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Bodenkunde (Subject) / 6) Basen & Säuren (Lesson)
6) Basen & Säuren
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- 1. Was ist der pH-Bereich, den man in Böden gemäßigter Klimate findet? Warum ist der pH- Bereich in semiariden Klimaten häufig zu höheren pH-Werten hin verschoben? gesamter pH Bereich von Böden: 3-9 gemäßigte Klimate: pH nicht größer als 8 da Natriumhydrogencarbonat vorhanden ist semiaride Klimate: Grundwasser drängt leicht lösliche Salze an die Oberfläche. Dort flocken diese Salze aus. Gelangt nun Wasser von Oben auf den Boden steigt der pH-Wert, weil die Protonen sich mit den leicht löslichen Salzen (Na, Ca, Mg) verbinden
- 2. Was bedeutet es, wenn eine Substanz eine starke oder eine schwache Säure ist? Welche chemische Kenngröße wird verwendet, um die Säurestärke einer Substanz zu beschreiben? je höher die Protonenaktivität desto stärker ist die Säure. Je leichter ein H+ von einem Molekül abgespalten wird desto stärker ist die Säure (Je mehr sie mit Wasser reagiert desto stärker ist die Säure) Ks = Säurekonstante; pKs-Wert
- 3. Der pH-Wert eines Bodens in Wasser gemessen ist 4; alternativ wird der pH-Wert dieses Bodens in einer KCl haltigen Lösung gemessen. Ist dieser pH-Wert höher, gleich oder niedriger als der in Wasser gemessene Wert? Warum? KCl: Kaliumchlorid Der pH Wert sinkt. K+ ersetzten die Al3+ und H+ an den Tonteilchen. Al3+ und H+ gehen in die Lösung und die Protonenaktivität steigt
- 4. Welche Bodeneigenschaften beeinflusst der pH-Wert? Geben sie zwei Beispiele und erklären Sie den Zusammenhang zwischen Bodeneigenschaft und pH-Wert. Biologische Aktivität: zb. Regenwürmer in neutralen Böden (Bioturbation); Faden würmer in sauren Böden Mineralisation: Bakterien bevorzugen neutrales is schwach basisches Milieu Verfügbarkeit von Pflanzennährstoffe: KAK wird beeinflusst - in sauren Böden gibt es eine geringere Basensättigung wodurch weniger freie Plätze für Kationen zur Verfügung stehen (geringe KAK)
- 5. Welches sind die mengenmäßig wichtigsten streuzerkleinernden Lebewesen in einem Kalkbuchenwald auf der schwäbischen Alb und wer übernimmt diese Rolle in einem Bergmischwald im Nordschwarzwald? Schwäbische Alb - Kalkstein - neutraler Boden > 7 pH-Wert -> Regenwürmer, Bakterien Nordschwarzwald - Buntsandstein - saurer Boden < 4 ph-Wert -> Enchyträen (Fadenwürmer) und Pilze
- 6. Wo sind mehr Nährstoffe in der Streu gespeichert, die auf dem Mineralboden liegt: In einem Edellaubwald auf neutralem Standort oder in einem Fichtenwald aus saurem Standort. Warum? Im Fichtenwald da: Edellaubwald: -> Streu von Laubbäumen wird schnell zersetzt; Nährstoffe sind nicht lange gespeichert -> schnellere Humifizierung, Mineralisierung Fichtenwald: Streu von Nadeln wird langsam zersetzt; Nährstoffe sind lange in der Oberfläche in der Streu (auf saurem Boden gibt es außerem weniger Lebewesen die die Streu zersetzten könnten)
- 7. Durch welche Art von Untersuchungen kann man nachweisen, dass Böden durch anthropogen bedingten Säureeintrag versauert sind? Archivierte Bodenproben mit aktuellen Bodenproben vergleichen
- 8. Welche Puffersubstanzen gibt es im Boden und ab welchem pH-Wert reagieren sie? Kohlensäure/Carbonat (pH-Wert 8,6 - 6,2) Kohlensäure/Silikat (6,2 - 5) starke Säure/Silikat (5 -4,2) Aluminiumoxid (4.2-3) Eisen (< 3)
- 8. Wie lässt sich die Menge an Protonen berechnen, die durch den Austauscherpuffer neutralisiert werden kann? Austauschpuffer: Tonminerale, Huminstoffe Tonminerale (Schichtsilikate) reagieren mit Säuren und lösen sich auf, dabei werden Protonen verbraucht Bei Salzen wie Ca, Na, Mg werden mehr Protonen verbraucht da diese eine geringe Wertigkeit aufweisen. Die Menge der Protonen lässt sich anhand der Mol-Menge und der Wertigkeit des Elements berechnen zb. Na (einwertig) - 1x mol = Ladungsverbrauch
- 10. Waldkalkung ist umstritten. Nennen und erklären Sie zwei Argumente für die Kalkung von Waldökosystemen und zwei dagegen. Pro Kalkung: pH-Wert teigt und bekämpft somit anthropogene Versauerung Wiederherstellung günstiger Bodeneigeschaften (Nährstoffanteil) Contra Kalkung: natürlich versauerte Standorte werden gestört Kalkung hilft nur bis eine bestimmte Bodentiefe, die Versauerung ist jedoch auch in der Mineralsschicht, wohin gegen der Kalk auf die Humusauflage gestreut wird
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