A talajok sav-bázis pufferkapacitásának értékelésére alkalmas módszer vizsgálata
Authors: Márk Rékási , Tibor Filep 
Published: June 2007

Munkánkban a FILEP (1991) által javasolt, titrálási görbék leírására alkalmas függvény paramétereinek vizsgálatát végeztük el 17 talajból álló mintakollekcióra alapozva. A függvény a következő:

ahol: pHx a talajszuszpenzió egyensúlyi pH-ja meghatározott mennyiségű lúg (mb), vagy sav (ms) hozzáadása után, pH0 a szuszpenzió kezdeti pH-ja (a titrálás zéruspontja), k az egységnyi tömegű bázis, vagy sav által előidézett kezdeti pH-változást mutatja, q pedig a pHváltozás sebességét jellemző konstans.

A talajok titrálási tendenciagörbéinek első, meredek szakaszára végeztük el a függvény illesztését. Főbb megállapításaink a következők:

A FILEP (1991) által javasolt függvény k (egységnyi tömegű bázis/sav által előidézett kezdeti pH-változás (pH/1 meé OH-/100 g vagy H+/100 g)) és q (1%-os sav-, vagy bázisterhelés növelés hatására bekövetkezett %-os pH-változás (%pH / % meé H+ vagy OH-/100 g talaj)) paramétere negatív korreláció szerint, feltehetően hatványosan összefügg:

NaOH titrálás k=0,31•q-2,8 R2 =0,91***

HCl titrálás k=0,1•q-2,1 R2 =0,89***

Ezen összefüggés miatt feltehetően már az egyik paraméter is elégséges a talaj pufferképességének leírásához.

A kezdeti pH-változás nagysága (k) fordított, míg a változás tendenciáját jellemző konstans (q) egyenes arányban áll a talaj kolloidtartalmával.

In the present work the parameters of equation (1), suggested by FILEP (1991) were studied on 17 Hungarian soil samples with different physical and chemical characteristics. The equation is suitable for describing soil acid-base titration curves.

where: pHx is the equilibrium pH of the soil suspension, mb and ms are the amount of added base and acid, pH0 is the suspension pH at the beginning of the titration, k is the initial pH change caused by 1 unit mass of acid or base, and q is a constant representing the rate of pH change.

The suspensions (1:20 soil:1 M KCl solution) were titrated with 0.1 M HCl and 0.1 M NaOH as follows: 0; 1; 2; 4; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 20; 24; 28 meq H+/100g soil, or OH-/100g soil. The suspension pH was measured after 24 hours of equilibration. To obtain the titration curves, the pH values were plotted against the amount of added acid or base. The function is not able to describe the whole titration curve, so the curves were divided into two sections (Figure 1), and the function was fitted to the first and second parts of the curve separately. Hereinafter the parameters of the first steep section are discussed.

The main findings can be summarized as follows:

The initial pH change caused by 1 unit mass of acid or base (pH/1 meq H+/100g or OH-/100g soil) and the constant representing the rate of pH change (%pH/% meq H+ or OH-/100g soil) are in negative correlation. The relation between them can be described by a power function.

NaOH titration k = 0.31•q-2.8 R2 = 0.91***

HCl titration k = 0.1•q-2.7 R2 = 0.89***

This means that the initial pH change (k) determines the tendency of pH change (q). For example, in the case of HCl titration if k < 0.1 then q > 1 (pH change will increase), if k > 0.1 then q < 1 (pH change will decrease) and if k = 0.1 then q = 1 (pH change will stay at the initial level). Because of this correlation a single parameter might be sufficient to describe the acid-base buffering capacity of the soil.

The soil colloid content is negatively correlated with the initial pH change (k) and positively with the rate of pH change (q) (See equations 4–10).