Chimie des sols

INTRODUCTION  

Forme minérale ou organique des éléments : selon le fonctionnement du sol

→ libération des éléments différentielle

Sol en interaction avec l’atmosphère et l’hydrosphère : il faut tenir compte des flux d’entrée et de sortie qui apportent et retirent des éléments

Certains éléments sont plutôt constitutifs des roches et d’autres de la MO

La concentration totale n’est pas un indicateur de la quantité disponible pour les organismes : un élément peut être présent dans le sol mais non disponible  

Dans le sol :

• phase solide
• phase liquide
• phase gazeuse

Il y a également des réactions entre les phases, réactions de transfert

Spéciation : ensemble des formes chimiques (espèces) d’un élément

ex : NH4+, N2, N03- …

Partition : éléments se répartissent dans les ≠ phases du sol

Phase solide : Minéraux et MO du sol

Un élément est disponible quand il passe dans la solution du sol : les plantes peuvent absorber des ions libres ou de formes complexés si les complexes sont de petite taille.

La disponibilité des éléments sera la mobilité chimique (spéciation : capacité de l’élément à arriver dans la solution) + mobilité physique

1. SPÉCIATION, CHARGE ET MOBILITÉ

I.1. Les réactions acides-bases

Hydratation

Molécule d’eau est polaire → quand un ion arrive : molécules d’eau viennent entourer l’ion ← explique pourquoi les ions de charges opposés ne s’attirent pas toujours

Ions vont être en solution. Le nombre de molécules d’eau est compris entre 4 et 6 autour de l’ion → réduit sa capacité à interagir avec les autres ions

Dans la solution du sol, il y a énormément d’ions : non idéale : force ionique FI (voir feuille pour formule) 

→ On utilise pas la concentration mais la force ionique

Solution idéale : énormément dilué quant les réactions/interactions électrostatiques sont quasiment absente : que des réactions chimiques

Hydrolyse

Quand la polarisation de la molécule d’eau est trop importante : dissociation de la molécule d’eau : hydrolyse

→ modifie la charge de l’élément contrairement à la réaction d’hydratation

ex feuille Aluminium

réaction d’hydrolyse très sensible au pH de la solution et l’influence

➔ influence la spéciation de l’ion

Potentiel ionique (PI) = Z (valence)/r(rayon)

Le ration permet de prédire le comportement des ions

Il y a 3 classes de potentiel ionique :

• PI < 0,03 : ions sont hydratés mais pas hydrolysés : cations « basiques »
• PI < 0,1 : ions sont hydrolysés et libère un proton : cations « acides »
• PI > 0,1 : ions sont hydrolysés et provoque la dissociation complète de la molécule d’eau

Selon le pH, prédominance d’espèces

Réactions acide base à l’interface solide-liquide

Au niveau des argiles : groupe aluminol silanol sont capables de récuprer ou libérer un proton en fonction du pH de la solution : minéraux pH dépendants

La MO du sol = MO stable 

Selon le pH de la solution → MO porte des charges + ou –

I.2. La complexation

Les ligands dans la phases aqueuses du sol : petite MO ou minéraux

Enlève les ions libres dans la solution du sol

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