Se hela uppslaget, klicka här!

Utifrån främsta egenskaper i KLOK & UTLAK & praktiska försök 2020

Näring, höjdkurva, pH, hydroxid, fosfat, sulfat, sulfid, redox



Klicka i dokumentet till vänster på blåmarkerat grundämne, så visas information här.
Reaktionsformlerna i materialet är inte ämnade att vara exakta, utan ska bara visa rimliga möjligheter.
pH är mätt i närliggande älv-vatten och inverkan beräknad kemometriskt för 28 platser.



Aluminium

Svagt stigande samband mot växtnäring. Följer starkt höjdkurvan nedåt. Svagt fallande samband mot pH. Svårlöslig hydroxid. Starkt stigande samband mot fosfor. Fosfaten olöslig i vatten. Sulfaten lättlöslig. Sulfiden sönderdelas med vatten. Utlakas med ökad sulfid-tillgång vilket är bekräftat praktiskt.




Barium

Starkt stigande samband mot växtnäring. Följer höjdkurvan starkt nedåt. Fallande samband mot pH. Lättlöslig hydroxid bildas av BaO i kontakt med vatten. Fosfaten olöslig i vatten. Sulfaten är väldigt svårlöslig. Sulfiden löslig. Utlakas med ökad sulfid-tillgång vilket är bekräftat praktiskt.




Bly

Starkt stigande samband mot växtnäring. Följer starkt höjdkurvan uppåt. Starkt stigande samband mot pH (upp till pH 7 enligt kemometrin). Hydroxiden är svårdefinierad, men löses i syra. Fosfaten är svårlöslig. Sulfaten är svårlöslig. Sulfiden svårlöslig. Utlakas med ökad sulfid-tillgång vilket är bekräftat praktiskt.




Fosfor makronäring

Svagt stigande samband mot växtnäring, Följer höjdkurvan svagt uppåt. Fallande samband mot pH. Fosforsyrans (H3PO4) tre syrakonstanter är pH 2,14 pH 7,20 pH 12,37. Sulfaten är olistad men det finns uppgifter om svårlösligt kalciumsulfatfosfat CaSO4PO4 som kan binda svavel och fosfor i sulfatjord. Det kanske finns fosforpentasulfid (P2S5) som bildas från bakteriellt reducerat fosfin (PH3) och svavelväte (H2S) vilka förekommer i sulfidjord. Fosfor binds med ökad sulfid-tillgång i jorden och utlakas vid sulfidbrist, vilket är bekräftat praktiskt. Fosfor är ofta det begränsande näringsämnet i jorden, så dess tillgänglighet är viktig. De flesta fosfater är svårlösliga vilket påverkar utlakning.




Järn mikronäring

Stigande samband mot växtnäring. Följer höjdkurvan svagt uppåt. Fallande samband mot pH. Hydroxiden Fe(OH)2 är lite löslig, FeO(OH) är olöslig vid pH 7. Fosfaten av Fe(II) är olöslig, den av Fe(III) något löslig. Sulfaten av Fe(II) är lättlöslig, den av Fe(III) är lite löslig. Sulfiden av Fe(II) är olöslig men reagerar med syra, Sulfiden av Fe(III) är väldigt lite löslig. Utlakas med ökad sulfid-tillgång vilket är bekräftat praktiskt.




Kalcium makronäring

Starkt stigande samband mot växtnäring. Följer höjdkurvan starkt nedåt. Fallande samband mot pH. Hydroxiden är lite löslig. Kalciums fosfater har näringsvärde och kallas CCP (Colloidal Calcium Phosphate). Sulfaten är lite löslig. Sulfiden sönderdelas med vatten. Utlakas med ökad sulfid-tillgång vilket är bekräftat praktiskt.




Kalium makronäring

Svagt stigande samband mot växtnäring. Följer höjdkurvan starkt nedåt. Stigande samband mot pH. Hydroxiden är väldigt lättlöslig. Fosfaterna är lättlösliga. Sulfaten är löslig och används i gödsel. Sulfiden omvandlas i vatten till KSH (löslig) och KOH. Liten utlakande inverkan av svavel, minskar vid utlakning av fosfor (som natrium). Tillsatsen av lättlösligt kaliumkarbonat i en av testjordarna visar sig inte alls efter tio års lakning.




Kisel

Starkt fallande samband mot växtnäring. Följer starkt höjdkurvan uppåt. Starkt stigande samband mot pH. Kiselsyra Si(OH)4 (eller H4SiO4) har en basisk syrakonstant pKa1 = 9,84 och har en löslighet på ca 2 milli molar. Fosfaten kan vara Si(H2PO4)4.

Genom långvarig inverkan och överskott av kiseldioxid påverkas mängden tillgängligt svavel, och ger ett negativt växtnärings-index för kisel. Har utlakande effekt på fosfor med flera, men detta är med stor sannolikhet pga bildandet av silikater med olika löslighet. Kisel bildar även sulfat som Si(SO4)2 i sulfatjord. En möjlighet är utbytesreaktioner av sulfider som tex.
3 SiO2 + 2 Na2S → 2 Na2SiO3 + SiS2

En annan teoretisk väg för utlaking:
Kisel kan binda sulfid som SiS2 och påverka de lättlösliga sulfiderna. Kiselsulfid återgår sedan till SiO2 vid hydrolys.
SiO2 + 2 H2S → SiS2 + 2 H2O
eller: H2S + H4SiO4 → SiS2 + 4H2O
eller: SiO2 + 3S0 → SiS2 + SO2
SiS2 + 4 H2O → H4SiO4 + 2 H2S
H4SiO4 ⇌ SiO2 + 2 H2O

Eller reagerar SiO2 med SO2 till SiS2

SiS2 kan polymerisera till SiS4-kedjor som används till flockningsmedel vid vattenrening.




Koppar mikronäring

Stigande samband mot växtnäring. Följer höjdkurvan svagt nedåt. Fallande samband mot pH. Koppar(I) hydroxid är instabil (lättoxiderad). Koppar(II) hydroxid är svårlöslig, men reagerar med koldioxid och bildar ärg. Fosfaten är svårlöslig. Sulfat av Cu(I) är lättlöslig och instabil, sulfaten av Cu(II) reagerar exotermt till ett akvakomplex i vatten. Det finns många sulfider av koppar, Cu(I) är instabil, Cu(II) är vanligare. Det är troligt att Cu(I) förekommer i jord, med tanke på dess utlakning längs höjdkurvan. Det är en motsättning i de praktiska mätningarna, koppar har anrikats i jorden med tillsats av CaSO4 som reduceras till sulfid, vilket kan öka oxidation av Cu(I) till Cu(II). Jord med zirkonium bunden sulfid minskar också utlakningen av koppar, jämfört med den obehandlade referensjorden. Detta beroende på olika redox-förhållanden i provjordarna.




Krom

Starkt fallande samband mot växtnäring. Följer höjdkurvan starkt uppåt. Fallande samband mot pH. Krom(III) hydroxid är svårlöslig och amfoter (reagerar med både syror och baser). Fosfaten är olöslig och samvarierar starkt med nickel. Sulfat av Cr(II) är lättlöslig, den av Cr(III) förekommer som lättlöslig om den har kristallvatten, eller som olöslig utan kristallvatten. Sulfiden av Cr(III) är olöslig. Krom utlakas av tillgänglig sulfid, vilket är påvisat praktiskt. Cr(III) är giftigt för växter.




Magnesium makronäring

Stigande samband mot växtnäring. Följer höjdkurvan uppåt. Fallande samband mot pH. Hydroxiden Mg(OH)2 är svårlöslig. Det finns både lösliga och olösliga fosfater. Sulfater med flera olika hydrater är lösliga. Sulfiden sönderdelas i vatten. Utlakas vid ökad sulfid-tillgång, vilket är bekräftat praktiskt.




Mangan mikronäring

Stigande samband mot växtnäring. Följer höjdkurvan uppåt. Stigande samband mot pH. Mn(II) joner bildar kompetitivt svårlöslig hydroxid från natriumhydroxid och övriga alkalimetaller. En redox-reaktion är:
MnO2(s) + 2H2O + 2e- ⇌ Mn(OH)2 + 2 OH-
Fosfaten Mn3(PO4)2 är svårlöslig, dessutom finns ett stort antal mangan och fosfor-haltiga mineral. Sulfaten är löslig. Sulfiden är lite löslig. Utlakas av tillgängligt svavel, vilket är bekräftat praktiskt.




Molybden mikronäring

Stigande samband mot växtnäring. Följer höjdkurvan nedåt. Fallande samband mot pH. Dodeka molybdofosforsyra, H3PMo12O40 är löslig. sulfat olistad, men Mo bildar molybdat av liknande karaktär. Sulfiden MoS2 är svårlöslig, men utlakas enligt kemometrin av kisel, zirkonium, vanadin, bly, nickel och krom men inte zink. Molybden är inte listad i de praktiska försöken.




Natrium

Starkt fallande samband mot växtnäring. Följer höjdkurvan starkt nedåt. Starkt fallande samband mot pH. Hydroxiden är lättlöslig. Det finns många olika fosfater av natrium, kemometrin visar ett stigande samband med fosfor. Sulfaten är löslig. Sulfiden är löslig. Enligt praktiska försök utlakas natrium vid ökad tillgång på svavel, och även vid minskad mängd fosfor.




Nickel

Starkt fallande samband mot växtnäring. Följer höjdkurvan uppåt. Starkt fallande samband mot pH. Nickelhydroxid Ni(OH)2 är lite löslig, elektroaktiv och reagerar till NiO(OH) som är en svårlöslig amfoter. Fosfaten Ni3(PO4)2 är svårlöslig och samvarierar starkt med krom. Sulfaten NiSO4 är lättlöslig. Sulfiden är svårlöslig. Enligt praktiska försök binds nickel vid ökad sulfid-tillgång.




Strontium

Fallande samband mot växtnäring. Följer höjdkurvan nedåt. Starkt fallande samband mot pH. Hydroxiden är lite löslig. Fosfaten är olistad, men förekommer i mineral. Sulfaten är väldigt svårlöslig. Sulfiden hydrolyseras enligt
SrS + 2 H2O → Sr(OH)2 + H2S
Strontium utlakas vid ökad sulfid-tillgång, enligt praktiska försök.




Svavel makronäring

Inga kemometriska data på svavel. Men dess inflytande kan ses indirekt och i praktiska försök där sulfid bildas under oxidationszonen på 15cm djup. Svårlösliga sulfider som bly, titan, zink och zirkonium stannar uppför höjdkurvan, dessa verkar utlakande på fosfat i tävlan om bindande svavel. Många ämnen har dessutom utlakningsväg med sulfid, som tex barium vilket har ett svårlösligt sulfat men lättlöslig sulfid och utlakas i praktiska försök och i kemometrin av tillgänglig sulfid starkt nedåt längs höjdkurvan.




Titan

Starkt ökande samband mot växtnäring. Följer starkt höjdkurvan uppåt. Svagt stigande samband mot pH, det finns flera syror av titan enligt [TiOx(OH)4−2x]n med okända egenskaper. Fosfat är olistad. Titan disulfat Ti(SO4)2 är något löslig, även titanyl-sulfat existerar, tex polymer TiOSO4. Sulfiden TiS är mer löslig än TiS2. Titan utlakas med tillgänglig sulfid enligt praktiska försök.




Vanadin

Svagt minskande samband mot växtnäring. Följer höjdkurvan uppåt. Svagt fallande samband mot pH. Vanadat VO3−4 bildar en syra, med tre pKa 9–12, 4-9 och 2-4. Det finns flera fosfater av VOxPO4 Fosfater av vanadin förekommer av V(III) utan extra syre och V(IV) med ett extra syre, dessa är alla olösliga. Sulfaterna VSO4(H2O)x är vattenlösliga och bildar vid lösning luftkänsliga akvakomplex av vanadin. Sulfiden vanadiumpentasulfid (V2S5) förekommer troligen i sulfidjord, och har enligt kemometrin (KLOK) en kurvform väldigt lik fosforpentasulfid. Men utlakas i motsats med tillgänglig sulfid enligt praktiska försök.




Zink mikronäring

Starkt ökande samband mot växtnäring. Följer höjdkurvan uppåt. Stigande samband mot pH. Hydroxiden är amfoter och lite löslig. Fosfaten är olöslig. Sulfaten är löslig. Sulfiden är olöslig. Zink utlakas i praktiska försök vid ökad tillgång på svavel, och vid överskott av zirkonium (som också binder sulfid).




Zirkonium

Starkt ökande mot växtnäring. Följer höjdkurvan starkt uppåt. Stigande samband mot pH. Hydroxiderna är svårdefinierade och lite lösliga. Fosfaterna är kemiskt stabila. Sulfaterna är lättlösliga. Sulfiden är svårlöslig. En tillsats av ZrO2 i överskott gjordes till en av testjordarna i de praktiska försöken enligt KLOK, och har givit en intressant vinkel på sulfiders mobilitet.