Les réactions chimiques dans le sol impliquent l'oxydation et la réduction des matériaux existants.
Des sols sains dépendent de l'eau, de l'oxygène, de l'air et d'un apport équilibré d'éléments nutritifs. Les réactions chimiques dans le sol peuvent modifier la structure physique des nutriments disponibles. Les processus d'oxydation et de réduction impliquent les échanges d'oxygène qui ont lieu entre l'eau et les matériaux inorganiques. Ces changements affectent les réserves de nutriments disponibles.
Identification
Les matériaux du sol sont constitués d'atomes et de molécules individuels qui se combinent pour former des matières organiques et inorganiques. Selon Virginia Tech, ces matériaux, lorsqu'ils sont combinés avec de l'eau, de l'oxygène et d'autres substances, peuvent modifier les structures moléculaires de chacun Les atomes et les molécules sont constitués de protons, de neutrons et d'électrons. Par conséquent, les modifications de structure entraînent généralement des modifications du nombre d'électrons d'un atome donné. L'oxydation et la réduction des sols impliquent l'échange d'électrons entre les matériaux du sol.
Une fonction
Selon Virginia Tech, les processus d'oxydation et de réduction se produisent simultanément lorsqu'un matériau ou un élément perd des électrons, tandis qu'un autre gagne ce qui a été perdu. En conséquence, ces processus sont appelés réactions redox, car une réaction ne peut se produire sans une autre. En effet, la partie oxydation effectue la moitié de la réaction tandis que la partie réduction effectue l’autre moitié, ce qui fait de chaque partie du processus une demi-réaction. Lorsque les matériaux perdent et gagnent des électrons, ils peuvent se comporter différemment car leurs structures physiques ont été modifiées.
Oxydation et réduction
Les réactions chimiques dans le sol dépendent de la composition physique de chaque matériau. Selon Chemguide, lorsqu'une réaction d'oxydation se produit, un matériau est considéré comme l'agent oxydant, tandis que l'autre devient l'agent réducteur. L'oxydation implique une perte d'électrons, de sorte qu'un agent ou un matériau oxydant perdra des électrons au profit d'un autre matériau. Le matériau qui reçoit les électrons devient l'agent réducteur car il réduit le nombre d'électrons de l'autre matériau. La présence d'oxygène et d'eau dans le sol peut augmenter le risque de réaction rédox, en fonction de la composition physique des matériaux du sol.
Potentiel de réduction standard
Selon Virginia Tech, la quantité d'électrons disponibles dans le sol peut déterminer la probabilité de réactions redox. Des conditions telles qu'une teneur en eau élevée ou un sol saturé d'eau peuvent contribuer au nombre d'électrons disponibles. Le potentiel de réduction standard, ou valeur Eh, indique la vitesse à laquelle les échanges d'électrons ont lieu dans le sol. Des valeurs Eh élevées signifient qu'un grand nombre d'électrons sont présents, alors qu'une valeur Eh faible indique un nombre faible. Les sols secs portent généralement une faible valeur d'Eh. Cette mesure peut aider à déterminer si un environnement de sol particulier peut conserver ses éléments nutritifs.
Considérations
Lorsque les matériaux s'oxydent (gain d'électrons), ils acquièrent une charge qui peut éventuellement dégrader la composition structurelle d'un matériau, selon Virginia Tech. Cela peut être une bonne ou une mauvaise chose, selon les matériaux dégradés. Les réactions redox peuvent être utilisées pour éliminer les polluants organiques ou inorganiques lorsque les éléments du sol sont correctement adaptés pour provoquer l’oxydation des matériaux polluants. En termes d'épuisement des éléments nutritifs dans les sols, des conditions saturées ou saturées d'eau peuvent amener les matériaux microbiens existants à épuiser les éléments nutritifs du sol, ces organismes se nourrissant de l'oxygène disponible. Lorsqu'aucun oxygène n'est disponible, les microbes s'engagent dans des réactions de réduction avec tous les matériaux disponibles.
