Chemische reacties in de bodem betreffen de oxidatie en reductie van bestaande materialen.
Gezonde bodems zijn afhankelijk van water, zuurstof, lucht en een evenwichtige toevoer van voedingsstoffen. Chemische reacties in de bodem kunnen de fysieke structuur van beschikbare voedingsstoffen veranderen. Oxidatie- en reductieprocessen betreffen de zuurstofuitwisselingen die plaatsvinden tussen water en anorganische materialen. Deze veranderingen beïnvloeden de beschikbare voedingsstoffen.
Identificatie
Bodemmaterialen bestaan uit individuele atomen en moleculen die samen organische en anorganische materie vormen. In combinatie met water, zuurstof en elkaar kunnen deze materialen elkaars moleculaire structuren veranderen, volgens Virginia Tech. Atomen en moleculen bestaan uit protonen, neutronen en elektronen, dus veranderingen in structuur resulteren meestal in veranderingen in het aantal elektronen dat een bepaald atoom heeft. Oxidatie en reductie in de bodem omvatten de uitwisseling van elektronen die plaatsvindt tussen bodemmaterialen.
Functie
Volgens Virginia Tech vinden oxidatie- en reductieprocessen tegelijkertijd plaats als een materiaal of element elektronen verliest, terwijl een ander wat verloren gaat. Als gevolg hiervan worden deze processen redoxreacties genoemd omdat de ene reactie niet zonder een andere kan plaatsvinden. In feite voert het oxidatiegedeelte de helft van de reactie uit, terwijl het reductiegedeelte de andere helft uitvoert, waardoor elk gedeelte van het proces een halve reactie maakt. Naarmate materialen elektronen verliezen en winnen, kunnen ze zich anders gedragen omdat hun fysieke structuren zijn veranderd.
Oxidatie en reductie
De chemische reacties die in de bodem plaatsvinden, zijn afhankelijk van de fysieke samenstelling van elk materiaal. Volgens Chemguide wordt, wanneer een oxidatiereactie optreedt, het ene materiaal als oxidatiemiddel beschouwd, terwijl het andere het reductiemiddel wordt. Oxidatie houdt een verlies van elektronen in, dus een oxidatiemiddel of materiaal verliest elektronen aan een ander materiaal. Het materiaal dat de elektronen ontvangt wordt het reductiemiddel omdat het het aantal elektronen vermindert dat het andere materiaal heeft. De aanwezigheid van zuurstof en water in de bodem kan de kans op een redoxreactie vergroten, afhankelijk van de fysieke samenstelling van de materialen van de bodem.
Standaard reductiepotentieel
Volgens Virginia Tech kan de hoeveelheid beschikbare elektronen in de bodem de kans op redoxreacties bepalen. Omstandigheden zoals een hoog watergehalte of door water geregistreerde grond kunnen bijdragen aan het aantal beschikbare elektronen. Het standaard reductiepotentieel, of Eh-waarde, geeft de snelheid aan waarmee elektronenuitwisselingen in de bodem plaatsvinden. Hoge Eh-waarden betekenen dat een groot aantal elektronen aanwezig is, terwijl een lage Eh-waarde een laag aantal aangeeft. Droge bodems hebben meestal een lage Eh-waarde. Deze meting kan helpen bepalen of een bepaald bodemmilieu zijn voedingsstoffen kan vasthouden.
overwegingen
Naarmate materialen geoxideerd raken (elektronen winnen), verwerven ze een lading die uiteindelijk de structurele samenstelling van een materiaal kan aantasten, volgens Virginia Tech. Dit kan een goede of slechte zaak zijn, afhankelijk van welke materialen zijn aangetast. Redoxreacties kunnen worden gebruikt om organische of anorganische verontreinigende stoffen te verwijderen wanneer bodemelementen op elkaar zijn afgestemd om oxidatie van verontreinigende stoffen te veroorzaken. Wat de uitputting van voedingsstoffen in de bodem betreft, kunnen verzadigde of in het water geregistreerde omstandigheden ertoe leiden dat bestaande microbenmaterialen de voedingsstoffen in de bodem uitputten, omdat deze organismen zich voeden met de beschikbare zuurstof. Als er geen zuurstof beschikbaar is, reageren microben op reductiereacties met alle beschikbare materialen.
