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Adsorption und Desorption
Kationenaustausch
Bodenreaktion

Anionen-Austausch

- Adsorption von Anionen an feste Bodenteilchen - von untergeordneter Bedeutung, da Austauscher vorwiegend negativ geladen sind (nur bis ca. 5 % der Gesamtladung ist positiv) - nimmt mit sinkendem pH zu, da an Austauscher-oberflächen die positiv geladenen Radikale zuneh-men  H+, NH2+, OH2+ Austauschbare Anionen: PO43-, SO42-, SiO44-, NO3-, Cl- auch Schadstoffkomponenten (dissoziierte Fluoride, Arsenate, Selenate) und organische Anionen Eintauschstärke und Haftfestigkeit von Wertigkeit und Hydratation abhängig; Abnahme in folgender Reihe: PO43- > SiO44- > SO42- > NO3-  Cl- Nichtselektive Adsorption - ist durch pH-abhängige Ladung bedingt 1.) bei Tonmineralen vorwiegend auf Randpositionen beschränkt: bei niedrigem pH (hohe H+ - Ionen – Konzentration) erfolgt H+ - Addition AlOH + H+ = AlOH2+ (zum Ladungsausgleich kann dann Cl- angelagert werden; dies kann gegen ein anderes einwertiges Anion (z.B. NO3-) ausgetauscht werden) - auch Dissoziation von OH-Ionen möglich, die dann austauschbar sind 2.) bei Hydroxiden des Fe und Al an der Oberfläche von FeOH- und AlOH-Gruppen durch OH--Ionen – Dissoziation (bei niedrigem pH) oder infolge Anlagerung von H+-Ionen - amphotere Charakter der Austauscher: erst unter-halb des isoelektrischen Punktes (im sauren Bereich) findet verstärkte Anionenadsorption statt 3.) Huminstoffe besitzen NH- und NH2-Gruppen, die H+-Ionen anlagern können - Cl- und NO3- werden prinzipiell, SO42- meist nichtselektiv gebunden - zwischen pH 6 und 7 (oberhalb des isoelektrischen Punktes vieler Austauscher) findet bei diesen Anionen praktisch keine Adsorption statt Auswaschung! Nitrat im Grundwasser!

Selektive Adsorption

- beruht auf der hohen Affinität bestimmter Anionen zu Al- und Fe-Atomen von Tonmineralien und freien Oxiden - dabei treten die Anionen an die Stelle von OH- und OH2- - Gruppen, die von Al und Fe zur Vervoll-ständigung ihrer Koordinationszahl aufgenommen worden waren  Ligandenaustausch - Anionen sind mit Fe und Al über Sauerstoffbrücken sehr fest verbunden - typisch vor allem für PO43-, MoO42- - Pflanzenverfügbarkeit dieser sorbierten Anionen ist vermindert - bei niedrigem pH  irreversible Fällung (P-Fixierung) Ursache der selektiven Adsorption von P kann auch die Fällung in schwer lösliche Verbindungen sein: - bei hohem pH  schwer lösliche Ca-Phosphate - bei niedrigem pH  schwer lösliche Al- und Fe-Phosphate - bei pH 5...6 bilden sich die wenigsten schwer löslichen Verbindungen  die P-Verfügbarkeit ist besonders günstig! Anionenaustausch hat größere Bedeutung in sauren Böden mit hohem Anteil an Metalloxiden und –hydroxiden:  Gley, Pseudogley, Marsch