[PDF] Les phénomènes déchange de cations et danions dans les sols

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LESPHr:NOM.NES

D'.CHANGE

DECATIONSETD'ANIONS

DANS

LESSOLS

OFFICEDELARECHERCHESCIENTIFIQUE

______1

ETTECHNIQUEOUTRE-MER

A. RUELLAN

J.DELÉTANG

CATALOGUESOMMAIREdesPublications(1)

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1.ANNUAIREHYDROLOGIQUE

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Tome

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France55F;Étranger60F.

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b)Sériesnonencorepériodiques.

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Abonnement:France70Fi75F.Lenuméro20F.

Prixselonlesnuméros.

er

Janvier1967.

er

INITIATIONS-DOCUMENTATIONSTECHNIQUES

N°5

O.R.S.T.O.M.

PARIS 1967

LESPHÉNOMÈNESD'ÉCHANGE

DECATIONS

ETD'ANIONSDANSLESSOLS

PAR

A.RUELLANIetJ.D:ËLÉTANG2

e)Élèvede2 e annéedel'O.R.S.T.O.M.BondyFrance.

TABLEDESMATIÈRES

•••••0.0•9

PREMIÈREPARTIE

LACAPACITÉD'ÉCHANGEENCATIONS

A.Naturedelacapacitéd'échange.. . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. .. .. .. . . . . . . .. . . . .Il

1-1.Lessubstitutionsinternes.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. ..12

1-2.Lesliaisonsdebordure14

1-3.Ladissociationdeshydroxyleso.•.•••.•• ••• • • •••••••• • • • • • • ••••• ••15

2°Lescausesdelacapacitéd'échangedelamatièreorganique... . . .....16

B.Facteursinfluençantlacapacitéd'échangeo•••••••••••••0 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •20

1°Latailledesparticules20

2°LepH20

deschargesvariables 23

3°Lescationséchangeables24

4°Lesanions0 • • • • • • • • • • • • • •26

DEUXIÈMEPARTIE

1°Lanaturedel'ion29

6

TABLEDESMATIÈRES

1

1-1.Cationsmétalliques.. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . .. .29

1-2.Cationsorganiques31

2°Lanaturedel'adsorbant32

3°

Laconcentration34

4°

5°Ledegrédesaturationetlanaturedel'ioncomplémentaire.... ... . . . . .... .... ...35

6°Lesanions38

7°Latempérature. . . . . . . . . . .. .. . . .. . . . . . . .. .. . . . . . . . . .. .. . . .. . . . . . . . . . . .. . . . .39

8°L'humidité40

9°Larétrogradationdesions41

1°Saturationducomplexeadsorbantenmilieuacide. . . . . . .. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .41

3°

Lepouvoirtampondel'aluminium43

40Lefer.................................. ...... ... .45

5°

Lemagnésium46

C.L'aciditédusol.. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . .. .. . . . . . . . . . . . . . . . .47

1°L'aciditéactuelle47

2°L'aciditéd'échange:rôledesionsH+etAl+++. .... . . ... ....... . . . . ...... .... .48

3-1.IonsCa++etMg++. . . . . . . . . . . . . . .51

3-2.Legazcarboniquedel'air52

4°

Lepouvoirtampondessols53

4-1.Actiondesacides54

4-2.

Actiondesbases54

TROISIÈMEPARTIE

A.Généralités56

1°Positiondescationséchangeables56

2°Notiondedoublecouche.. .. ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .. . .57

3°Structuredeladoublecouche.. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57

5°Environnementdesréactionsd'échange:-.. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60

B.Loisqualitatives60

2°Stoechiométriedeséchanges61

C.Loisquantitatives62

1-1.

1-2.EquationdeWIEGNERetJENNY63

1-3.

1-4.EquationdeBARBIERetCHAMINADE64

1-5.EquationdeBOYD,SCHUBERTetADAMsoN65

20Equationsdérivéesdelaloid'actiondemasse.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66

2-2.EquationdeGANS.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66

2-3.EquationdeROTHMUND.etKORNFELD67

2-4. 3°

Equationsdérivéesdel'équilibredeDONNAN... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68

4° 5°

QUATRIÈMEPARTIE

FIXATIONETÉCHANGEDESANIONS

2°Rôledesargiles79

2-1.

2-3.Présencedechargespositives81

3 0

Rôledescationséchangeables82

4°Rôledelamatièreorganique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83

50Lesprécipitations" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83

B.Lesprincipauxfacteursaffectantl'adsorptionetlafixationdesanions.. . . . . . . . . . . . . . . . . . .84

1 0

Laconcentrationenanionsdelasolution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84

2°

LepH,.....84

3°Lanaturedel'adsorbant85

4 0

Lanaturedel'anion85

5°Leséchanges

entreanions86

8TABLEDESMATIÈRES

CINQUIÈMEPARTIE

I.DÉTERMINATIONDES

A.

B.Lessolscalcaires92

1

carbonatedemagnésium,niladolomite.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92

2°Détermination

ducalciumprovenantdeladissolutionducarbonatedecalcium... .93

3°Utilisationde

45Ca..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94

C.

Lessolssalés94

1°Méthodespardifférence.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94

2°Méthodes

paréliminationpréalabledessels95

D.Lessols

gypseux.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95

II.DÉTERMINATIONDET

1 °DéterminationindirectedeT:mesuredesionsH+échangeables... . . . . . . . . . . . . . .96 2°

DéterminationdirectedeT98

2-\.Techniquesclassiques... . . . . . . .... ..... .. ..... . . . . ...... . . .... . . . .98

2-2.Techniques

particulières.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104

3°Quelquesremarquesrelatives

auchoixd'uneméthode105

3-\.LepH... . . . ......... .... ........ .... . . . . ... ... . . . . . . .... .... . . . . . .105

3-2.Utilisationdesmonovalents

etdesdivalents·. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106 B.

Lessolscalcaires108

C.

Lessolssalésetgypseux109

.....111 ......113

INTRODUCTION

ily afixationsélectived'ionsd'unsigne déterminé.Elleestapolairepour sont priésansqu'ellesoitaltérée. stancedissoute retenirdiversessubstances.Cette "adsorbés»sont,engrande siontraiteunsolparunesolutioncontenant desionsdifférentsdeceuxretenus tion,selon leschémasuivant:

Nousconserverons

être,commenousleverrons

parlasuite,denaturedifférente.

D'après

depuislongtempsque

Ilsembleque

d'échangeencations.Ilfit tillonsdesolsmélangésà

C'estcependantà

descomposés silicatésdusol.Il constata: chaux; tentcomme l'ammoniaque;

10INTRODUCTION

supérieure. W sol.

En1850également,

entraînait ducalciumetdumagnésium. de

Aprèscespremierstravaux,lesrecherches

denosjours.Endehorsdesargiles: poin,tdevuethéoriqueque dupointdevueexpérimental. compris). Sx100 V=--. T cationdelasolutiondusol:

Argile-H

+KClArgile-K+HCl.

PREMIÈREPARTIE

LACAPACITÉD'ÉCHANGE

A.-NATUREDELACAPACITÉD'ÉCHANGE

acidesfaiblesque cetteaciditéfaible 79
6 (1)ArgiletitréeparNaOH (2)ArgileensuspensiondansNaCI.N. titréeparNa0 H (3)ArgiletitréeparCa(OH)2 (4)ArgileensuspensiondansCaCI 2 N. titréeparCaCOH)2 P

···r

..·i1/ /i1 ji{4}' fi1 li1 (3}•.ii } ...../1 /1 (2)/'// 4

10203040

médebasespour100gd'argile 5 8 pH (RUSSEL1950)

12A.RUELLANETJ.DELÉTANG

présentetqu'elles

Actuellementbeaucoup

quecetteacidité

H3P04NaH2P04Na2HP04

1 ----------------1"-------- 11 1 1 1 11 12 11 10 9 8 pH7 delasolution6 5 4 3 2 __ o123

FIG.2.-CourbedetitrationdeHaP04parNaOH.

(RUSSEL,1950)

1.1.LESSUBSTITUTIONSINTERNES

minérauxphylliteux morillonites);remplacement (hectorite) saponite,lédikite,vermiculites)

Cesremplacementsdecationstétra,tri,

naissance

échangeables.

mêmedesfeuillets

édrique,substitutionauxionsMg++,

octaèdres d'unminéral dioctaédrique(vermiculites).

à7A,maissonttoujoursexacte

Lesminérauxargileuxphylliteux

100mé/100g.

-lapyrophyllite,etletalc: 0 à20mé/lOOg ;cesminérauxnecomportenteneffetaucunrempla cement;leursfeuilletssontneutres.quotesdbs_dbs46.pdfusesText_46

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