Tài liệu Các hợp chất nhôm và vấn đề độ chua pdf

118
CHƯƠNG 7
CÁC HỢP CHẤT NHÔM VÀ VẤN ĐỀ ĐỘ CHUA.
7.1 Nhôm trong đất và vai trò của nhôm trong đất.
Trong số các nguyên tố nhóm III Hệ thống tuần hoàn, nếu xét về mặt số lượng trong
đất thì chỉ có nhôm là chứa ở trong đất với một lượng lớn (nhóm đa lượng) và đóng một vai trò
quan trọng, các nguyên tố còn lại của nhóm này thuộc vào nhóm vi lượng và siêu vi lượng.
Bảng 7.1 Hàm lượng ( %) trong thạch quyển, đất và thực vật của một số nguyên tố
nhóm III
Nguyên tố Thạch quyển Ðất Tro thực vật
B
1,2 x10
-3
1 x10
-3
4.10
-2
Al 8,05 7,13 1,4
Sc
6 x10
-4
7 x10
-4 -
Y
2,8 x10
-3
5 x10
-3 -
La
1,8 x10
-3

3 x10
-3 -
Ac
6 x10
-10 - -
Nguồn: D. S. Orlov, 1992
Hàm lượng nhôm trung bình ở vỏ trái đất chiếm khoảng 8% khối lượng. Hàm lượng
nhôm trong đất phụ thuộc rất lớn vào đá mẹ. Có những loại đá mẹ rất nghèo Al ví dụ như đá
mác ma siêu bazơ (0,45%), trong khi đó các đá khác như đá trầm tích, đá sét, và đá phiến hàm
lượng nhôm trong đá có thể lên đến 10-11%. Các đá macma axit, mácma trung tính hoặc
mácma bazơ (granit, dionit, bazan....) có hàm lượng nhôm trung gian (7-9%).
Hàm lượng nhôm trong nước đại dương 0,01 mg/lit. Nước của các hồ và các nước sông
chứa lượng nhôm cao hơn khoảng 0,02-0,03mg/lit. Trong những loại nước có phản ứng kiềm
(pH = 9-11) hàm lượng nhôm trong nước có thể đạt 0,5-0,7mg/lit. Hàm lượng nhôm cao nhất
tìm thấy trong nước ngầm, có thể đạt vài mg/lit.
Trong động vật, hàm lượng nhôm trung bình đạt 5 x10
-3
%. Trong tro thức vật hàm
lượng nhôm khá cao, có thể tới 1,4%.
Ðất khác nhau chứa lượng nhôm khác nhau, ví dụ hàm lượng nhôm trung bình của các
loại đất ở phần châu Âu của Liên xô (cũ) khoảng 7 %, nhưng khoảng dao động của nó lại khá
lớn. Hàm lưọng Al trong đất thịt: 6-7%; đất cát: 1,5-2%; đất than bùn: 0,1-0,5%. Theo
Nguyễn Vi - Trần Khải (1978) hàm lượng Al trong đất feralit/bazan: 11,87%; đất
feralit/granit: 8,9%; đất bạc màu: 0,8%.
Hàm lượng nhôm phân bố ở các tầng đất khác nhau là khác nhau. Ví dụ ở đất podzon
đồng cỏ (Nga) hàm lượng nhôm cao nhất thấy ở tầng tích tụ B, C; ở tầng này, hàm lượng
nhôm có thể gấp 1,5-2 lần so với tầng A1 và A2. Ðiều này cũng thấy ở đất xám rừng bị
podzon hoá, đất đỏ... Sự phân bố nhôm đều nhau giữa các tầng thường gặp ở các đất thảo
nguyên và đất chernozem.
Nhôm đóng vai trò rất lớn trong quá trình hình thành các đặc tính đất cũng như độ phì

nhiêu của đất, vai trò này được quyết định bởi các nguyên nhân sau:
+ Do hàm lượng nhôm trong đất cao và nó tham gia vào thành phần của các
aluminsilicat, cùng với Si, O và C, nó đóng một vai trò quan trọng trong đất, các aluminsilicat
chiếm 85% khối lượng vỏ trái đất.
+ Nhôm có khả năng tham gia phản ứng khá cao, di chuyển mạnh và hình thành nên
những dạng hợp chất khác nhau trong đất. Dựa vào sự phân bố của các hợp chất của nhôm và
119
sự phân bố nhôm theo các tầng phát sinh để chuẩn đoán đất và các quá trình quá trình xảy ra
trong đất.
+ Nhôm tham gia vào việc hình thành độ chua tiềm tàng của đất (độ chua trao đổi và
độ chua thuỷ phân).
+ Hàm lượng cao của các hợp chất nhôm di động ở trong đất có ảnh hưởng không lợi
đến sự sinh trưởng, phát triển của cây do:
- Sự có mặt nhiều nhôm trong đất sẽ gây ra hiện tượng cố định lân làm giảm lượng lân
hoà tan cung cấp cho cây.
- Nhôm có tác động độc đối với nhiều loại cây trồng. Khi nồng độ nhôm trong dung
dịch khoảng 1 ppm (mg/lit) là đã bắt đầu làm chậm hoặc ngăn cản sự sinh trưởng phát triển của
cây.
7.2 Các hợp chất của nhôm trong đất.
Nhôm trong đất có thể tồn tại ở các dạng khác nhau với các độ hoà tan khác nhau.
+ Đối với các vùng khí hậu ẩm (đất podzol, đất podzol đồng cỏ, đất lầy, đất đỏ…) đặc
trưng bởi sự tồn tại của Al hoà tan và trao đổi. Nồng độ của Al trao đổi trong đất có thể từ
0,1-10 mđ/100g đất.
+ Trong đất nhôm còn có thể tồn tại ở dạng oxit và hydroxit.
- Oxit nhôm Al
2
O
3
thường gặp trong các đá ở dạng corundum có độ cứng cao và bền
vững đối với axit. Oxít này có thể có màu xám hơi xanh hoặc ánh vàng nhưng khi có lẫn Cr,

Mn, Fe, Ti, thì các corundum thường có màu đỏ, xanh hoặc đen. Ðó chính là các loại đá quý :
rubi, xaphia, hồng ngọc ... Corundum thường gặp trong boxit, xienit, pyroxen, đá phiến, gơnai.
Mặc dù rất bền vững trong điều kiện tự nhiên, corundum vẫn bị chuyển hoá từ từ thành diaspo
hoặc gipxit
- Ở dạng hydroxít, thường gặp nhất trong đất là gipxit hay hidragilit - Al(OH)
3
. Gipxit
có cấu trúc tinh thể được cấu tạo từ các lớp khối 8 mặt (bát diện) hydroxit nhôm (hình 7.1).
- Cùng với gipxit trong đất có thể gặp
bemit: g-AlOOH và diaspo: a-AlOOH (hoặc
HAlO
2
). Ðây là những khoáng vật đặc trưng
cho boxit và các đất alit nhiệt đới cổ.
Các hydroxit nhôm tồn tại ở trong
đất ở trạng thái kết tinh lẫn trạng thái vô
định hình. Al(OH)
3
mới bị kết tủa không có
cấu tạo tinh thể.
+ Ngoài các oxít và hydroxit nhôm
tự do, có thể gặp các dạng nhôm vô định
hình - alophan. Các alophan có công thức
chung là [nSiO
2
.mAl
2
O
3
].H

2
O. Trong
thành phần của alophan, hàm lượng Al
2
O
3
dao động từ 24 đến 40%; SiO
2
: 21-40% và
H
2
O: 39-44%. Các alophan có tỷ lệ Si/Al =
1/1, có tính chất lưỡng tính, có điện tích
thay đổi phụ thuộc vào pH, có khả năng liên
kết các ion photphat và các anion khác.
Hình 7.1 Sơ đồ cấu trúc của gipxit: 1- OH
phân bố dưới mặt phẳng; 2- OH phân bố trên
mặt phẳng; 3- Al
Dung tích trao đổi cation (CEC) của nó từ 20-50mđ/100g. Dung tích trao đổi anion khoảng
5-30 mđ/100g. Hàm lượng alophan cao trong đất sẽ ảnh hưởng đến tính chất của đất: làm giảm
dung trọng, tăng tính tạo hình và khả năng giữ nước của đất. Giống với thành phần của
120
alophan trong đất còn có imogolit: SiO
2
.Al
2
O
3
.2,5 H
2

O. Nhiều người cho rằng alophan là
tiền thân của imogolit.
+ Trong điều kiện tự nhiên cũng có thể hình thành và tích luỹ các khoáng vật – các
muối chứa Al. Trong đất các hợp chất nhôm này không bền.
Đó là các muối phèn KAl(SO
4
)
2
.12H
2
O được hình thành khi có sự bay hơi của dung
dịch nước tự nhiên. Trong các đá chua khi tương tác với khí sunphua sẽ hình thành và tích luỹ
phèn alunit KAl
3
(SO
4
)
2
(OH)
6
. Ở các đá pecmatit, gơnai tích luỹ kryolit Na
3
AlF
6
. Các loại
phèn hoà tan tốt trong nước, kryolit tuy yếu hơn, nhưng nói chung cũng hoà tan khá tốt, vì vậy
khi đi vào đất những khoáng vật này nhanh chóng chuyển hoá, thường là chuyển thành các
hydroxit khác nhau.
+ Trong đất còn gặp (tuy rằng hiếm) các khoáng vật có tên là spinel với công thức
chung R”O R

2
”’O
3
, trong đó R” là Mg
2+
hoặc Fe
2+
còn R”’ là Fe
3+
, Al
3+
, Cr
3+
. Thường
gặp nhất là spinel MgAl
2
O
4
.
+ Các hợp chất đơn giản và phức chất của nhôm với các chất hữu cơ
Al dễ dàng hình thành các hợp chất đơn giản và phức chất với phần hữu cơ của đất
- Al
3+
hình thành phức chất với ion oxalat (COO)
2
2-
, ion salisilat
[C
6
H

4
(COO)O]
2-
…Al cũng có thể hình thành các hợp chất phức với axit uronic (hợp chất
tương tự đường, trừ các bon cuối được oxy hoá từ rượu thành nhóm các cacboxyl, ví dụ axit
galacturonic, axit glucuronic) hoặc polysacarit cũng được hình thành.
- Ở tầng đất mặt gặp khoáng vật melit Al
2
C
12
O
12
.18H
2
O. Đây là muối nhôm có mầu
vàng mật ong của axit melitic C
6
(COOH)
6
. Axit là sản phẩm của quá trình oxy hoá các hydrat
cacbon polime hoá dạng vòng (ví dụ, than chì) và có thể tìm thấy nó trong các điều kiện tự
nhiên hoặc trong phòng thí nghiệm. Ngưòi ta cũng đã tìm thấy một lượng nhỏ của axit melitic
trong các sản phẩm oxy hoá các hợp chất mùn.
- Al có thể hình thành các muối phức với các axit mùn, khi này Al tham gia vào thành
phần anion của phân tử dưới dạng như sau:
hoặc
Theo l. N. Alekxandrova Al trong thành phần của hợp chất mùn nhôm có bản chất hai
mặt: Al kết hợp với các nhóm chức bên trong của phân tử mùn (phần anion) không có khả
năng tham gia phản ứng trao đổi cation, còn Al thay thể H
+

của các nhóm chức bên ngoài có
thể tham gia vào phản ứng này. Điều này có thể được minh hoạ bằng công thức tổng quát:
121
Các hợp chất hấp phụ được hình thành do Al trong đất có thể có một số dạng. Có thể
là sự hấp phụ hydroxit Al trên bề mặt các khoáng vật sét, hoặc các phức hệ hấp phụ ít tan được
tạo thành khi tương tác với các hợp chất mùn, sự hấp phụ các ion Al trên bề mặt các hạt
photphat, cũng như sự hấp phụ photphat, bao gồm cả sự trao đổi anion, trên bề mặt các oxit và
hydroxit nhôm.
Nhôm với các anion photphat tạo thành các hợp chất khó tan, trong đó có varisit
(AlPO
4
.2H
2
O) có độ hoà tan không cao, tích số tan của nó được tính theo phương trình:
pK = pAl
3+
+ 2pOH
-
+ p(H
2
PO
4
-
) = 30,5 (7.1)
Photphat nhôm thông thường (AlPO
4
) có tích số tan bằng 5,75 x 10-19
.
Thường sự
hấp phụ và trao đổi ion của các photphat trên bề mặt các keo (gel) oxit và hydroxit nhôm,

trong đó
có cả trên bề mặt các alophan.
Sự hấp phụ các ion photphat bởi các aluminsilicat diễn ra theo các loại phản ứng sau:
(1) Sự trao đổi các ion photphat bằng các ion OH
-
:
(7.2)
(2) Tách một phân tử nước
(7.3)
(3) Trao đổi các ion photphat bằng các phân tử (ion) hấp phụ bởi các gel (keo) silicat
(7.4)
+ Phần lớn Al trong các loại đất ở dạng các silicat, đây cũng chính là các hợp chất bền
vững nhất của nhôm.
- Trong số silicat này có nhômsilicát khan silimanit và dysten (hoặc kyanit) có công
thức chung là Al
2
SiO
5
, chúng được phân biệt với nhau bởi dạng tinh thể . Những khoáng vật
này đặc trưng cho các đá trầm tích, trong đất ít gặp.
- Trong các nhóm hạt đất có kích thước lớn nhôm tồn tại ở dạng octo hoặc polysilicat
khác nhau điển hình là muscovit, epidot, microlin, octoklaz, plagioklaz – anbit, anoctit và các
dạng trung gian giữa chúng.
- Trong các nhóm hạt mịn của đất, nhôm ngoài tồn tại ở dạng ôxit và hydrôxit ra nó
còn có trong thành phần của các silicat dạng lớp (người ta thường gọi là khoáng vật sét). Ðó là
các khoáng vật như: kaolinit, monmorilonit, clorit và các hợp chất có chứa Al khác.
Do tính đa dạng của các hợp chất của nhôm trong đất, cũng giống như một số các
nguyên tố khác, trong thực tế rất khó xác định riêng từng hợp chất trong mỗi loại đất cụ thể.
Vì vậy để thuận lợi và hiệu quả hơn nên xác định các nhóm hợp chất, mỗi nhóm hợp chất
thường có một vài đặc điểm giống nhau, cũng giống như trong thực tế người ta xác định các

nhóm mùn, nhóm photphat, nhóm sắt…
122
Theo S.V Zôn, người ta chia các hợp chất Al thành các dạng sau: nhôm silicat là nhôm
tham gia vào mạng lưới tinh thể của các alumintsilicát, nhôm tự do là nhôm không tham gia
vào mạng lưới tinh thể của các alumintsilicát bao gồm hợp chất nhôm có cấu trúc tinh thể và
hợp chất nhôm vô định hình.
Nhôm silicat được xác định bằng hiệu số giữa hàm lượng tổng số của nó và số lượng
Al được chuyển ra dung dịch chiết bằng NaOH 1N (theo Diushophur – Sushie). Trong dịch
chiết bằng NaOH 1N cho phép xác định lượng nhôm tự do. Ðể xác định lượng nhôm vô định
hình trong nhôm tự do người ta chiết bằng dịch chiết Tam (COOH)
2
+ (COONH
4
)
2
(pH 3,2 -
3,3). Hiệu số giữa hàm lượng nhôm tư do và lượng nhôm vô định hình là hàm lượng nhôm tự
do dạng kết tinh.
Ngoài ra người ta có thể xác định riêng hàm lượng nhôm trao đổi được chiết bằng dung
dịch KCl 1N và nhôm chiết được là nhôm được chiết bằng dụng dịch đệm axêtat amôn (pH
4,8).
Sự phân bố của Al theo các nhóm hợp chất trong một số loại đất được chỉ ra ở bảng
7.2. Nhôm silicat có hàm lượng cao nhất trong tất cả các loại đất. Hàm lượng nhôm tự do tăng
cao ở các đất đỏ và các tầng B
fh
, B
f
của đất podzol tích tụ mùn.
Hợp chất nhôm kết tinh trong đa số trường hợp nhiều hơn nhôm vô định hình. Nhôm
vô định hình có nhiều ở đất podzol tích tụ mùn. Ở tầng B

hf
và B
f
của đất podzol tích tụ mùn
hàm lượng Al vô định hình tăng lên đáng kể đến 22,2 – 36,0% so với hàm lượng Al tổng số.
Sự phân bố như vậy chứng tỏ sự rửa trôi của nhôm tự do từ tầng A
2
và tích luỹ ở các tầng Bhf
và Bf chủ yếu ỏ dạng các hợp chất vô định hình.
Số lượng Al chiết được bằng dung dịch đệm axêtat amôn pH 4,8, ở các đất chua vùng
khí hậu ẩm dao động từ 0 đến 20 - 30 mđ/100g đất, còn số lượng Al
3+
trao đổi có thể đến 8 –
10 mđ/100g đất
Các hợp chất Al tồn tại trong đất đóng vai trò quan trọng trong các quá trình hoá học
và độ phì nhiêu của đất.
Nồng độ và dạng hợp chất phụ thuộc rất lớn vào pH của dung dịch đất.
Hyđroxit nhôm có tính chất lưỡng tính. Trong môi trường chua nó bị hoà tan tạo thành
muối chứa Al.
Al(OH)
3
+ HCl ® Al
3+
+ 3Cl
-
+ 3H
2
O (7.5)
Trong môi trường kiềm hình thành các aluminat. Khi phản ứng của hydroxit nhôm với
kiềm dư sẽ hình thành các hydroxoaluminat:

Al(OH)
3
+ NaOH ® Na[Al(OH)
4
] (7.6)
Trong khoảng pH bình thường của đất, trong dung dịch đất thường tồn tại các dạng ion
nhôm khác nhau: Al
3+
(hoặc Al(H
2
O)
6
3+
), AlOH
2+
, Al(OH)
2
+
, Al(OH)
3
0
, Al(OH)
4
-
. Hàm
lượng của các dạng ion này phụ thuộc vào giá trị pH của đất.
Thực nghiệm cũng chứng tỏ sự tồn tại của Al polyme có công thức chung
[Al
2n
(OH)

5n
]
n+
, trong đó nhiều nhất là dạng Al polyme có n = 3. Tuỳ thuộc vào pH và lực
ion của dung dịch đất có các dạng ion: Al
2
(OH)
2
4+
, Al
2
(OH)
3
3+
, Al
3
(OH)
6
3+
,
Al
6
(OH)
15
3+
, Al
2
(OH)
4
2+

, Al
4
(OH)
10
2+
, Al
3
(OH)
8
+
. Ảnh hưởng của ion này đến các phản
ứng hoá học đất cho đến nay vẫn còn chưa được nghiên cứu đầy đủ.
123
Sự hình thành Al polyme gắn liền với hợp chất đơn giản của Al có hoá trị 3: AlCl
3
.
Hợp chất này thiếu điện tử, vì ở lớp điện tử ngoài cùng cùng của nhôm chỉ có 6 điện tử, chúng
rất dễ dàng kết hợp với nhau để tạo thành các đime, thậm chí các polyme, trong đó nguyên tử
Al đóng vai trò là chất nhận 1 cặp điện tử. Phản ứng hoà tan hydroxit nhôm hình thành Al
polyme diễn ra như sau:
Bảng 7.2 Hàm lượng các nhóm khác nhau của hợp chất nhôm trong một số loại đất
Đất Độ sâu,
cm
Al
2
O
3
ts, %
% so với Al
2

O
3
ts
Al silicat Al tự do
Tổng số Dạng tinh thể Dạng vô định hình
Đất đỏ 0-10 18,25 65,8 34,2 23,7 10,5
20-30 18,98 59,5 40,5 34,5 6,0
40-50 22,29 61,1 39,9 34,9 5,0
70-80 26,37 64,7 35,3 30,9 4,4
Đất feralit
(Cu Ba)
0-25 29,75 91,1 8,9 7,2 1,7
60-70 31,05 76,5 23,5 22,3 1,2
100-120 30,78 81,1 18,9 17,9 1,0
Đ ấ t
A
2
11-22 1,80 100,0 0,0 0,0 0,0
P o d z o l
B
h
22-30 2,71 86,7 13,3 4,0 9,3
t í c h
B
hf
30-38 3,11 62,4 37,6 1,6 36,0
tụ B
f
38-40 3,10 74,2 25,8 3,6 22,2
mùn 44-54 3,27 80,7 19,3 9,5 9,8

60-70 2,98 83,5 16,5 7,8 8,7
80-90 3,05 87,2 12,8 8,6 4,2
100-105 2,60 93,8 6,2 2,4 3,8
Đất mùn
glây
0-10 19,95 92,7 7,3 5,4 1,9
60-80 18,99 90,0 10,0 8,7 1,3
Đất podzol
giả
0-13 11,29 93,0 7,0 5,4 1,6
17-27 14,34 92,1 7,9 7,1 0,8
30-35 18,36 94,1 5,9 4,0 1,9
40-50 19,56 96,1 3,9 2,8 1,1
50-60 18,70 95,9 4,1 2,9 1,2
70-80 16,07 94,7 5,3 3,9 1,4
90-100 19,34 96,2 3,8 2,7 1,1
120-130 21,80 96,5 3,5 2,0 1,5
Nguồn: Zon, 1982
(7.7)
trong đó q: biểu thị mức độ polyme hoá của các ion tương ứng, n: điện tích của chúng. Hằng
số K tương ứng của phản ứng có thể viết dưới dạng:
124
(7.8)
trong đó dấu ngoặc vuông có nghĩa là hoạt độ của các ion
Mối quan hệ giữa nồng độ của các dạng Al monome (Al(OH)
3-n
n+
: Al
3+
, Al(OH)

2+
,
Al(OH)
2
+
) trong dung dịch và giá trị pH trong trường hợp này có thể viết dưới dạng đơn giản
như sau:
(7.9)
trong đó K
B
: tích số ion của H
2
O, g: hệ số hoạt độ của các ion nhôm
Đối với phản ứng hình thành các ion hydroxoaluminat
Al(OH)
3
+ H
2
O → Al(OH)
4
-
+ H
+
(7.10)
thì mối quan hệ giữa nồng độ của các ion nhôm với pH của dung dịch có thể viết dưới dạng;
(7.11)
trong đó K’: hằng số của phản ứng hình thành các hydroxoaluminat.
Các mối quan hệ phụ thuộc đơn giản này được biểu thị bằng các đường thẳng với toạ
độ pAl-pH, nếu cho rằng các hệ số hoạt độ trong các dung dịch pha loãng là không thay đổi.
Góc nghiêng của đường thẳng phụ thuộc vào hệ số n, nói một cách khác, phụ thuộc vào loại

ion nào được hình thành trong dung dịch.
Khi phản ứng Al(OH)
3
→ Al
3+
+ 3OH
-
, hệ số n = 3 và nồng độ Al
3+
trong dung dịch
giảm rất nhanh cùng với sự tăng của pH.
Khi phản ứng Al(OH)
3
→ Al(OH)
2+
+ 2OH
-
, hệ số n = 2 và khi phản ứng Al(OH)
3
→
Al(OH)
2
+
+ OH
-
, hệ số n = 1. Sự phụ thuộc tương ứng được chỉ ra ở hình 7.2. Nồng độ của
Al(OH)
3
0
không thay đổi và và không phụ thuộc vào pH; trong khoảng pH 6,5 - 7,5 chính

dạng này quyết định hàm lượng Al trong dung dịch. Khi giá trị pH > 8, hàm lượng của các ion
aluminát bắt đầu tăng lên, trước tiên là Al(OH)
4
-
, sau đó là Al(OH)
5
2
-
. Hàm lượng của các ion
Al khác nhau ở các giá trị pH khác nhau được chỉ ra ở hình 7.3.
Nồng độ nhôm trong dung dịch đất được tạo ra do các hợp chất có trong pha rắn của
đất. Các hydroxit nhôm Al(OH)
3
mới kết tủa có độ hoà tan cao nhất. độ hoà tan của các
khoáng vật chứa nhôm giảm dần theo thứ tự sau:
Al(OH)
3
> gipxit = boxit > diaspo.
Khi hoà tan các khoáng vật có chứa nhôm, các ion nhôm sẽ chuyển ra dung dịch tạo
thành kết tủa Al(OH)
3
nếu đạt tới tích số tan tương ứng. Khi đó nồng độ Al trong dung dịch
sẽ phù hợp với độ hoà tan của Al(OH)
3
mới kết tủa. Bởi vì trong môi trường nước luôn luôn
có các ion hydroxyl và giá trị pH của dung dịch đất ít khi gặp nhỏ hơn 4, nên Al(OH)
3
là thành
125
phần chủ yếu điều chỉnh nồng độ của nhôm. Nhưng trong trường hợp này nồng độ của nhôm

trong dung dịch sẽ phụ thuộc vào đặc điểm của phản ứng trội nhất. Về vấn đề này có thể suy
đoán theo các giá trị tích số hoà tan của Al(OH)
3
mới kết tủa khi hình thành các ion khác nhau
(bảng 7.3).
Trong khoảng dao động phổ biến của pH đất từ 4 đến 9, trong dung dịch đất đồng thời
tồn tại các ion Al khác nhau (hình 7.2).
Sự phân ly theo nhiều nấc và sự đa dạng của các ion Al có ý nghĩa lớn không chỉ khi
tính toán nồng độ chung của Al trong dung dịch. Khả năng các ion Al tham gia vào các phản
ứng khác nhau cũng phụ thuộc vào thành phần và điện tích của chúng. Ion Al
3+
có khả năng
tham gia trực tiếp trong các phản ứng trao đổi cation, ngược lại Al(OH)
3
0
khi tương tác với
phức hệ hấp phụ của đất chủ yếu là hiện tượng hấp phụ. Các ion một hai điện tích dương chiếm
vị trí trung gian nào đó, còn đối với ion mang điện tích âm Al(OH)
4
-
phản ứng theo kiểu trao
đổi anion hoặc trao đổi phối tử là đặc trưng nhất.
Xuất phát từ các quan niệm trên có thể kết luận về khả năng nhôm di động trong phẫu
diện đất và về các dạng nhôm thực tế có thể di động.
Hình 7.2 Hoạt độ của ion Al
3+
và
các ion Al khác trong mói cân bằng
với gipxi. Lindxei, 1979.
Hình 7.3 Sự phân bố của các dạng hợp chất khác

nhau của Al trong dung dịch nước phụ thuộc vào
pH. Merion và cộng sự, 1976.
Trường hợp đơn giản nhất là phản ứng hoà tan của hydroxit nhôm cùng với sự hình
thành các ion Al
3+
chiếm ưu thế, bỏ qua sự tồn tại của các ion nhôm khác. Giá trị đã biết của
tích số hoà tan của hydroxit nhôm: [Al
3+
][OH
-
]
3
= 5 x 10
-33
cho phép tính nồng độ của các
ion Al
3+
ở các giá trị pH bất kỳ. Các giá trị tương ứng được dẫn ở bảng 7.4
Bảng 7.3 Logarit âm của tích số tan (pK
t
= -lgK
t
) của Al(OH)
3
khi hình thành các
ion khác nhau (dấu ngoặc vuông là kí hiệu hoạt độ ion)
Ion chiếm ưu thế Công thức tính K
t
pK
t

Al
3+
[Al
3+
][OH
-
]
3 32,3