pH TANAH - DistroDoc

pH TANAH
Cahyono Agus
Lab ITH Fakultas Kehutanan
UGM
REAKSI TANAH (pH)
•
Reaksi Tanah merupakan ukuran keasamaan dan kebasaan
larutan tanah
• pH = - log (H+)
• pH tanah merupakan indikator pelapukan tanah, kandungan
mineral dalam batuan induk, lama waktu dan intensitas
pelapukan, terutama pelindihan kation-kation basa dari
tanah
• Tanah asam banyak mengandung H yang dapat ditukar,
sedang tanah alkalis banyak mengandung basa dapat ditukar
• pH > 7 Ca dan Mg bebas; pH>8.5 pasti terdapat Na tertukar
• Kandungan unsur-unsur hara seperti besi, copper, fosfor, Zn,
dan hara lainnya serta substansi toksik (Al3+, Pb2+)
dikontrol oleh pH. Kandungan Al3+, Pb2+ akan berpengaruh
sedikit bagi pertumbuhan tanaman pada tanah alkali
calcareous tapi akan sangat serius pada tanah asam.
• Nutrient seperti P banyak tersedia (optimum) pada pH asam
sampai netral, dan akan sedikit pada pH dibawah atau diatas
nilai optimum tersebut
• Faktor yang mempengaruhi pH tanah adalah tipe vegetasi,
jumlah curah hujan, drainase tanah internal, dan aktivitas
manusia
ph scale
ph scale
horiz
ontal
bars
Nutrient availability sangat
tergantung pH yaitu :
Pada pH rendah (< 5,5) :
• P : terikat oleh Al dan Fe membentuk senyawa yang
tidak tersedia bagi tanaman
• Micronutrient : semua micronutrients kecuali Mo akan
lebih tersedia; deficiency jarang terjadi pada pH<7
• Al : Al akan terlepas dari clay lattice pada pH<5.5
• Nitrifikasi : pH dibawah 5.5 maka aktivitas bakteri akan
tereduksi dan nitrifikasi terhambat
Pada pH tinggi (>8.0) :
• P ; terikat oleh Ca (jika Ca ada) dan menjadi tidak
tersedia bagi tanaman.
• B : keracunan B merupakan hal yang umum pada saline
soil dan sodic soil
• Sodium : pH>8.5 mengindikasikan persentase
exchangeable sodium > 15 dan kemungkinan problema
pembentukan struktur dan reklamasi lahan
• Nitrifikasi : menghambat nitrifikasi
• Micronutrients : ketersediaan akan berkurang dengan
meningkatkan pH kecuali Mo
General Process
1. Peranan Air
• Air berperanan penting dalam sistem aqueous
baik sebagai pelarut maupun dalam reaksi
asam-basa
• Air akan terhidrolisa menjadi ion hidronium
(H3O+) atau sering ditulis sebagai ion
hidrogen, dan ion hidroksil (OH-)
• 2H2O  H3O+ + OH• atau
• H2O  H+ + OH- Kw = 10-14 pada 25°C
• Dimana : Kw = konstanta equilibrium untuk
hidrolisa air
• Kw = (H+)(OH-) = 10-14
• Dalam bentuk logaritma :
• Log (H+) + log (OH-) = -14
• Apabila : p = -log dan pH = -log (H+) maka : pH
+ pOH = 14
2. Asam dan Basa (Lemah, Kuat) dan Garam
•
Asam dan basa kuat adalah asam dan basa yang
terdisosiasi secara sempurna menjadi kation dan anion
misalnya asam sulfur (H2SO4) merupakan asam kuat
•
Asam dan basa lemah adalah asam dan basa yang
terdisosiasi secara tidak sempurna menjadi kation dan
anion misalnya asam karbonat (H2CO3) merupakan asam
lemah
Contoh: Asam kuat H2SO4 (sulfuric acid)
•
H2SO4  HSO4- + H+
Ka1 = 101.98
•
HSO4-  SO42- + H+
Ka2 = 10-1.98
Dimana Ka1 dan Ka2 merupakan konstanta disosiasi.
•
Ka2 = {SO42-} {H+} = 10-1.98
[HSO4-]
•
Jika (H+)= Ka2 atau pH = 1.98, konsentrasi SO42- dan
HSO4- akan sama. Pada pH lebih dari 1.98 H2SO4 akan
terdisosiasi sempurna menjadi SO42- dan H+. artinya jika
asam sulfuric ditambahkan ke tanah pada pH lebih dari
1.98 maka asam sulfuric akan terdisosiasi sempurna
menjadi ion sulfat dan ion hidrogen. Atau dengan kata lain
jika ion sulfat ditambahkan pada pH kurang dari 1.98 maka
akan bereaksi dengan air membentuk asam sulfuric.
ph
buffering
Proses yang menghasilkan
keasaman tanah
• karbon dioksida hasil dari dekomposisi seresah
akan terlarut dalam air akan bereaksi dengan
molekul air menghasilkan asam karbonat
• CO2(gas)  CO2 (aq) K1 = 10-1,41
• CO2 (aq) + H2O  H2CO3 K2 = 10-2,62
• asam-asam organik hasil dekomposisi
• H+ yang dilepas oleh akar tanaman dan organisme
yang lain pada waktu pengambilan hara. Prinsip
elektroneutrality adalah pengambilan kation oleh
akar harus diimbangi dengan pengambilan anion
atau dengan pelepasan ion hidrogen atau kation
lain
• Oksidasi dari substansi tereduksi sepeti mineral
sulfida, bahan organik, fertilizer yang mengandung
ammonium
lime being spread on a
farm field
neutralizes soil acidity
neutralizing efficiency
of lime
percolation of acidic
water
Proses yang menghasilkan
kebasaan tanah
• 1. Reduksi dari Ferri, mangan, dan
oxidized substances membutuhkan
H+ atau melepas OH- dan
meningkatkan pH (terjadi pada tanah
yang aerasinya jelek)
Misal : Fe(OH)3 (amorf) + e- 
Fe(OH)2 (amorf) + OH• 2. Pengambilan kation oleh akar
tanaman, kemudian setelah tanaman
mati maka akan terdeposisi di
permukaan tanah
saline soil
• PH tanah dikontrol oleh berbagai mekanisme.
Sebagian mekanisme adalah sumber
langsung H+ dan atau OH- dan sebagian
bekerja dengan bereaksi dengan H+ dan atau
OH- untuk buffer pada larutan tanah.
• Mekanisme tersebut adalah :
• (1) oksidasi dan reduksi besi, mangan dan
senyawa sulfur
• (2) dissolution dan presipitasi mineral tanah
• (3) Reaksi gas misal CO2 dengan larutan
tanah
• (4) dissosiasi grup asam lemah pada tepi
lempung silikat, hidrous oksida, atau
substansi humus
• (5) reaksi ion-exchange
a
sodic
soil
limestone deposits
calcareous soil fizzes
drip irrigation
ground limestone
in furrow irrigated fields
Table. Mechanism that control soil pH
Soil pH range
Major Mechanism(s) controlling soil pH
2-4
Oxidation of Pyrite and other reduced sulfur
minerals; dissolution of soil minerals
4-5.5
Exchangeable Al3+ and its dissociate hydroxy
ions; exchangeable H+
5.5-6.8
exchangeable H+; weak acid groups associated
with soil minerals and humic substances;
dissolved CO2 (gas) and other aqueous
species of dissolved CO2 (gas)
6.8-7.2
Weak acid groups on humic subtances and soil
minerals
7.2-8.5
Dissolution of solid divalen carbonates, such as
CaCO3 (calcite)
8.5-10.5
Exchangeable Na+ under normal salt condition;
dissolution of solid Na2CO3 (s)
soil ph affects nutrient
Oksidasi senyawa sulfur
tereduksi
• Tanah yang mengandung sulfur tereduksi, misalnya pirit
(FeS2) apabila teroksidasi menghasilkan ion H+ yang
dilepas ke larutan tanah
• 2FeS2 + 7.5O2(gas) + 4H2O  Fe2O3(hematit)+8H+ +
4SO42• Oksidasi senyawa sulfur tereduksi ini (juga terjadi pada
tanah pH netral) dibantu oleh bakteri khemoautotrof
misalnya Thiobacillus ferroxidans.
• Proses ini akan alami (abiotik) apabila tanah mempunyai
pH sekitar atau kurang dari 3.5; reaksinya sbb :
• 8Fe3+ + S2- + 4H2O  8Fe2+ + SO42- + 8H+
• Sumber keasaman pada tanah ini adalah oksidasi darai
reduksi sulfur dimana lajunya tergantung pada kecepatan
oksidasi dan mekanisme oksidasi kemis
Exchangeable Al (Al
tertukar/Aldd)
• Trivalen aluminium merupakan kation basa lemah
sehingga mampu menghidrolisa air menghasilkan ion
hidrogen
• Kombinasi Al3+, hidrolisis, basa lemah tidak terlarut
{Al(OH)3s} merupakan buffer tanah pada pH 4-5.5
• Bentuk : Soluble : Al3+, AlOH2+, Al(OH)2+
• Soild : Al(OH)3 (amorf)
• Reaksi :
• Al(OH)3 (amorf) + H+  AlOH2+ + H2O
K1=10-0.081
• AlOH2+ + H+  Al(OH)2++ H2O
K2=104.7
• Al(OH)2++ H+  Al3++ H2O
K3=105.0
• Terlihat bahwa dissolusi Al dari bentuk padatan
menjadi cair mengkonsumsi ion H+ dan berperanan
sebagai buffer dalam memperlambat proses
pengasaman.
• Pada tanah pH netral, keterlarutan aluminium padat
sangat rendah. Misal pada pH 7 konsentrasi
Pengukuran pH
• Faktor yang mempengaruhi akurasi pengukuran pH
:
• (1) nature dan tipe dari bahan inorganik dan organik
• (2) perbandingan tanah dengan larutan
• (3) kandungan garam
• (4) kandungan gas CO2 pada tanah dan larutan
• (5) Eror yang terjadi baik ketika menstandardisasi
alat maupun larutan buffer-nya
• Perbandingan tanah dengan larutan yang sering
digunakan 1:1; 2:1; 10:1
• Pengukuran pH menggunakan cara elektrometrik
(misal pH meter menggunakan glass elektroda) dan
kalorimetrik (pH stick, pasta pH, larutan pH
universal)