土壌の酸性化には、なぜ陽イオンの流出が必須条件なのですか？

質問

土壌の酸性化について質問させて頂きたいです。

土壌にHNO3が添加されると、H+とNO3-に分かれます。
ここで、H+は、土壌において陽イオン交換がおこり、
H+が土壌に吸着され、Ca2+やK+などのイオンが放出される、
という現象がおきると思います。

ここで、「土壌の酸性化が起きるタイミング」について伺いたいのです。
・土壌にH+が添加された時点では、酸性化がおきない。
・NO3-がCa2+やK+などの陽イオンと一緒に流出するときに、はじめて酸性化がおこる。
そう聞いたのですが、なぜそうなるのか理解できません。
土壌にH+が添加された時に「酸性化」がおきる、と思っていたのですが。
なぜ陽イオンの流出が酸性化の必須条件なのか、伺いたいです。
よろしくお願いします。

回答No.2

usokoku · ベストアンサー

＞ということなのでしょうか？
ちょっと違います。Ca粘土と考えると
MO-Ca + 2H → MO-H + Ca
とカルシウム粘土からカルシウムが放出されます。MOは巨大分子ですので、空洞部分からCaが放出され、代わりにH+が入りこむことになります。
放出された Ca2+ と水との化学平衡が
Ca + H2O → CaOH + H → CaOH2 + H
とHが放出されますが、このHは、MO内部又はMO近傍での反応ですから、すぐにMOと反応して外部に出てきません。
骨格が珪酸ですから SiO2 で示される組成式でありながら、格子表面(空洞部分の面)は
Si-OH
の形で、OH部分に吸着又ははいいし、Si-OH2 の形状になりますので。
濃度は、CaにしてもHにしても数ppm程度であり、珪酸の反応可能OH部分はこれ以上あります。
空洞部分から出てくるときには、カルシウムは CaOHやCaOH2 の形になります。
粘土の緩衝能力です。

お礼

なるほど。
勉強になりました。
ありがとうございます。

回答No.1

usokoku

土の化学式を MO-M とします。MOか金属酸化物、Mが結合している溶出可能な金属です。電荷は書きませんので適当に合わせてください。

MO - M + H → MO - H + M と交換反応を起こして
M + H2O → MOH + H
となって、結局、土から溶出する金属で中和されてしまいます。
だから、酸性の物を加えても、酸性になりません。ただし、平衡に達するのに必要な時間が、場合によって、1ヶ月とか二ヶ月とかという場合もあります。

交換可能な金属が水で洗い流されると、。
MO - H だけが残ります。多くの場合珪酸です。だから、酸性になります。

お礼

M + H2O → MOH + H という反応が起きた後、
Hがまた別のMOと結合して、
MO-M+H→MO-H+Mとなり・・・という堂々めぐりな反応がおきるから、
Mが流出しない限り酸性にはなりえない、ということなのでしょうか？