SIFAT-SIFAT KIMIA TANAH
pH Tanah
Grafik Hubungan Konsenterasi H+, OH- dan pH
Kon
sen
trasi
H+ Kon
sen
trasi
OH
-
0 7 14 masam pH alkalis
H+ OH-
Konsep Keasaman Tanah Konsep Kemasaman Tanah adalah salah satu prinsip dasar kimia tanah yang mengindikasikan reaksi tanah (pH tanah). Pertama kali dikemukan oleh Sörensen, 1909.
Nilai pH tanah : Nilai yang menunjukkan kemasaman atau kebasaan relatif suatu tanah. Konsenterasi ion H+ dalam tanah Nilai yang menunjukkan Kedudukan ion H+ dalam tanah. Skala pH mencakup dari nilai 0 (nol) hingga 14.
*Tanah bereaksi netral → jika pH tanah = 7,0.
*Tanah bereaksi basa/ alkali → Jika pH tanah > 7,0.
*Tanah bereaksi asam → Jika pH tanah < 7,0.
Teori Asam-Basa Bronsted dan Lewry
Teori Asam-Basa Arrhenius
Asam : suatu bahan yang cenderung untuk memberi proton
(H+) ke beberapa senyawa lain, dan
Basa : suatu bahan yang cenderung untuk menerima proton
(H+).
Asam : suatu bahan yang menghasilkan H+ atau menurunkan pH apabila terdisasosiasi dalam air,
sebaliknya Basa : dalam disosiasinya akan
menghasilkan OH- atau menaikkan pH.
Reaksi tanah menunjukkan sifat kemasaman & alkalinitas tanah yang dinyatakan dengan pH tanah.
Konsenterasi H+ dan OH- sebenarnya sangat kecil. Contoh, tanah yang bereaksi netral memiliki kadar ion H+ = 1/10.000.000 mol/L atau
= 10-7 mol/L. Untuk memudahkan menyebut nilai-nilai pH, maka
dirumuskan bahwa :
pH = log 1/[H+] = -log [H+]
Besarnya kisaran nilai pH didasarkan pada konstanta disosiasi air murni, yaitu :
H2O H+ + OH-
K = [H+][OH-] = 10-14
Skala pH
Keasaman Tanah
Kemasaman di dalam tanah dapat dihitung berdasarkan kedudukan ion H+.
KEASAMAN AKTIF KEASAMAN POTENSIAL• Gambaran konsentrasi H+ dan
Al3+ di dalam larutan tanah. • Dapat diukur dengan pH meter.
• Gambaran konsentrasi H+ dan Al3+ pada permukaan jerapan. (Hdd, Aldd)
• Penentuan dengan titrasi tanah dengan suatu basa dasar penetapan kebutuhan kapur untuk meningkatkan pH.
Keasaman total : bentuk penjumlahan dari keasaman aktif dan keasaman potensial.H+
H+
H+
Al3+
Al3+
H+
H+
H+
H+ H+
H+ Al3+
Al3+
H+
H+
H+(Larutan tanah)(permukaan jerapan)
[H+] dlm larutan tanah ………. Kemasaman aktif[H+] dijerap koloid tanah ………. Kemasaman potensialTotal keduanya ………………….. Kemasaman total
Reaksi tanah (pH)
Pentingnya pH tanah :1. Ketersediaan hara 2. Unsur-unsur toksik 3. Perkembangan mikroorganisme
Ketersediaan Unsur hara dalam tanah. pH tanah menentukan jumlah hara yang tersedia dan tidak tersedia dalam tanah. Misal : pada pH masam, kadar hara P umumnya rendah karena terfiksasi oleh Al, sedangkan pada pH alkalin unsur P difiksasi oleh Ca.
Peranan pH tanah pH menunjukkan adanya unsur beracun.
Pada tanah masam unsur Fe, Mn, Zn, Cu dan Co terlarut sehingga tersedia dalam jumlah tinggi, menyebabkan keracunan bagi tanaman. Pada tanah alkalis, unsur Mo dan B tersedia dalam jumlah tinggi dan meracun.
pH mempengaruhi perkembangan mikroorganisme. Bakteri berkembang dengan baik pada pH = >5.5. Fungi berkembang pada segala tingkat pH. tetapi pada pH >
5.5, fungi harus bersaing dengan bakteri. Bakteri nitrifikasi & pengikat N dari atmosfer hanya dapat
berkembang baik pada pH > 5,5.
Hu
bungan p
H t
anah t
erh
adap k
ete
rsedia
an
hara
dala
m t
anah
Kapasitas Tukar kationKapasitas Tukar Anion
Pertukaran ion
Kapasitas tukar kation (KTK)
Kation : ion bermuatan positif umumnya merupakan unsur hara tanaman (NH4
+, K+, Ca2+, Mg2+, H+, Al3+).
Di dalam tanah, kation-kation tersebut terlarut dalam air tanah (larutan tanah), atau terjerap pada permukaan koloid tanah.
Koloid tanah : bagian tanah yang berukuran kurang dari 1 μ, bermuatan negatif (sehingga mampu menjerap kation hidrat), memiliki permukaan spesifik yang tinggi, dan sangat aktif dalam reaksi-reaksi fisikokimia dalam tanah. Banyaknya kation (dalam miliekivalen) yang dapat dijerap oleh tanah per satuan berat tanah (umumnya 100 g) disebut Kapasitas Tukar Kation. (me/100 g)
Primary minerals e.g. feldspar & micas
Large organic particles (mostly C, H, O with some nutrient cations)
Fraksi kasar :Kerangka struktural kaku (kation-kation sangat lambat tersedia)
K+
Ca2+
Mg2+
Na+
H+
Ca2+
Mg2+
K+
Kation terjerap (ketersediaan
sedang)
Fraksi koloid tanah : kerangka
struktural semi kaku (kation
lambat tersedia)
Soil solutions (mudah
tersedia)
• Mineral liat silikat tions)
• Humus/ bahan organik
H+
Ca2+
H2PO4-
Al3+
H+
K+
Ca2+
Mg2+
Al3+
K+
Ca2+
Mg2+
Na+
H+
H2PO4-
Ca2+
Mg2+
H2PO4-
Kation-kation dalam Tanah
CO2 + H2O H2CO3 2H+ + HCO32-
Mudah leaching
H2PO4-
Kapasitas tukar kation
Kation-kation yang telah dijerap oleh koloid tanah sukar tercuci oleh air gravitasi, namun dapat digantikan oleh kation lain yang terdapat pada larutan tanah.
Hal ini disebut pertukaran kation.
Satuan KTK = me/ 100 gram. 1 ekivalen = suatu jumlah yang secara kimia setara dengan 1 g
hidrogen. Jumlah atom per 1 ekivalen = 6,02 x 1023 atom (bilangan
avogadro). Sehingga, 1 me = 1 mg hidrogen = 6,02 x 1020 atom H. Bila tanah memiliki KTK 1 me/100 gram artinya setiap 100 g
tanah mengandung 6,02 x 1020 muatan negatif dalam tanah.
Kapasitas Tukar Kation
Muatan negatif ini dapat diubah menjadi satuan berat :
1 me H = 1 mg (berat atom = 1, valensi = 1)
1 me K = 39 mg (berat atom = 39, valensi = 1)
1 me Ca= 40/2 mg (berat atom = 40, valensi = 2)
1 me Mg = 24/2 mg (berat atom = 24, valensi = 2)
Bila K = 0,6 me/100 g
= 0,6 x 39 mg/100 g
= 23,4 mg / 100.000 mg
= 234 mg / 1000.000 mg
= 234 ppm
Bila Ca = 21,5 me/100 g
= 21,5 x (40/2) mg/100 g
= 430 mg / 100.000 mg
= 4.300 mg / 1000.000 mg
= 4.300 ppm
Penentuan KTK
Ekstraksi dengan amonium asetat yang disangga (buffer) pada pH 7 (NH4OAc pH 7) : umum digunakan.
Ekstraksi dengan garam netral (misal 1 N KCl) disangga pada pH sebenarnya.
Ekstraksi dengan BaCl2 + trietanolamin (BaCl2+TEA) disangga pada pH 8,2
Ekstraksi dengan NH4OAc pH 7 :
Untuk tanah pH<7 akan didapat nilai KTK > KTK sebenarnya. Untuk pH>7 akan didapat nilaiKTK < KTK sebenarnya.
Penentuan KTK Bila tanah dicuci dengan 1 N KCl pada pH sebenarnya maka
air cuciannya (leachate) akan mengandung H+ dan Al3+ yang disebut sebagai H+ & Al3+ dapat ditukar (exchangable), dan juga kation-kation lain seperti Ca2+, Mg2+, K+, Na+, dll.
H++Al3++Ca2++Mg2++K++Na++ kation-kation lain yang terdapat pada air cucian dengan 1 N KCl (dalam me/100 g) disebut KTK efektif. Muatan yang ditimbulkan merupakan muatan permanen, sehingga disebut juga KTK tetap.
Dalam taksonomi tanah, karena H+ dalam muatan tetap jumlahnya sangat sedikit dibandingkan Al, maka :
KTK efektif
= Al-dapat ditukar (ekstraksi dg 1 N KCl) + jumlah basa dapat ditukar (ekstraksi dengan NH4OAc pH 7)
Penentuan KTK
Bila tanah yang telah dicuci dengan 1 N KCl, dicuci lagi dengan BaCl2+TEA pada pH 8,2, maka H+ yang berasal dari muatan tidak tetap akan terekstrak.
H+ ini berasal dari gugusan OH dari ujung-ujung/patahan kristal liat atau gugus karboksil bahan organik yang akan berdissosiasi bila pH naik.
Sehingga banyak H+ yang terekstrak dengan BaCl2+TEA merupakan muatan atau KTK tergantung pH.
KTK total = KTK efektif + KTK tergantung pH
Kapasitas tukar kation Kapasitas tukar kation sangat erat kaitannya dengan
kesuburan tanah. Karena tanah yang memiliki KTK tinggi artinya tanah tersebut memiliki jumlah kation terjerap oleh koloid tanah juga tinggi sehingga jumlah kation yang dapat dipertukarkan tinggi tanah mampu menyediakan unsur hara lebih banyak. tanah subur
Karena unsur-unsur hara terhadap pada kompleks jerapan koloid tanah maka unsur hara tidak mudah hilang tercuci air.
Tanah dengan KTK yang tinggi dan didominasi oleh kation-kation basa (kejenuhan basa tinggi) maka dapat meningkatkan kesuburan tanah. Namun bila didominasi oleh kation-kation masam, Al, H (kejenuhan basa rendah) maka dapat menurunkan tingkat kesuburan tanah.
Kapasitas tukar kation
Humus 100 – 300 cmol(+)/kg
Alofan >> 100 cmol(+)/kg
Chlorit 10 – 40 cmol(+)/kg
Montmorilonit
80 – 150 cmol(+)/kg
Illit 10 – 40 cmol(+)/kg
Kaolinit 3 – 15 cmol(+)/kg
Seskuioksida 0 – 3 cmol(+)/kg
Berikut ini Kapasitas Tukar Kation beberapa Mineral Liat Utama :
Kapasitas Tukar Anion
Banyaknya Anion (dalam miliekivalen) yang dapat dijerap oleh tanah per satuan berat tanah (umumnya 100 g) disebut Kapasitas Tukar Anion.
Adanya muatan (+) pada mineral liat silikat disebabkan : patahan-patahan kristal atau akibat penggantian gugus OH oleh anion-anion lain. Karena koloid bermuatan (+) maka terjadilah pertukaran anion.
KTA banyak dijumpai pada mineral liat amorf dan liat Al dan Fe-oksida.
Kapasitas Tukar Anion
Oksida-oksida Al dan Fe sering bermuatan positif, dapat memfiksasi P dengan kuat melalui pertukaran anion.Al(OH)3 → Al(OH)2+ + OH-
Al(OH)2+ + H2PO4- → Al(OH)2 H2PO4
Bila tanah mengandung banyak muatan positif ;1. Terjadi penjerapan seperti nitrat (NO3
-), chlor (Cl-)
2. Kation-kation (Ca, Mg, K) tidak dapat dijerap tanah, dan mudah tercuci oleh air
3. Fosfat dapat difiksasi oleh tanah, sehingga ketersediaan P sangat rendah.
Kejenuhan Basa
Kejenuhan basa merupakan perbandingan antara jumlah kation-kation basa dengan jumlah semua kation (kation asam+ kation basa) yang terdapat pada kompleks jerapan tanah.
Sedangkan, banyaknya kation (dalam miliekivalen) yang dapat dijerap oleh tanah per satuan berat tanah (umumnya 100 g) disebut Kapasitas Tukar Kation. (me/100 g).
Sehingga :
Kejenuhan basa = jumlah kation basa x 100%
KTK
Kejenuhan basa Kation basa umumnya merupakan unsur hara yang dibutuhkan
tanaman.
Kation basa pada umumnya juga mudah tercuci, sehingga tanah yang masih memiliki kejenuhan basa yang tinggi menunjukkan bahwa tanah tersebut belum banyak mengalami pencucian/pelapukan sehingga tergolong tanah subur.
Kejenuhan basa berhubungan erat dengan pH. Tanah dengan pH rendah memiliki kejenuhan basa yang rendah, dan sebaliknya tanah dengan pH tinggi memiliki kejenuhan basa yang tinggi.
Tanah dengan kejenuhan basa rendah, berarti : kompleks jerapan lebih banyak diisi oleh kation-kation masam (H+ & Al3+) racun bagi tanaman.
Unsur Hara Esensial Tanaman
PENYERAPAN HARA OLEH TANAMAN
MEKANISME PENYEDIAAN & PENYERAPAN UNSUR HARA
Aliran massa
gerakan unsur hara bersama-sama gerakan massa air.
Difusi
UH yang terlarut dalam air akan bergerak tanpa aliran air, namun bergerak karena efek difusi.
Intersepsi akar
memenjangnya akar-akar tanaman untuk memperpendek jarak antara UH – rambut akar.
= Tugas =Kelompok 1 & 2 Unsur hara Makro Primer (N, P, K) : sumber
hara, faktor yang mempengaruhi ketersediaannya, fungsi agronomi, defisiensi & toksisitas hara.
Kelompok 3 & 4 Unsur hara Makro Sekunder (Ca, Mg, S) : sumber hara, faktor yang mempengaruhi ketersediaannya, fungsi agronomi, defisiensi & toksisitas hara.
Kelompok 5 & 6 Unsur hara Mikro boron (B), chloride (Cl), copper (Cu), & iron (Fe) : sumber hara, faktor yang mempengaruhi ketersediaannya, fungsi agronomi, defisiensi & toksisitas hara.
Kelompok 7 & 8 Unsur hara Mikro manganese (Mn), molybdenum (Mo), nickel (Ni), & zinc (Zn) : sumber hara, faktor yang mempengaruhi ketersediaannya, fungsi agronomi, defisiensi & toksisitas hara.
Kelompok 9 &10 Pupuk & pemupukan : Prinsip pemupukan (mengapa harus dipupuk), Metode pemupukan, Sifat pupuk (reaksi fisiologis masam/alkalis), Jenis pupuk, Cara penyimpanan & pencampuran pupuk, 5 Tepat dalam pemupukan.
Top Related