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SLS-1000 > Chapitre 5.1: Notions de chimie des sols > Flashcards

Chapitre 5.1: Notions de chimie des sols Flashcards

1
Q

Quel est le point central des réactions (exemple: précipitation ou dissolution des minéraux, rétention/relâchement, absorption/exsudat racinaires)?

A

La solution du sol (les conditions du milieu, tel que le pH influence les réactions)

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Q

Composition de la solution du sol

A
  1. Eau
  2. Composés en solution (soluble)
    • organ. et inorg.
    • cations et anions
    • Solution électrolyte (conduit courant)
  3. Composés en suspensions (non soluble)
    - organiques et inor.
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3
Q

Exemples composés inorganiques en solution

A

Cations
-Forme échangeable: Ca2+, Mg2+, k+…
-Acidité: H+, Al3+, AlOH2+…

Anions
-Échangeable: Cl-, NO3-, SO42-
-Retenu sans être échangeable: H2PO4-, HPO42-

Complexes solubles

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4
Q

Exemples composés inorganiques en suspension (comment est-ce qu’on les appels)

A

(Colloïdes)

Particules minérales
-Argiles
-Limons fins

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Q

Exemples composés organiques en solution et en suspension

A

Solution:
- Sucres
- Acides aminés
- Acides organiques

Suspension (colloïdes)
- Virus
- Bactéries
- Archées
- Particules organiques

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6
Q

Qu’est ce que le pH?

A

Un indicateur de l’acidité. (ce n’est pas la cause de l’acidité)

Une mesure de l’activité des ions H+ dans la solution (acidité active)

Se calcul sur l’échelle de p: pH = -log(H+)

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7
Q

Quel est le pH optimal pour un sol et pourquoi ?

A

Neutralité entre 6,5 et 7,3. (on préfère 6,5)

Car les les éléments nutritifs sont d’avantage disponible

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8
Q

Quel autre facteur autre que la disponibilité des éléments nutritifs est important à considérer pour définir l’optimum du pH d’un sol ?

A

La tolérance/préférence de la plante.

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9
Q

Quel élément est le principal responsable de l’acidité des sols.

A

Aluminium, car il effectue des réactions d’hydrolyse qui rend plusieurs ions H+ en solution.

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10
Q

Pourquoi l’aluminium est considéré comme l’élément le plus important dans l’acidification des sols?

A

L’aluminium peut se lier à 6 atomes d’eau (Al(H2O)6 3+) et il peut décider d’effectuer un processus d’hydrolyse et libérer seulement un ion H+. (je pense que c’Est pas vrm en grande quantité, je pense que c’est plus le phénomène suivant qui est important)

Ça peut être le contraire aussi. Al 3+ en solution, qui vient capter du OH de l’eau. Cela libère donc un H+. Il peut faire cette réaction 4 fois.

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11
Q

Pourquoi les sols au Qc sont-ils acide?

A

À cause de leur composition minéralogique

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12
Q

Quel forme de l’aluminium peut se précipité?

A

Al(OH)3 0

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13
Q

Quelles sont les 3 formes d’acidité?

A
  1. Acidité active
  2. Acidité échangeable
  3. Acidité résiduelle
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14
Q

Quoi savoir sur l’acidité active

A

C’est l’acidité en solution, libre des particules colloïdes du sol. Lorsqu’on prend une mesure du pH c’est elle que l’on mesure. (pH à l’eau).
Cela influence la forme des ions en solution et l’activité microbienne

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15
Q

Quoi savoir sur l’acidité échangeable?

A

Se trouve dans la zone diffuse (attraction des colloïdes). Sur le complexe d’échange CEC.

On le mesure dans une solution de KCl 1M. Les cations K+ vont aller se fixer à la CEC et il vont s’échanger contre les cations Al. Ensuite les cations Al vont modifier le pH.

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16
Q

Quoi savoir sur l’acidité résiduelle?

A

Elle est non échangeable, mais pourrait le devenir. (je l’appel acidité dormante)

Al et H+ liés sur les argiles et l’humus.

Elle n’est pas mesurable

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17
Q

Qu’est-ce que l’acidité de réserve?

A

Acidité de réserve = Acidité échangeable + acidité résiduelle

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18
Q

Quoi s’avoir sur l’équilibre de l’acidité?

A

Équilibre entre acidité de réserve et acidité active. Si on modifie une, on crée un débalancement. Cela induit des modifications dans l’autre portion jusqu’à l’atteinte d’un équilibre

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19
Q

Quoi s’avoir sur la capacité à modifier le pH avec le chaulage? (principes du chaulage)

A

Principe:
Acidité de réservoir > Acidité active
Équilibre acide

Donc, on préfère essayer de neutraliser l’acidité de réservoir pour modifier l’acidité active (modification par la bande).

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20
Q

Quels sont les phénomènes contribuant à l’acidification des sols?

A
  1. Pertes de bases échangeables de la CEC
  2. Production d’acides organiques
  3. Fertilisants à base d’ammonium
  4. Érosion des sols
  5. Altération de la roche mère
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21
Q

Quoi savoir sur la pertes de bases échangeables de la CEC

A

Peut être simplement l’absorption des cations basiques par la plante
Plus on se rapproche de la neutralité, plus le phénomène est grand

Pluie acide: solubilisation du Al(OH)3, Al échangé dans la CEC et libération des cations basiques (ensuite lessivage)

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22
Q

Quoi savoir de l’acidification avec fertilisant ammonium

A

Lors de la nitrification, il y a libération d’ions H+

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23
Q

Quoi savoir des sols alcalins (pH et constitution)

A

pH > 7
Contient carbonates de calcium, de magnésium et de sodium
Sols calcaires:
- Présence carbonates de calcium libre (CaCO3)
Sols sodiques:
- pH contrôlé par NaHCO3 et Na2CO3

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24
Q

Quels sont les conditions pour le développement de sols alcalins?

A

Roche mère riche en carbonates
Régions arides (peu de pluie)
Chaulage excessif

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25
Q

Qu’est-ce qui fait augmenter le pH des sols alcalins?

A

Dissolution des carbonates dans l’eau

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26
Q

Quel est le pourcentage de saturation en bases des sols alcalins

A

environ 100%, toutes les charges négatives contiennent des cations basiques

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27
Q

Méthodes pour mesurer le pH du sol

A

Colorimétrique (papier)
Potentiométrique (labo)

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28
Q

Méthode potentiométrique

A
  • pH mètre et électrodes
  • Mesure une différence de potentiel (volt) entre 2 électrodes (référence et de mesure)
  • Nécessite calibration
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29
Q

Comment calibrer un pH mètre

A

Avec des solutions à pH connus, il calcul les différences de potentiel de 2 pts
Souvent pH 7 et 4
On fourni cela à l’instrument et il se trace une droite pour calculer les autres pH

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30
Q

Méthode potentiométrique dans quoi mesure-t-on le pH et quels sont les 3 types

A

Mesure dans un liquide

  1. Eau (méthode officielle):
    - mesure acidité active
    - pH mesuré plus élevé que les autres
    - Cheap
  2. CaCl2 0,01M: plusieurs avantages
    - Plus représentatif de la solution du sol
    - Plus stable
    - Plus couteux
    - Plus de préparation
    - Doit en être disposé
    - Acidité active et un peu échangeable
  3. KCl 1M
    - Acidité active et échangeable
    - pH mesuré plus faible que les autres
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31
Q

Facteurs influençant les mesures pH

A
  • Saison d’échantillonnage
  • Finesse de mouture (tamisage brise agrégats)
  • Dilution de l’échantillon (1:1, 1:2, 1:4)
    sol:liquide
  • Nature de la solution (eau, CaCl2, KCl)
  • Temps d’équilibre
  • Pression partielle de CO2
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32
Q

Qu’est-ce que le pouvoir tampon d’un sol

A

Capacité du sol à résister au changement de pH (acidité de réserve)

33
Q

Grosseur des réservoirs de l’acidité de réserve en fonction du type de texture de sol

A

Sol argileux = acidité de réserve élevé (pouvoir tampon élevé)

Sol sableux = acidité de réserve plus faible (pouvoir tampon plus faible)

34
Q

Correction de l’acidité des sols

A

Chaulage
Neutraliser l’acidité de réserve

35
Q

Que se passe-t-il lors du chaulage, exemple avec CaCO3

A
  • Dissociation CaCO3 dans l’eau (anion et base)
  • CO3 2- réagit avec H+ pour augmenter pH
  • Ca remplace Al sur CEC
  • Al se précipite dû à l’augmentation du pH par la première réaction
36
Q

Comment choisir amendement calcaire

A
  • Composition
  • Propriétés du produit
  • Besoin du sol
  • But visé
  • Coûts
  • Disponibilité
37
Q

Quels sont les sources des amendements calcaires

A

-Minéraux ou roches (calcaire, dolomie)
-Produits transformés (chaux vive, chaux hydratée)
- Autres (résidus betterave à sucre, cendres de bois)

38
Q

Quels sont les 3 catégories de chaux (Mg) selon le bureau de normalisation du Qc

A
  1. Chaux calcique (riche CaCO3, un peu MgCO3)
  2. Chaux magnésienne (CaCO3) (CaCO3 avec MgCO3)
  3. Chaux dolomitique
    - 20% ou plus de MgCO3
39
Q

Qu’Est-ce que l’IVA

A

Indice de valeur agricole de la chaux

IVA = pouvoir chaulant * % efficacité de la finesse de mouture

Pouvoir chaulant (PN aka pouvoir neutralisant) = ECC * 100

40
Q

Qu’est-ce que l’équation ECC

A

Équivalent de carbonate de calcium

= (moles de H+ neutralisées par l’amendemant de calcaire) / (moles de H+ neutralisée par la même Q de CaCO3 pur)

41
Q

Qu’est-ce que l’ECC

A
  • pouvoir neutralisant d’un produit
  • par comparaison avec CaCO3
  • Permet de comparer entre différents produits
42
Q

Quels sont les façons de déterminer le pouvoir neutralisant d’un produit chaulant

A
  1. Analyse minéralogique
  2. Titrage
  3. Analyse compositionnelle
43
Q

Quoi savoir sur les types de finesse de mouture pour la chaux (bnq)

A

C’est la grosseur des particules de chaux

BNQ - Chaux traditionnelle
- 95% < 2mm
- 40% < 0,15mm

BNQ - Chaux fine (plus dispendieuse)
- 98% < 2mm
-65% < 0,15mm

44
Q

Qu’est-ce que l’efficacité agronomique (EA) minimale

A

Efficacité en fonction des tailles de particules, car les plus petites se dissous à 100%. (moyenne pondérée)

2 à 0,15mm = 60%
<0,15mm = 100%

45
Q

Définition du besoin en chaux

A

Nb de moles de charge de cations basiques par kg de sol requis pour diminuer l’acidité échangeable à une valeur de pH considérée comme acceptable pour l’utilisation projetée

46
Q

Façon de calculer le besoin en chaux

A

pas pH à l’eau
Courbe pouvoir tampon (long mais précis)
pH tampon SMP (labo 4)
- Adaptée aux analyses de routine
- Moins précis, plus pratique

47
Q

Méthode pH tampon SMP

A

Mesure pH eau (1:1)
si pH eau < 6,3
- Ajout solution tampon SMP (pH 7,5)
- mesure nouveau pH
- voir table pour déterminer chaux

48
Q

Table pH tampon SMP

A

divisé minéral organique
colonne du pH après ajout solution SMP
pH visé donne la colonnes à regarder
quantité en t/ha
Selon IVA 100%, 0% humidité, profondeur 17 cm, MVA=1,32g/cm3

49
Q

Étape calcul pH tampon SMP (correction)

A
  1. Trouver la quantité
  2. Correction IVA
  3. Correction teneur eau
  4. Correction profondeur
  5. Correction pour la masse volumique apparente (MVA)
50
Q

Quels sont les paramètres à considérer lors de l’application de la chaux

A

Fractionnement de la dose
Incorporation
Période
Temps de réaction
Fréquence

51
Q

Fractionnement de la dose

A

Dépend texture du sol
Permet éviter déséquilibres nutritifs
G1 et G2:
- Chaux fine: 3 et 5 t/ha
- Chaux traditionnelle: 7 t/ha
G3: 2 et 5 t/ha

52
Q

Incorporation, période, temps

A

Incorporation
- 5 à 10cm
- éviter enfouir trop profond
- travail réduit et semis direct = pas enfouis
Période d’épandage
- Faible risque de compactage
Temps de réaction
- 12 à 18 mois

53
Q

Fréquence

A

4 à 5 ans
chaulage d’entretien annuellement

54
Q

2 raisons de chauler un sol

A
  1. Disponibilité des éléments
  2. Besoin de certaines cultures
55
Q

Correction de l’alcalinité des sols

A
  1. Fertilisants ammoniacaux (nitrification)
  2. Amendements organiques (acides organiques)
  3. Soufre élémentaire (réaction d’oxydation)
  4. Sulfate de fer (FeSO4)
  5. Sulfate d’aluminium (Al2(SO4)3) (attention toxicité Al) (hydrolyse)
56
Q

Correction de l’alcalinité avec sulfate de fer

A

Fe 2+ s’oxyde en Fe 3+
Fe 3+ fait des réaction d’hydrolyse et acidifie le sol

Besoin de grande quantité et coûte cher

57
Q

Quoi d’autre faut-il considérer lors de la correction de l’alcalinité des sols

A

Présence ou non de CaCO3 libre (calcaire)
- En faisant un titrage avec un acide

58
Q

Pourquoi faut-il considérer CaCO3 lors de la correction de l’alcalinité des sols

A

CaCO3 libres agissent comme tampon

59
Q

Absorption vs adsorption

A

Absorption: intégrer à l’intérieur

Adsorption: coller à la surface

60
Q

Qu’est-ce qui est responsable du pouvoir adsorbant du sol

A

Les charges de surface
- CEC et CEA
- Capacité des particules à retenir sur leurs surfaces des ions provenant de la solution du sol

61
Q

Rappel: charges variables particules minérales

A

Proviennent groupement OH-, en fonction du PCZ du minéral et pH du milieu

PCZ < pH -> (-)
PCZ > pH -> (+)

62
Q

Rappel: charges groupes fonctionnels matière organique

A

Groupe fonctionnel acide: donneur proton
Groupe fonctionnel basique: récepteur proton

En fonction du pKa et pH milieu

GFAcide: pKa < pH -> (-)
GFBasique: pKa > pH -> (+)

63
Q

Localisation charges permanentes vs variables

A

Permanentes: diffuse ou localisées selon l’endroit de la substitution iso
- Surface minérale = localisé
- Intérieur minérale = diffuse

Variables: localisée

64
Q

Qu’est-ce qui détermine si la charge est diffuse ou localisée

A

Si la charge est en contact avec la solution du sol = charge localisée

65
Q

Avec quel type de localisation de charge est-il possible de faire des liaisons chimiques avec ions en solution (covalente ou ionique)

A

Charge localisée

66
Q

Rétention cations échangeables vs non échangeables

A

Échangeable
- Ions conservent molécules d’eau de leur sphère d’hydratation
- Attraction électrostatique
- Charges localisées ou diffuses

Non échangeable
- Ions ne conservent pas toutes les molécules d’eau de leur sphère d’gydratation
- Liaisons chimiques (ionique, coval) impliquant électrons
- Charges localisées

67
Q

Échangeable vs non échangeable, quel est la différence pour aller les chercher

A

Échangeable seulement des forces physiques, pas besoin de briser des liaisons chimiques

Non échangeable, il faut briser les liaisons chimiques. Prend plus d’énergie

68
Q

Quels sont les éléments non échangeable

A

Souvent des éléments polluants comme les métaux (milieu du tableau périodique). Ils peuvent s’accumuler dans les sols

69
Q

À quoi servent les cations échangeables

A

Rétention des éléments nutritifs
Relâchement de ces éléments par échange

70
Q

Quel facteur influence la sélectivité des cations échangeables

A
  1. Valence (3+ > 2+ > 1+)
  2. Degré d’hydratation des ions (plus hydraté = plus grande distance entre les forces)
  3. Action de masse (quantité ex: chaux)
71
Q

Rappel CEC, unités

A

Somme charge négatif retenant cations

cmol (+)/kg

72
Q

Facteurs affectant CEC
Quel est le lien entre CEC et texture sol

A

Texture et quantité de MO

Plus la texture est fine, plus le sol est réactif donc une plus grande CEC des G1 que G3

Sol organique = très forte CEC

73
Q

Types de cations échangeables

A

Cations acides
Cations basiques

74
Q

Quoi savoir sur cations acides

A

Acidité échangeable
H+, Al 3+, AlOH 2+, Al(OH)2 +
(hydrolyse de l’aluminium)

75
Q

Quoi savoir sur cations basiques

A

Bases échangeables
Ca 2+, Mg 2+, K+ et (Na +, NH4 +)

76
Q

Qu’Est ce qui occupe la CEC

A

Cations basiques (acidité échangeable) et cations basiques (bases échangeables) occupent la CEC en même temps. Il y a donc compétition

77
Q

Qu’est-ce que le pourcentage de saturation en bases

A

Proportion de cations basiques qui occupe la CEC du sol
%Sat.base = somme cations (cmol+/kg)/CEC *100

78
Q

Lien entre pH et % saturation en bases

A

pH actif faible = %sat.base faible
car plus de cations acide sur la CEC

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