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Inhaltsverzeichnis

Thema  : Chernozenierung, Peptisation und Flockung  1

Studentin  : Ariane Keblat (Ma.: 135292)  1

1.Einleitung   3

2.Peptisation  und Flockung  5

2.1.Energetische  Wechselwirkung zwischen Bodenkolloiden  5

2.2.Einfluss  von Kationenbelag und Wertigkeit auf die Flockung.  8

2.2.1.Teilchen  mit negativer Ladung (Kationenaustauscher)  8

2.2.2.Teilchen  mit positiver Ladung (Anionenaustauscher)  11

2.3.Einfluss  von Polymeren auf die Flockung und Dispergierung  11

2.4.Aufbau  der Flocken.  12

2.5.Einfluss  des elektrokinetischen Potenzials  13

3.Chernozenierung.   14

3.1.Profil.   14

3.2.Entwicklung.   15

3.3.Eigenschaften   16

3.4.Chernosem  - Mollic Gleysol - Subzone.  18

3.5.Verbreitung  in Deutschland  18

4.Resümee  der Arbeit.  21

5  Literatur  22

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1. Einleitung

Peptisation und Flockung und Schwarzerde, zwei chemische Prozesse, die in der Bodenkunde ein wichtige Rolle spielen und eine Bodenart, die in mehreren Unterarten weltweit vorkommt. In meiner Arbeit gehe ich auf diese drei Punkte ein: was man unter Peptisation und Flockung versteht, was Chernoseme, also Schwarzerden, von anderen Bodenarten unterscheidet. Die Arbeit beginnt mit der Flockung und Peptisation, denn die Chernozenierung bezieht sich teilweise auf dieses Vorwissen. Das Thema Peptisation und Flockung unterteile ich in die Punkte: Energetische Wechselwirkung zwischen Bodenkolloiden, Einfluss von Kationenbelag und Wertigkeit auf die Flockung, Einfluss von Polymeren auf die Flockung und Dispergierung, Aufbau der Flocken und Einfluss des elektrokinetischen Potenzials. Darauf folgen Profil, Entwicklung, Eigenschaften und Verbreitung der Chernoseme. Wie in der Aufgabenstellung gefordert, gehe ich nur auf die Chernoseme ein. Einerseits bedingt durch das vorhandene Informations- und Quellenmaterial und anderseits bedingt durch das interessante Wissen für meinen zukünftige Beruf als Grundschullehrer gehe ich auf die Struktur und Verbreitung in Deutschland ein. Das Lehrbuch der Bodenkunde von F. Scheffer und P. Schachtschabel ist mir als Literaturquellen für meine Hausarbeit am hilfreichsten, da hier am besten die Themen behandelt werden. Ergänzend verwende ich das Buch Bodenkunde von H. Kuntze, G. Roeschmann und G. Schwerdtfeger.

An das Ende stelle ich mein persönliches Fazit über diese beiden Themenkomplexe.

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2. Peptisation und Flockung

Während der Peptisation oder dem Peptisieren erfolgt die Umwandlung von einem Gel in ein Sol (kolloide ¹ Lösung). Die Flockung oder Koagulation steht für eine Ausflockung und Gerinnung eines Stoffs aus einer kolloidalen ² Lösung. 2.1. Energetische Wechselwirkung zwischen Bodenkolloiden Die energetische Wechselwirkung zwischen Bodenkolloiden kommt daher, dass sie über „adsorbierte Kationen, adsorbiertes Wasser und den unmittelbaren Kontakt“ ³ aufeinander einwirken, so dass „elektro-

statische Wechselwirkungen zwischen positiv und negativ geladenen Stellen der Oberflächen“ ⁴ vorkommen. Die Ladung der Tonmineral-

kanten und der Huminstoffe ist oberhalb des isoelektrischen Punktes stets negativ, unterhalb stets positiv, so dass mit entsprechenden Wechselwirkungen gerechnet werden muss. Scheffer und Schachtschabel sagen: „Zwischen den Bodenkolloiden können anziehende und abstoßende Kräfte auftreten.“ 5

Es wird von einer Abstoßung gesprochen, wenn sich zwischen zwei annähernden Tonteilchen:

- eine „gleichsinnige elektrische Ladung der Gegenionen,

¹ Stoff, der sich in feinster, mikroskopisch nicht mehr erkennbarer Verteilung in einer Flüssigkeit oder einem

Gas befindet

² Von Stoffen fein zerteilt

³ Vgl.: SCHEFFER, F.; SCHACHTSCHABEL, P.: Lehrbuch der Bodenkunde. 13. durchgesehene Aufl.

Stuttgart: Enke, 1992, S. 135

⁴ Vgl.: SCHEFFER, F.; SCHACHTSCHABEL, P. 1992, S. 135

⁵ Vgl.: SCHEFFER, F.; SCHACHTSCHABEL, P. 1992, S. 135

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- eine Bindungsfestigkeit adsorbierter Moleküle des umgebenden Mediums,

- eine Konzentration und Zusammensetzung der Lösung im Bereich der elektrischen Doppelschicht“ ⁶ vollzieht.

Wegen des daraus resultierenden starken osmotischen Druckgefälles in Richtung zur Bodenlösung die Lösung der Doppelschicht zu verdünnen sucht, werden die benachbarten Teilchen auseinander gedrängt. Wenn sich zwei Teilchen auf weniger als 1,5 nm nähern, ziehen sie sich gegenseitig an. Die Anziehung bedingt sich durch verschiedene Kräfte:

- „Van-der-Waalssche-Kräfte zwischen Molekülen und Atomen,

- Brückenbildung durch Kettenmoleküle,

- Coulombsche Kräfte zwischen positiven und negativen Oberflächenladungen,

- Grenzflächenkräfte zwischen nicht mischbaren Komponenten“ ⁷ .

Bei dieser Annäherung auf weniger als 1,5 nm überlappen sich die diffusen Schichten. Aus diesem Grund gehören sie beiden Teilchen gemeinsam. Es kommt zum Überwiegen der Anziehungskräfte, dann kommen erst die Abstoßungskräfte. Dies geschieht solange, bis der Teilchenabstand durch Unebenheiten der sich nähernden Partikeloberflächen soweit herabgesetzt ist, dass die Abstoßungskräfte wieder deutlich zunehmen.

⁶ Vgl.: SCHEFFER, F.; SCHACHTSCHABEL, P. 1992, S. 135

⁷ Vgl.: SCHEFFER, F.; SCHACHTSCHABEL, P. 1992, S. 135

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Die Bildung von Flocken und größeren Aggregaten wird begünstigt durch alle Faktoren, die als Folge einen Rückgang der Dicke der elektrischen Doppelschicht haben. Hier sind es besonders die „Konzentration der Lösung und die Wertigkeit der adsorbierten Kationen“ ⁸ .

2.2. Einfluss von Kationenbelag und Wertigkeit auf die Flockung

„Die Flockungsempfindlichkeit von Austauschern, also die Neigung, in den geflockten Zustand überzugehen, steigt mit der Wertigkeit der Gegenionen, bei negativ geladenen Austauschern also in der Reihenfolge M ^{+ 2+ 3+} (M=Metallionen).“ 10

Ein beständiges Sol bildet sich beispielsweise, wenn ein mit Na gesättigtes Tonmineral in Wasser aufgeschlämmt wird. Dieses peptisierende Verhalten verwendet man bei der Körnungsanalyse. Die

⁸ Vgl.: SCHEFFER, F.; SCHACHTSCHABEL, P. 1992, S. 135

⁹ Vgl.: SCHEFFER, F.; SCHACHTSCHABEL, P. 1992, S. 135

¹⁰ Vgl.: SCHEFFER, F.; SCHACHTSCHABEL, P. 1992, S. 136