more than a few days, 20 % or more organic carbon.

Organic soil: A soil in which the sum of the thicknesses of layers comprising organic soil materials is generally greater than the sum of the thicknesses of mineral layers.

P

Parent material: Mineral or rock material on and/or from which soils are formed during pedogenesis (soil formation process); parent material is one of the five major soil forming factors.

Pasture: Grassland used for grazing of mainly domestic herbivores.

Peat: Organic soil material with more than 50% of organic matter derived from plant residues with not fully destroyed structure. Peat forms in a wet soil environment or below the water table where mineralisation of organic matter comes close to zero; a peat horizon or layer is normally more than 30cm thick.

Peatland: A generic term for any wetland where partially decayed plant matter accumulates; mire, moor and muskeg are terms used for peatlands in Europe and Canada; see also bog and fen.

Pedogenesis: Process of soil formation and development by soil forming factors: climate (mainly temperature and precipitation), parent material, living organisms (plants and biota), topography, time, water and Man.

Pedon: A three-dimensional body of soil with lateral dimensions (1 to 10 m2) large enough to permit the study of horizon shapes and relations.

Periglacial: Pertaining to processes, conditions, areas, climates and topographic features occurring at the immediate margins of glaciers and ice sheets and influenced by cold temperature of the ice.

Permafrost: (i) permanently frozen subsurface material underlying the solum; (ii) perennially frozen soil horizon where temperature remains below 0°C throughout the year and in which Cryosols form.

Permanent grassland: Natural (mainly steppe areas) or agricultural soils with grass cover not normally ploughed.

Ploughing (tillage): mechanical cultivation of agricultural soils by the plough to different depths (20 - 30cm) deep, creating arable land.

Pocosin: A bog formed in shallow depressions with poor drainage, supporting predominantly evergreen shrubs or small trees.

Primary mineral: A mineral that has not been altered chemically since crystallization and deposition from molten lava. See also secondary mineral.

Protection of soil: Conscious process necessary for soil and soil properties preservation realised at different levels (personal, local, national, continental) and using information obtained by soil research. Sustainability is the result of this process.

Q

R

Regolith: The unconsolidated mantle of weathered rock and soil material on the Earth's surface, sometimes considered to be loose earth materials above solid rock.

Root exudates: Substances released from plant root system in drops or small quantities of carbohydrates, organic acids, vitamins and many other substances essential for life of soil micro-organisms.

S

Saline soil: A non-sodic soil (see sodic soil) containing sufficient soluble salt to adversely affect the growth of most crop plants. The lower limit of electrical conductivity in the saturation extract of such soils is conventionally set at 4 dS m-1(at 25°C), though sensitive plants are affected at about half this salinity and highly tolerant ones at about twice this salinity.

Saline-sodic soil: Salt-affected soils with a high exchangeable sodium percentage (ESP) greater than 15%, pH usually less than 8.5; in general these soils are not suitable for agriculture.

 

Sand: Soil particles between 0.05 mm and 2 mm (in some countries 0.06 mm is the lower size limit), with low specific area and also used as a texture class name for coarse soil materials. Unlike clays, sandy soils do not shrink and swell on drying and wetting and, unless artificially compacted, are rapidly permeable.

Salt-affected soil: Soil that has been adversely affected by the presence of soluble salts, with or without high amounts of exchangeable sodium. See also saline soil, saline-sodic soil, and sodic soil.

Secondary mineral: A mineral resulting from the decomposition of a primary mineral or from the reprecipitation of the products of decomposition of a primary mineral. Silt: Soil particles between 0.002 mm and 0.05 mm (in some countries 0.06 mm is the upper size limit), with high or medium-high specific area influencing stability of soil structure; also used as a texture class name for medium and medium-fine soil materials.

Silt: Soil particles between 0.002 mm and 0.05 mm (in some countries 0.06 mm is the upper size limit), with high or medium-high specific area influencing stability of soil structure; also used as a texture class name for medium and medium-fine soil materials.

Sodic soil: Soil with excess of sodium, pH is higher than 7, usually in the range 8 - 10, exchangeable sodium percentage, ESP> 15 and very poor soil structure. These soils need special management and are not used for agriculture; non-sodic soils are without excess of sodium.

Soil biology: A scientific discipline dealing with living components of soils, which are represented mainly by bacteria, fungi, protozoa, nematodes, arthropods and earthworms as well as by mammals.

Soil chemistry: A scientific discipline dealing with chemical properties of soils and studies on the influence of fertilizers, pesticides and the other chemical substances applied on or into the soil on soil behaviour and fertility.

Soil classification: Also termed soil taxonomy, is the scientific discipline dealing with grouping of soils into soil morphological units or soil types, according to similar or comparable soil forming properties. Many countries in the world have national soil classification systems but those of FAO, WRB and USDA are used internationally. For transnational comparisons, an international soil classification system, into which the majority of national systems can be translated, is needed. In future, this will be the WRB.

Soil colour: soil colour is one of the indicators of soil status and depends on many factors, mainly on the amount and state of organic matter and iron oxide, as well as amount of air and water in soil pores; In general, dark soils have high organic matter content, grey soils are waterlogged or anaerobic, brown soils are well-drained and aerated soils. Soil colour is measured using Munsell Soil Color charts.

Soil compaction: changing the nature of the soil such that there is a decrease in the volume of voids between soil particles or aggregates; it is manifest as an increase in bulk density and a severely compacted soil can become effectively impermeable. Some soils are naturally compacted, e.g. very heavy textured soils (fine textured). Man-made compaction is caused by the passage of heavy machinery and very intensive soil exploitation.

Soil cracks: Openings in horizontal (mm or several cm) and vertical (cm or several m) orientation, mainly affecting soil hydraulic properties, arising from swelling and Shrinking processes. Heavy clay soils are more susceptible to cracks formation than loamy soils whereas in sandy soils cracks do not form or they are very small and unstable. Soil cultivation destroys crack system, mainly by tillage.

Soil degradation: Negative process often accelerated by human activities (improper soil use and cultivation practices, building areas) that leads to deterioration of soil properties and functions or destruction of soil as a whole, e.g. compaction, erosion, salinisation.

Soil depth: depth of soil profile from the top to parent material or bedrock or to the layer of obstacles for roots. It differs significantly for different soil types. It is one of basic criterions used in soil classification. Soils can be very shallow (less than 25 cm), shallow (25 cm-50 cm), moderately deep (50 cm-90 cm), deep (90cm-150 cm) and very deep (more than 150 cm).

Soil fertility: A measure of the ability of soil to provide plants with sufficient amount of nutrients and water, and a suitable medium for root development to assure proper plant growth and maturity.

Soil geography: Scientific discipline dealing with distribution of soil types in landscapes, describing this distribution according to geographical rules.

Soil micro-organisms: Represented by protozoa, viruses, bacteria, fungi and algae. The most prevalent are bacteria and fungi, and depending on conditions (water and nutrients content, temperature, etc.) they can be in an active or non-active state. According to nutrient (and oxygen) demand, micro-organisms are divided to autotropic and heterotrophic, (aerobic and anaerobic) groups. Micro-organisms are a good indicator of soil status and quality.

Soil monitoring: Repeated observation and measurement of selected soil properties and functions, mainly for studying changes in soil conditions.

Soil morphology: Form and arrangement of pedological features. Soil organic matter: The organic fraction of the soil exclusively comprising undecayed plant and animal residues. See also humus.

Soil Organic Matter: see Organic soil material

Soil physics: Scientific discipline dealing with physical properties of soil (density, porosity, water retention and permeability, hydraulic conductivity etc.).

Soil porosity: Volume of water and air that can be held in a soil; ratio of the volume of voids to the total volume of the soil.

Soil profile: Vertical section of soil horizons from upper layer to the parent material, showing the arrangement (configuration) of soil horizons typical for single soil types and used as a basis for soil classification.

Soil sorption: Selective process, which occurs on soil particles smaller than 0.002mm (<2µm); these small particles have colloidal properties, are able to hold and exchange ions, water or gases.

Soil texture: Numerical proportion (% by wt.) of sand, silt and clay in a soil. Sand, silt and clay content are estimated in the field, and/or quantitatively in the laboratory, and then placed within the texture triangle to determine soil texture class. Texture can be coarse (sand particles predominate), medium (silt particles predominate), or fine (clay particles predominate).

Stoniness: It is the relative proportion (vol %) of coarse particles (larger than 2 mm diameter) in the soil or on soil surface; 15% stones is a high value and can hinder cultivation and reduce water holding capacity.

Surface soil: the layer of soil occurring on the surface, synonym topsoil. Swamp: Seasonally flooded low land. Similar to marsh, but with more woody plants and to bog but with better drainage.

Swamp: a wetland that features permanent inundation of large areas of land by shallow bodies of water, generally with a substantial number of hummocks, or dry-land protrusions. Swamps are usually regarded as including a large amount of woody vegetation

Swelling and shrinking: Two opposite processes of soil volume change. Swelling, increase of soil volume, shrinking, decrease of soil volume. These processes are influenced by actual water content and presence of clay minerals, which are able to take or to lose water in their interlayer spaces. Difference in volume can range from 5% to more than 100% depending on quality and quantity of clay minerals.

T

Tidal flats: Nearly flat areas, periodically covered by tidal (periodical) waters, not suitable for agricultural use.

Till: an unsorted glacial sediment. Glacial drift is a general term for the coarsely graded and extremely heterogeneous sediments of glacial origin

Tillage: see ploughing.

Topsoil: (i) The surface soil horizon (A) which is modified when cultivated, and designated Ap. See also surface soil. (ii) Fertile soil material used to topdress roadbanks, gardens, and lawns.

U

V

Vadose water: Water in the vadose zone.

Vadose zone: The aerated region of soil above the permanent water table.

W

Water retention: The ability of soil to hold water for a period that is longer than infiltration, normally 48h in a freely draining soil. It strongly depends on organic matter and bulk density. Soil texture also has an influence on water retention.

Water table: The upper surface of ground water or that level in the ground where the water is at atmospheric pressure.

Weathering: The breakdown and changes in rocks and sediments at or near the Earth's surface produced by biological, chemical, and physical agents or combinations of them.

Wetland: A transitional area between aquatic and terrestrial ecosystems that is inundated or saturated with water for long enough periods to produce hydric soils and support hydrophytic vegetation. See also bay, bog, fen, marsh, pocosin, swamp, and tidal flats.

Wilting point: Soil moisture content when the rate of absorption of water by plant roots is too slow to maintain plant turgidity and permanent wilting occurs. The average moisture tension at the outside surface of the moisture film around soil particles when permanent wilting occurs is 15 atmospheres or 1500kPa.

X

Y

Z

 

+ نوشته شده در  سه شنبه بیست و چهارم فروردین 1389ساعت 0:47  توسط محمود سیفی | 

جهت تعیین بافت خاک سه روش کلی وجود دارد

1) روش لمسی             2) روش هیدرومتر           3) روش پیپت

 

1) تعیین بافت خاک به روش لمسی :

در روش فوق برای تعیین بافت خاک، چون با دست و لمس کردن خاکها با دو انگشت (شست و سبابه) صورت می گیرد به اصطلاح روش لمسی می گویند. در این روش از خاک، گل یا خمیری که به حداکثر چسبندگی رسیده باشد تهیه کرده و آنرا بین دو انگشت دست قرار داده و خصوصیاتی نظیر زبری، نرمی، وجود ذرات شن، حالت چسبندگی یا لوله شدن، تشکیل نوار و شکل پذیری و ... را مورد بررسی قرار می دهند. به طور مثال اگر طول نوار تهیه شده از خاک مربوطه، کمتر از یک اینچ باشد بافت خاک Loam نامیده می شود و اگر طول نوار تهیه شده بین یک تا دو اینچ باشد بافت خاک Clay Loam می باشد و اگر طول نوار تهیه شده بین 2 تا 3 اینچ باشد بافت خاک Clay است. ( نکته : بافت های Sand، Loamy Sand و Silt تشکیل نوار نمی دهند)

×× در جدول زیر معیار تعیین بافت خاک (به روش لمسی) برای شش کلاس بافتی ارایه شده است.

 

معیار تشخیص

شن

لوم شنی

لوم

لوم سیلتی

لوم رسی

رس

زبری و نرمی گل در بین انگشت ها و ظاهر قابل رویت آن

گل در بین انگشت ها کاملا زبر به نظر می رسد و ذرات شن کاملا ملموس است

زبری کمتری دارد و دانه های درشت کمتری در آن دیده می شود

زبری متوسط

ذرات درشت کم و گل نسبتا نرم و صابونی

نرم و دارای ذرات درشت ناچیز

کاملا نرم بوده و ذرات شن در آن ملموس نیست و سطح براق بنظر می رسد

پایداری کلوخه خشک

شکل نمی پذیرد

شکل نمی پذیرد

براحتی از هم می پاشد

نسبتا براحتی از هم می پاشد

سفت و پایدار

خیلی سفت و پایدار

پایداری کلوخه مرطوب

ناپایدار

پایداری کم

پایداری متوسط

پایدار

خیلی پایدار

خیلی پایدار

پایداری و ثبات نوار تشکیل شده در بین انگشت های شست و سبابه

نوار تشکیل نمی شود

نوار تشکیل نمی شود

نوار تشکیل نمی شود

نوار بصورت بریده تشکیل می شود

نوار نازک و شکننده تشکیل می شود

نوار خیلی دراز و مقاوم تشکیل می شود

لوله کردن در کف دو دست

لوله نمی شود

لوله نمی شود

به سختی لوله می شود

لوله می شود ولی در سطح خمیر ترک می خورد

لوله می شود ولی بصورت حلقه در نمی آید

براحتی لوله شده و تشکیل حلقه می دهد

چسبندگی

کاملا غیر چسبنده

تقریبا غیر چسبنده

چسبندگی کم

چسبندگی متوسط

چسبندگی نسبتا زیاد

پسبندگی بسیار زیاد

اثر باقیمانده روی دست

هیچگونه اثری روی دست باقی نمی ماند

اثر ناچیزی بصورت رنگ روی دست می ماند

مقداری رنگ بر روی دست می ماند

مقداری رنگ و مقداری گل بر روی دست باقی می ماند

مقداری گل روی انگشت باقی می ماند

مقدار زیادی گل روی انگشت ها باقی می ماند



2) تعیین بافت خاک به روش هیدرومتر :


مبنای تعیین بافت خاک در روش هیدرومتری و همینطور روش پیپت بر قانون استوکز (Stocks Low) استوار است. لذا لازم است ابتدا دید جامعی نسبت به قانون استوکز پیدا کنیم.

 

 

 

قانون استوکز :

شرح کامل قانون استوکز به ما می گوید که سرعت یک ذره در حال ته نشینی در داخل یک سیال به طور مستقیم در ارتباط با نیروی ثقل (g)، تفاوت بین چگالی ذرات و چگالی آب (D1-D2) و توان دوم شعاع ذره می باشد. سرعت ته نشینی به طور عکس در ارتباط با گرانروی یا ضخامت سیال و یا همان ویسکوزیته مایع (η) می باشد. با این توصیفات قانون استوکز را می توان به صورت زیر نوشت.

v=2gr2(D1-D2)/9η

در این فرمول :

  V : سرعت ته نشینی ذره بر حسب سانتی متر بر ثانیه

g : شتاب گرانش، که معادل 980 سانتی متر بر مجذور ثانیه در نظر گرفته می شود

r : شعاع ذره ای که در مایع ته نشین می شود بر حسب سانتی متر

D1 : وزن مخصوص حقیقی خاک، که 2.65 گرم بر سانتی متر مکعب در نظر گرفته می شود

D2 : چگالی آب، که برابر یک گرم بر سانتی متر مکعب است

η : ویسکوزیته مایع که برای آب معادل 0.01 پواز (0.01 g/cm.sec) در نظر گرفته می شود

در نهایت با قرار دادن مقادیر بالا در فرمول، معادله استوکز به صورت زیر خلاصه می شود.

                         V= 34700 r 2  Cm/Sec

برای اثبات قانون استوکز می بایست فرضیات زیر را در نظر گرفت، که عبارتند از :

1) ذرات باید کروی، سخت و جامد فرض شوند

2) اندازه ذرات نسبت به اندازه مولکول های مایع بایستی بزرگ باشد تا بتوان محیط را یک محیط همگن تلقی کرد. به عبارت دیگر، ذرات نباید از خود حرکت براونی نشان دهند. این پدیده عمدتا در ذرات کوچکتر از 0.0002 میلی متر اتفاق می افتد. لذا معادله استوکز می تواند فراوانی ذرات را از Very Fine Sand تا Coarse Clay تعیین کند.

3) سقوط ذرات بایستی آزاد باشد. اگر غلظت ذرات در حدود 3 تا 5 درصد باشد درنتیجه قطر استوانه محتوی مایع اقلا بایستی ده برابر قطر بزرگترین ذره خاک باشد تا امکان سقوط آزاد فراهم گردد.

4) ذرات خاک بایستی وزن مخصوص یکسانی داشته باشند.

5) ظرف محتوی مایع و ذرات معلق در آن، باید در حال سکون باشد. و جریان مایع غیر متلاطم باشد (ذرات بزرگتر از 0.4 میلی متر موجب تلاطم در محیط گردیده و قانون استوکز را غیر قابل استفاده می سازد)

 

3 به روش هیدرومتری :

هیدرومتر یا چگالی سنج وسیله ای است که توسط آن می توان غلظت ذرات موجود در مایعات را تعیین نمود. و در خاکشناسی از هیدرومتر 152H-62 برای تعیین بافت خاک استفاده می گردد. در نهایت اعدادی که توسط هیدرومتر قرائت می شود احتیاج به دو تصحیح دارد که در زیر به علت این تصحیحات بسنده می کنیم و مطالعه مراحل آزمایش را به عهده شما می گذاریم.

الف) تصحیح حرارتی : چون هیدرومتر روی 20 درجه سانتیگراد استاندارد شده و نیز با توجه به اینکه با افزایش دما ویسکوزیته مایع کاهش یافته و هیدرومتر بیشتر در مایع فرو می رود در نتیجه غلظت ذرات معلق را کمتر از مقدار واقعی به ما نشان می دهد. لذا اگر در زمان قرائت عدد هیدرومتر، دمای سوسپانسیون از 20 درجه سانتیگراد بیشتر بود به ازای هر درجه 0.25 به عدد هیدرومتر اضافه و اگر دما از 20 درجه سانتیگراد کمتر بود به ازای هر درجه 0.25 از عدد هیدرومتر کم می کنیم.

ب) تصحیح کالگن : برای حذف خاصیت چسبندگی رسها از نمک کالگن (هگزا متا فسفات سدیم) استفاده می شود که این کالگن خود دارای غلظت مشخصی در سوسپانسیون است، پس سبب کمتر فرو رفتن هیدرومتر در مایع شده و عدد هیدرومتر بیشتر از مقدار واقعی نشان داده می شود. در این حالت باید غلظت کالگن را محاسبه نموده و از عدد هیدرومتر کسر نماییم.

تعیین بافت خاک بوسیله مثلث جدید بافت خاک با همان مثلث بافت خاک شیرازی و بورسما :

در مثلث بافت خاک مشاهده می گردد که خاکها بطور کلی در 12 گروه قرار می گیرند که هر کدام محدوده ای را در داخل مثلث USDA در بر می گیرند. در واقع بی نهایت ترکیب خاک ممکن است وجود داشته باشد که همگی تحت عنوان یک نام اسم برده می شوند. مثلا خاکی با ترکیب 35 تا 55 درصد رس و 0 تا 20 درصد سیلت و 45 تا 65 درصد شن همگی بنام خاک Sandy Clay نامیده می شوند. از مشکلات دیگر مثلث USDA این است که نمی توان به لحاظ کلی مشخص کرد که متوسط اندازه ذرات خاک چقدر است. برای رفع این مشکل مثلث جدیدی توسط شیرازی و بورسما (Shirazi and Boersma) ارائه شده است که با داشتن درصد شن و سیلت و رس می توان متوسط اندازه ذرات خاک را بدست آورد. اساس بدست آوردن مثلث جدید بدین صورت است که برای تمام 66 نقطه مثلث بافت خاک USDA و مرز های 12 گانه داخل مثلث یک مختصات محاسبه شده است. که این مختصات عبارت است از میانگین هندسی اندازه ذرات و انحراف از معیار هندسی آن

حال اگر اعداد بدست آمده را در یک دستگاه مختصات نیمه لگاریتمی که محور افقی آن لگاریتمی و محور عمودی آن ساده باشد قرار دهیم شکلی مطابق زیر بدست می آید که مثلث جدید بافت خاک نام دارد.


+ نوشته شده در  پنجشنبه پانزدهم بهمن 1388ساعت 2:21  توسط محمود سیفی | 
 

پتاسيم بعد از نيتروژن وفسفر سومين عنصر مهم براي گياهان مي باشد بسياري از خاك هاي مناطق مرطوب و معتدل قادر به تامين كاني K براي محصولات زراعي نيستند. در بسياري از خاك ها ميزان K از مقدار نيتروژن و فسفر خاك بيشتر است.

نوع خاك و شرايط محيطي بر روي مقدار پتاسيم مورد استفاده توسط گياه تاثير مي گذارد در حالت معمولي پتاسيم آلي در خاك وجود ندارد. پتاسيم موجود در كود هاي آلي وپس ماندهاي گياهي به سرعت شسته شده وبه محلول خاك اضافه شده ومي تواند با رس خاك واكنش دهد.

افزايش مداوم كود پتاسيم به خاك هاي فاقد اين عنصر ضروري است . ميزان پتاسيم عصاره گيري شده توسط محلول هاي مختلف به زمان، توانايي كاتيون عصاره گيري كننده براي جدا كردن لايه ها و توانايي آنيون براي  واكنش با پتاسيم بستگي دارد. بنابراين ميزان پتاسيم تبادلي به شرايط عصاره گيري بستگي دارد.

 نوع خاك وشرايط محيطي بر مقدار پتاسيم مورد استفاده گياه تاثير مي گذارد. بيشترين مقدار پتاسيم تبادلي  در محيط هايي با دماي پايين و شرايط مرطوب و تهويه مناسب توسط خاك وPH اسيدي كم مي باشد. كلسيم و منيزيم از طريق تبادلات كاتيوني جانشين پتاسيم مي شوند . نقش پتاسيم در گياه به صورت مستقيم است به اين معنا كه نقش و اهميت آن قابل جايگزيني نيست و مانند يك  كاتاليزور و تنظيم كننده در گياه عمل مي كند. در رس ها محل هايي براي محدود كردن پتاسيم وغير قابل دسترس بودن آن براي گياه وجود دارد . ولي با وجود آن گياه مي تواند پتاسيم مورد نياز خود را از خاك جذب كند.

پتاسيم يكي از كاتيونهايي است كه در خاكهاي معمولي از اجزاي مهم ظرفيت تبادل كاتيوني مي باشد اما مقدار آن در آبهاي آبياري معمولآ كمتر است.نقش مهم آن در خاكها به علت وظايف پتاسيم در گياه واثرات متقابل آن در اشغال سطوح تبادل كننده مي باشد.

 

روش کار :

براي انجام اين آزمايش ابتدا با استفاده از محلول KCL 100 ppm محلولهاي استانداردي با غلظتهاي  0،10،20،30،40،50 تهيه مي كنيم.بعد با استفاده از دستگاه Flame photometr عدد مربوط به هر غلظت را قرائت مي كنيم.و بعد عدد مربوط به عصاره خاک نمونه خودمان را با استفاده از اين دستگاه به دست آورده و بعد منحني مربوط به آن را رسم كرده و نتايج را تفسير مي كنيم.

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و هشتم خرداد 1388ساعت 15:0  توسط محمود سیفی | 

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاکهای شور و سدیمی تابع مقدار و نوع نمک می باشد. اگر چه استفاده از حس گرها یا سنسورها جهت اندازه گیری شوری در مزرعه به طور روزافزون متداول می شود، ولی  اندازه گیری  قابلٌیت هدایت الکتریکی (ECe) عصارۀ اشباع  هنوز هم روش رایح در سراسر جهان است که در این جا به آن اشاره شده است.

اولین روش تعیین میزان املاح محلول، استفاده از تبخیر حجم معینی آب و یا عصارۀ خاک و اندازه گیری وزن موٌاد باقیمانده است به مقدار مواد باقیمانده اختصاراً TDS گفته می شود و بر حسب میلی گرم در لیتر یا گرم در لیتر بیان می گردد. اگر چه این روش هنوز هم مورد استفاده قرار می گیرد، ولی معمولاً به جای  آن از اندازه گیری EC استفاده می شود. قابلٌیت هدایت الکتریکی محلول،متناسب با غلظت یونها در محلول می باشد. یکی از واحدهای متداول هدایت الکتریکی در مسایل شوری  خاک mmhos می باشد که برابر با یک هزارم mhos است. در سیستم بین المللی واحدها از واحد زیمنس (S) استفاده می شود اندازه گیری هدایت الکتریکی توسط دو الکترود صورت می گیرد. این دو الکترود موجود در محفظه یا سلول قرار دارند. با استفاده از جریان الکتریسیته ای که بین الکترودها برقرار می کنند، مقاومت محلول موجود بین دو الکترود  اندازه گیری می شود. در پتانسیل الکتریکی ثابت، شدٌت جریان با مقاومت محلول رابطه عکس دارد و می تواند آن را به وسیله یک پل مقاومت  اندازه گیری کرد.هدایت عکس مقاومت می باشد. نتایج حاصله را معمولاً در ثابت محفظه یا سلول  ضرب نموده، نتایج را به صورت  EC یا (هدایت الکتریکی در واحد حجم از محلول بر حسب زیمنس بر متر)، گزارش می دهند. به عنوان مثال اگر مقاومت محلول 2000 اهم باشد، هدایت الکتریکی آن 2000/1 (عکس اهم) یا 0005/0 موس است. مقدار زیمنس در خاکشناسی بسیار بزرگ است و در نتیجه از واحد میلی زیمنس بر سانتی متر mS/cm استفاده می کنند.اما به علٌت اینکه واحد طول سیستم بین المللی متر است. واحد توصیه شده برای EC دس زیمنس بر متر (d s m-1)  می باشد.

رابطه واحد های مختلف بیان کننده شوری به صورت زیر است:

dSm-1 = mS cm-1 = mmhos cm-1

همانطور که ذکر گردید یکی از این روشها، عصاره اشباع می باشد که از نسبتهای متفاوت خاک و آب می توان برای به دست آودن  عصارۀ نمونۀ خاک استفاده کرد. میزان آب در خاک در حال اشباع(درصد اشباع) تابع یافت خاک، سطح ویژه، رس و ظرفیت تبادل کاتیونی خاکها باشد(Merrill et al 1987)؛ به همین دلیل از روش مکش برای به دست آوردن عصاره اشباع بطور گسترده ای استفاده می شود.عصارۀ اشباع  برای اندازه EC و سایر عناصر  محلول استفاده می شود(Richards, 1954)  اگر جه بدست آوردن عصارۀ خاک،  با استفاده از نسبتهای خاک به آب 1:1 و 1:2 و غیره ساده تر است، ولی ارتباط آنها با شرایط مزرعه کمتر از رطوبت اشباع می باشد. میزان EC خاک تابع دمای محلول می باشد. و با افزایش هر درجه سلسیوس (در دماهای بین 15 تا 35 درجه) یه میزان 2% افزایش می یابد. چون EC را در دمای 25 درجه سانتی گراد گزارش می دهند. (EC25)، در نتیجه تصحیح تقریبی دما به دو روش صورت می گیرد که یک روش آن در زیر آمده است:

EC25=ECt-0.02(t-25)ECt

ECt عبارت است از قابلیتهای هدایت الکتریکی محلول اشباع در درجه حرارت t

EC25=ECt * Ft

EC25 هدایت الکتریکی در دمای 25 درجه سلسیوس،ECt هدایت الکتریکی قرائت شده و Ft ضریب مربوط به تصحیح دما می باشد مقدار Ft را می توان از جدولی بدست آورد.

خاکهای شور و سدیمی از املاح غنی هستند هنگامیکه املاح خاک از ترکیب اسیدهای قوی  با بازهای قوی حاصل می گردد (سولفاتها،کلرورها، نیتراتهای کلسیم، منیزیم و سدیم)  pH کمی قلیایی شده و مقدار آن از 5/8 بیشتر نمی گردد بعکس هنگامیکه نمک حاصله از اسید ضعیف(کربناتها) حاصل می گردد  pH به 10 می رسد در خاکهای شور یونهایی که در محلول خاک فراوان هستند عبارتند از Na+ , Mg2+ , Ca2+ , K+, SO42- , Cl- ,OH-, CO32-,HCO3- , NO3-  در بین یونهای فوق CO32- و HCO3- با  H3O+ ترکیب شده و پرتون جذب می کند.در این حالت تعادل یونیزانسیون تغییر یافته و باعث آزاد شدن یونهای OH- گردیده و در نتیجه pH افزایش می یابد. بنابراین هرچه کربناتها بیشتر pH بیشتر خواهد بود.تغییرات pH در خاکهای شور تحت تاثیر فلیائیت و فشار گاز CO2 است .

فشار  گاز CO2  فصلی یاعث تغییرات pH خاوهد بود. مع هذا کاتیونهای خاک با CO2   ترکیب شده و pH را کنترل می نمایند. دو ظرفیتهای مانند Mg2+ و Ca2+ کربانتهایی را که حلالیت کمی دارند تولید نموده و از افزایش pH جلوگیری می نمایند. در حالیکه یک ظرفیتها مانند Ka+  و Na+، pH را افزایش می دهند. زیرا املاح کربناتها و بیکربناتها در محلول باقی مانده و در اثر هیدرولیز OH- ایجاد می نمایند. مثلاً در فشار گاز کربنیک برابر  2-10 آتمسفر در محلولی که CA2+ فراوان است pH در حدود 3/7 خواهد بود ولی بالعکس هنگامیکه Na+ فقط وجود دارد pH به 9 می رسد در نتیجه هر چه محلول رقیق تر گردد pH بیشتر خواهد بود.

اندازه گیری شوری و PHخاک( به روش علمی):

غالباً برای اندازه گیری PH از گل اشباع و برای اندازه گیری شوری و کاتیونهای محلول خاک، از عصاره اشباع استفاده می کنند. برای این منطور، ابتدا گل اشباع تهیه و حداقل یک شب به حال خود رها می کنند و سپس با کمک پمپ تخلیه عصاره اشباع تهیه می گردد.

در عصاره ی اشباع، هدایت الکتریکی(EC)  را قرائت و اگر مقدار آن از 4 دسی زیمنس بر متر (ds/m) تجاوز نماید خاک شور است و اگر PH  در گل اشباع از 5/8 تجاوز نماید خاک سدیمی و در محدوده ی 7.5 الی 8.5، خاکهای آهکی و شور قرار دارند. PH خاکهای آهکی و شور قرار دارند. PH خاکهای آهکی کشور ما غالباً در محدوده ی 7.8 تا 8.2 می باشد.

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و هشتم خرداد 1388ساعت 14:55  توسط محمود سیفی | 

 

مقدمه

كلر يكي ازآنيونهاي زيان باردر خاکهای شورمي باشد.كلر در خاك تثبيت شده و همراه باجريان آب به عمق خاك آبشويي مي شود.از طريق ريشه هاي گياه همراه باجريان آب به راحتي جذب شده وبه اندام هاي هوايي منتقل مي شود.كلرمعمولآ ازروزنه هاي آبي موجود درحاشيه برگ هابواسطه تعرق آب خارج شده وسبب سوختگي در حاشيه برگ ها مي شود.

معمولآ اگر مقداركلر دربافت هاي گياهي بيش از0.3 درصد وزن خشك بافتها باشد،سبب سميت مي شود.علائم سمييت كلر شامل سوختگي و نيكروزه شدن يا بافت مردگي و زبر و خشبي شدن ريشه هاو نيز حالت برونزه شدن در سطح برگ ها مي باشد.درختان ميوه حساسيت بالايي به كلر داشته وعلائم سمييت را زودتر نشان مي دهند.ولي گياهان علفي يكساله در مقادير بسيار بالاي كلر علائم سمييت رانشان مي دهند.از طرف ديگر كلر يكي ازعناصر ضروري در تغذيه گياهان است ودرواكنشهاي فتوسنتزي ونيزسنتز قندهادرچغندرقند وشركت درتعادل هاي يوني سلول هاي گياهي نقش دارد. كمبود كلر باعث پژمردگي گياه وكلروزه شدن نامنظم آن مي شود..

بي كربناتها وكربناتها درمقاديربالا در خاکها خطرسديم را ازمقادير پيش بيني شده توسطSAR افزايش مي دهند.زيرا اين آنيونها سبب رسوب كلسيم ومنيزيم مي شود.

اگر PH محلول خاک و ميزان بي كربنات بالاباشد،غلظت Ca2+ هيچ وقت افزايش نخواهد يافت.زيرا بيكربنات با كلسيم واكنش داده وكلسيم به صورتCaco3 رسوب داده شده ومانع از افزايش غلظت Ca2+ميشود.

آنيون كربنات وقتي مي تواند درمحلول خاک حضور داشته باشد كه PH بزرگتر از8.3 باسشد. بي كربنات فرم اصلي قلياييت بوده سبب  وافزايش PH مي شود.

HCO3-→OH-+CO2

به واسطه همين تاثير، بيكربنات در محلول خاك ودرشيره سلول هاي گياهي با افزايش PH باعث كاهش حلاليت يا قابليت جذب عناصر غذايي مانند فسفر،آهن وروي مي گردد.

                        -      

روش اندازه گیری کلر :

2ml ازنمونه عصاره خاک خود را برداشته و در يك ارلن مي ريزيم و بر روي آن 10ml آب مقطر اضافه مي كنيم ،سپس چند قطره معرف كرومات پتاسيم به آن اضافه كرده وبامحلول نيترات نقره AgNo3 عمل تيتراسيون را انجام مي دهيم.

اين عمل را يك بار هم براي نمونه شاهد انجام مي دهيم.

 روش اندازه گیری بی کربنات :

براي اندازه گيري بيكربنات 15ml آب نمونه برداشته و در يك ارلن مي ريزيم و بر روي آن 10ml آب مقطر اضافه مي كنيم ،سپس چند قطره معرف متيل اورانز ريخته و تيتراسيون راباH2SO4 0.02N انجام مي دهيم. اين عمل را يك بار هم براي شاهدانجام مي دهيم.

                                                                          

نتیجه گیری :

اکثر آبهای زیر زمینی بویژه آب جاهای کم عمق، مقادیر قابل توجهی بی کربنات محلول دارند به طوری که از نوع بی کربنات های Ca و Mg و گاهی نیز Na می باشند. طعم گس متمایل به شیرینی آب بعضی چاهها از آنها ناشی می شود.

کلرید ها به عنوان آنیونها غالب در آب و محیط زیست موجودات زنده دخالت دارند. تمام آبهای موجود در کره زمین بدلیل تحرک شدید یون کلر به مقدار کم و بیش کلر دارند از آنجایی که برخی از گیاهان به تأثیر یون کلر حساسیت ویژه ای نشان داده و برخی دیگر در شوری های بالای آستانه کلریدی کاهش عملکرد نسبی نشان می دهند.   

+ نوشته شده در  یکشنبه سیزدهم اردیبهشت 1388ساعت 15:14  توسط محمود سیفی | 

 

مقدمه

سدیم تقریبا 2.6 درصد از پوسته زمین راتشکیل می دهد وششمین عنصر از نظر  فراوانی می باشد. هم چنین سدیم به عنوان یکی از اجزای عمده آب دریا ها وجود دارد.معمولا به لحاظ اینکه سدیم یک عنصر مشکل ساز در خاکهای سدیمی می باشد،مورد توجه دانشمندان خاکشناسی واقه شده است.

قبل از همه سدیم زیادی،جذب Mg،Caوk را مختل می کند.سدیم به جز تخریب ساختمان خاک و اختلال در تهویه گیاهان درشرایط یونیزه شده،pH خاک را نیز شدیدا بالا می برد. دراین حالت،oH اضافی محیط نیز مزیت بر علت شده تناسب مطلوب غلظت آنیونی را برهم می زند.تنفس ریشه ای تحت تأ ثیر قرار گرفته منفی از این طریق،رشد وفعالیت متعارفی اندام های زیر زمینی را نیز مختل و در اغلب گیاهان ،به ویژه درختان میوه حساس،مسمومیت ایجاد می نماید. به عنوان مثال،گوجه فرنگی،فلفل  و بعضی گیاهان زینتی،وقتی با آبیح حاوی 10 الی 20 میلی اکی والان بر لیتر Na،آبیاری شوند،آثار سوختگی در برگهای آنها نمایان می گردد. هنگامی که غلظت Na در برگ بعضی از درختچه های خشبی و درختان به مرز 0.2 درصد وزنی از ماده خشک گیاه برسد،قبلا بطور پراکنده در بر گها آثار سوختگی ظاهر می شود که به تدریج با گرم تر شدن هوا،سمیت ناشی از آن،بیشتر شده ونکروز بروز می نماید(تأثیر افزایشی مسمومیت یونی سدیم در فزونی گرما).

اختلال در هماهنگی  نسبی کا تیون های موجود در فاز آبی خاک های شور همراه با سدیم اضافی،جذب متعادل Ca،k وMg   توسط گیاه را نیز برهم می زند که قسمتی اختلالات رویشی به این موضوع ربط پیدا می کند.به عبارت دیگر کمبود مقداری متعادل کاتیونهای حیاتی در سلول گیاهی،و اختلال متا بو لیسمی متعاقب آن،خود عامل ناهنجاری و مسمو میت می شود.

با جایگزینی k توسط Na در محیط شور،در متا بو لیسم گیاهان،افزایش فشار تورم سلولی که کمتر فرایند اختصاصی است،ادامه می یابد.در برخی از گیاهان زراعی گونه های چغندر در افزایش پتانسیل درون سلولی،بجای k عمل کرده ومثبت واقع می شو. در صورتیکه ذرت و سوژا،در این زمینه،بیشتر،حالت سدیم گریز نشان می دهند.اسفناج،پنبه و یولاف،مشابه گونه های چغندر،پتانسیل جذبی زیاد به Na نشان می دهند.

 

 

 

روش کار:

برای اندازه گیری سدیم محلول از عصاره اشباع خاک استفاده کردیم.بدین ترتیب که نمونه عصاره خاک را به وسیله دستگاه فلیم فو تو متری قرائت کرده و با استفاده از منحنی استاندارد غاظت آن را بدست می آوریم.اما برای اندازه گیری سدیم تبادلی از روش استات آمونیوم استفاده می کنیم.البته لازم به ذکر است که غلظت سدیم به دست آمده در این مرحله سدیم کل می باشد نه سدیم تبادلی،که برای بدست آوردن سدیم تبادلی باید سدیم محلول را سدیم کل کم کنیم.

 

 

 

+ نوشته شده در  یکشنبه سیزدهم اردیبهشت 1388ساعت 15:4  توسط محمود سیفی |