Phản ứng hóa học trong đất liên quan đến quá trình oxy hóa và khử các vật liệu hiện có.
Đất khỏe mạnh phụ thuộc vào nước, oxy, không khí và nguồn cung cấp dinh dưỡng cân bằng. Phản ứng hóa học trong đất có thể làm thay đổi cấu trúc vật lý của các chất dinh dưỡng có sẵn. Quá trình oxy hóa và khử liên quan đến sự trao đổi oxy diễn ra giữa nước và vật liệu vô cơ. Những thay đổi này ảnh hưởng đến nguồn cung cấp chất dinh dưỡng có sẵn.
Nhận biết
Các vật liệu đất được tạo thành từ các nguyên tử và phân tử riêng lẻ kết hợp với nhau tạo thành chất hữu cơ và vô cơ. Khi kết hợp với nước, oxy và nhau, các vật liệu này có thể thay đổi cấu trúc phân tử của nhau, theo Virginia Tech. Các nguyên tử và phân tử được tạo thành từ các proton, neutron và electron, do đó, sự thay đổi cấu trúc thường dẫn đến thay đổi số lượng electron mà một nguyên tử cụ thể có. Sự oxy hóa và khử trong đất liên quan đến việc trao đổi các điện tử diễn ra giữa các vật liệu đất.
Chức năng
Theo Virginia Tech, quá trình oxy hóa và khử xảy ra đồng thời khi một vật liệu hoặc nguyên tố bị mất electron trong khi một vật liệu khác thu được những gì đã mất. Kết quả là, các quá trình này được gọi là phản ứng oxi hóa khử do một phản ứng không thể xảy ra mà không có phản ứng khác. Trong thực tế, phần oxy hóa thực hiện một nửa phản ứng trong khi phần khử thực hiện nửa còn lại, làm cho mỗi phần của quá trình là một nửa phản ứng. Khi vật liệu bị mất và thu được điện tử, chúng có thể hành xử khác đi vì cấu trúc vật lý của chúng đã bị thay đổi.
Oxy hóa và khử
Các phản ứng hóa học diễn ra trong đất phụ thuộc vào cấu tạo vật lý của từng vật liệu. Theo Chemguide, khi xảy ra phản ứng oxy hóa, một vật liệu được coi là chất oxy hóa trong khi vật liệu kia trở thành chất khử. Quá trình oxy hóa liên quan đến việc mất electron, vì vậy một tác nhân hoặc vật liệu oxy hóa sẽ mất electron sang vật liệu khác. Vật liệu nhận electron trở thành chất khử vì nó làm giảm số lượng electron mà vật liệu khác có. Sự hiện diện của oxy và nước trong đất có thể làm tăng khả năng phản ứng oxy hóa khử, tùy thuộc vào cấu tạo vật lý của vật liệu của đất.
Tiềm năng giảm tiêu chuẩn
Theo Virginia Tech, lượng điện tử có sẵn trong đất có thể quyết định khả năng xảy ra phản ứng oxy hóa khử. Các điều kiện như hàm lượng nước cao hoặc đất ngập nước có thể đóng góp vào số lượng điện tử có sẵn. Giá trị tiềm năng giảm tiêu chuẩn, hoặc giá trị Eh, cho biết tốc độ trao đổi điện tử diễn ra trong đất. Giá trị Eh cao có nghĩa là có một số lượng lớn điện tử, trong khi giá trị Eh thấp cho thấy số lượng thấp. Đất khô thường mang giá trị Eh thấp. Phép đo này có thể giúp xác định xem một môi trường đất cụ thể có thể giữ các vật liệu dinh dưỡng của nó hay không.
Cân nhắc
Khi vật liệu bị oxy hóa (thu được điện tử), chúng có được một điện tích cuối cùng có thể làm suy giảm thành phần cấu trúc của vật liệu, theo Virginia Tech. Đây có thể là một điều tốt hoặc xấu, tùy thuộc vào những vật liệu bị xuống cấp. Phản ứng oxi hóa khử có thể được sử dụng để loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ hoặc vô cơ khi các yếu tố đất được kết hợp đúng cách để gây ra quá trình oxy hóa các vật liệu ô nhiễm. Về sự suy giảm chất dinh dưỡng trong đất, điều kiện bão hòa hoặc ngập nước có thể làm cho các vật liệu vi khuẩn hiện có làm cạn kiệt chất dinh dưỡng của đất, vì các sinh vật này cung cấp oxy có sẵn. Khi không có oxy, vi khuẩn sẽ tham gia vào các phản ứng khử với bất kỳ vật liệu nào có sẵn.
