Boden-PH-Wert (Gelesen 14589 mal)

[Felcofan]

liebe alle
ich hoffe, das ist ok an dieser Stelle, ich wollte es lieber nicht im allgemeinen Forum posten (wird wohl etwas länger)

seit ca. 8 Jahren habe ich das durchwachsene Vergnügen, angehenden Baumpflegern ca. alle 2 Jahre an drei Nachmittagen die Grundlagen natürlicher Böden nahe zu bringen.

das übernommene Skript des Vorgängers war furchtbar landwirtschaftslastig. Ich hatte so ein paar Handicaps, ua. einen teils eher dünnen Wissensvorsprung meinerseits.

An den Inhalten habe ich gearbeitet, aber das WIE, also die Vermittlung, halte ich inzwischen für noch wichtiger, denn das sind alles meist sehr schriftferne Freiluftwesen, die ungern drinnen vor mir am Tisch sitzen...

ich hab viel Zeug durchgeackert,
zB Scheffer Schachtschabel, 16. Auflage, inzwischen als nutzlos-detailliert und mit zu wenig Hinweisen auf Kontext wieder zur Seite gelegt...

diverse Uni-Bodenkunde-Skripte

Bodenkunde-Xpress, von Ludger Herrmann,

Bodenkunde und Standortlehre Von Karl Star, Ellen Kandeler et al

Bodenkunde in Stichworten, Winfried Blum

Bodenökologie, Ulrich Gisi


Weil, Raymond R.; Brady, Nyle C.. The Nature and Properties of Soils, Global Edition, J. R. Weil

Die kuriose Trilogie:
Teaming with microbes,
teaming with fungi,
teaming with nutrients, Jeff Lowenfels, (der versteigt sich im Mikrobenbuch leider im 2. Teil über Kompost-Tee, deswegen war ich etwas verunsichert zum Sachgehalt der übrigen Bände)

und das letzte und bisher am hilfreichsten
«soil science for gardeners» von Robert Pavlis, der bringt es tatsächlich, molekülgenau Abläufe zu schildern und mit verständlichen Vergleichen "verdaulicher" zu machen.

Zu Bodenart und Wasser hab ich ganz gut was zurechtgestrickt.
Zum Porenraum: die Löcher sind wichtiger als der Käse….

den pH finde ich halt so sperrig, ich mach trotzdem immer die Nummer, pH4, Unterschied zu pH 7 (eben drei Nullen…), damit die das mit dem Logarithmus verstehen bzw. den gigantischen Unterschied von einer pH-Stufe zur nächsten

Praktisch finde ich wichtig, dass der pH die Verfügbarkeit von Nährstoffen beeinflusst,

Protonen wirken säuernd
Hydroxid-Ion wirkt basisch (Verweis auf physiologisch saure und alkalisch wirkende Dünger)

Naja, und da verfieselt es sich leicht im Detail. Also, wenn jemand von euch einen schönen bildhaften Vergleich hat, oder einen Verweis auf solchen, immer her damit. Es ist halt ein spezielles Thema, und ich kenne eigentlich niemanden direkt, mit dem ich das diskutieren könnte (mein schon damals graumelierter Bodenkunde-Prof ist leider schon email-los im Ruhestand…), schon mal Danke und schöne Grüße,
F

Dies Frühjahr ist wieder ein Durchgang, und ich wollt es nicht auf den letzten Drücker angehen…

[Euphrasia]

Hm. Ich bin weder vom Fach, noch weiß Ich (vielleicht genau deswegen) genau, worauf Du hinaus willst...

Ph-Werte optisch sehr schön darstellen kann man mit dem Lackmustest.

Als Versuch für Kinder tut es Sud von ausgekochten Rotkohlblättern.
Der vermischt mit Essig, Apfelsaft, Waschpulver, Abrieb von Laugengebäck etc. sieht toll aus und ist "begreifbar".
Wenn man das mit Zahlen unterfüttert
ist das vielleicht eine Grundlage, auf die man aufbauen kann.

[Felcofan]

Danke,
Das ist ja auch wichtig

Also, nochmal sacken gelassen:

Was ist die Quintessenz zu pH-Wert, die vermittelt werden sollte, eurer Meinung nach,
(oder eine möglichst griffige Antwort, warum wir das behandeln)

Und hat jemand von euch eventuell einen sehr schönen bildhaften Vergleich dazu aufgeschnappt.

——-
Und der vorgeschlagene Rotkohl-Versuch mit dem Anthozyan ist ja schön, den Farbstoff kannte ich schon, aber dieser Aufbau ist schön anschaulich.

Letztenendes tu ich mich mit ein paar Sachen schwer, weil ich in dem Moment, wo die Kursteilnehmer so ratlos-apathisch zurückschauen, denke, dass das definitiv nicht angekommen ist….

Und beim pH ist das dann stellenweise leider immer noch so, und ich hatte bisher keine zündende Idee, wie ich das noch greifbarer machen soll bzw. welche der Fakten rund um den pH-Kram notwendig sind.

schwierig ist auch, Sachverhalte zu vereinfachen, ohne die Fakten zu verzerren.
Nuja, wir werden sehen

[Quendula]

Hab mal den Sohn gefragt (der gerade noch auf Semesterweihnachtsferien zu Hause ist).
Sein Vorschlag:

den gigantischen Unterschied von einer pH-Stufe zur nächsten

Zum pH-Wert kann man ein nettes Experiment machen: die Verdünnungsreihe.
Man beginnt mit einem Reagenzglas (RG) mit 10 ml 0,1* molarer starker Säure, hier beispielhaft Salzsäure, was in etwa der Magensäure als Vergleich entspricht (pH=1).
Aus diesem RG wird 1 ml Salzsäure in ein zweites RG überführt und mit Wasser auf 10 ml aufgefüllt, wodurch eine Lösung mit pH=2 erzeugt wird.
Aus der verdünnen Lösung wird wieder 1 ml entnommen, in ein neues RG gegeben und mit Wasser auf 10 ml aufgefüllt (pH=3).
Das Entnehmen wird wiederholt und so immer weiter verdünnt wodurch die pH-Werte schrittweise bis auf 7 (Neutralpunkt) steigen. Der pH-Wert kann via Indikator gezeigt werden.
Wenn man als Ausgangslösung eine 0,1* molare NaOH-Lösung verwendet, kann man sich auch von 14 aus der 7 nähern.


*Korrektur

[Bristlecone]

Gute Idee, nur eine Korrektur:
Eine 1molare Lösung einer starken Säure hat einen pH-Wert von 0, nicht eins.
(lg1 = 0)
In der ersten Verdünnungsstufe ist man dann bei eins, in der zweiten bei zwei etc. - bis sechs. Danach kommt man durch Verdünnen nicht genau auf sieben (rechnerisch ergibt sich 6,7), und mit weiteren Verdünnungsschritten nähert man sich rein rechnerisch der sieben immer weiter an, erreicht die aber nie.
.
Und zum Verdünnen - wenn man das praktisch durchführen möchte - unbedingt dest. Wasser nehmen und nicht Leitungswasser.

[Quendula]

Stimmt! Dezimalstelle verrutscht :-[.

[Felcofan]

Moin Quendula
danke an den Filius, und vielen Dank für das weitergeben.

Und Brissel für die Korrektur.

Die Verdünnungsschritte versteh ich,

bei dem Anfang hänge ich, da hab ich grad Tante Internet gefragt.
1-molare Salzsäure entspricht demnach Salzsäure mit einer Konzentration von ca. 3,4%

zufällig hab ich ja für die "Zisch-Probe" an Gesteinsproben eine fast volle 1-Literflasche, die wohl gut 30% hat, da kann ich dann von runterverdünnen,

und immer schön Wasser (dest.) vorlegen, gell? (nein, schon klar, Spritzer davon wären böse, Schutz-Brille hab ich auch)

also, erstmal Dankeschön, ich dreh und wende es noch ein bischen und les nochmal bei dem Robert Pavlis nach- fun fact "soil science for gardeners" gibt es sogar als Hörbuch, von einem sehr wohlklingenden Sprecher vorgetragen, den hör ich dann auch mal zum Einschlafen oder beim Kochen... ;D 8)

liebe Grüße, F

[thuja thujon]

Mir ist noch nicht ganz klar was den Baumflegern mit dem vermitteln von pH vermittelt werden soll. Also die praktische Relevanz für sie.

Die Verdünnungsreihe ist gut, wenn man die passenden Indikatoren findet, da sind auch einige auf der Substitutionsliste. Ansonsten muss man mit Stäbchentests visualisieren, deutlich weniger eindrucksvoll.

1 Molar entspricht etwa 3,55%, gibts aber überall zu kaufen. Ein normal auch manchmal genannt.

[thuja thujon]

Spielt Dissoziation eine Rolle bei den Baumpflegern? Man könnte auch was zu Kalklösender Citronensäure in Fertigationsdüngern sagen und den Unterschied zu der deutlich besser dissoziierenden Essigsäure erklären.
Oder über das metallkorrosive Chlorid das unabhängig vom pH-Wert die Säge verrosten lässt, das Phloem ist leicht alkalisch.

[Felcofan]

Mir ist noch nicht ganz klar was den Baumflegern mit dem vermitteln von pH vermittelt werden soll. Also die praktische Relevanz für sie.

Moin Thuja, da liegt genau der Hase im Pfeffer,
so in deren Alltag schätze ich, dass sie geschnackelt haben sollten, dass bei extremem hohen pH-Werten viele Nährstoffe festgelegt sind, und bei extrem niedrigen dann ungute Elemente mobil werden

Im städtischen Raum sind ja die pH-Werte meist zu alkalisch, da gibt es eher "Beton-Chlorosen".

und sie müssten das quasi im Grundwissen haben, dass sie bei Problem-Bäumen im Zweifelsfall auch den pH messen (lassen?).

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das "Verdünnungsspiel" wäre dann nur noch das i-Tüpfelchen, um ihnen ganz bildhaft den 10er-Sprung von einer pH-Stufe zur nächsten vorzuführen.

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ja, genau die Frage: wofür ist der pH-Wert noch gut... ;)

[Felcofan]

und dann fällt mir noch ein, sie hantieren ja auch mit diversen Düngern und versorgen besonders Straßenbäume mit allem möglichen.


und auch da müsste ja vorher wirklich klar sein, ob es ein echter Mangel ist

Begleiterscheinung von Trockenheit

oder

ob der pH so verquer ist, dass eine Düngergabe schnell wieder festgelegt ist.

Hier gibt es viele Bäume in Substrat, was eher wenig Nährstoffe speichert, da wäre das ja schon wichtig, den ungefähren pH zu messen.

und jetzt mal so gefragt: wenn ich in einem "überwiegend mineralischen Substrat" selber den pH-Wert messen wollte, wie geht das am schlauesten?

Entscheidend ist ja die Bodenlösung, also vielleicht so eine Schaufel voll Splitt mit Feinanteilen rausholen, mit

Pufferlösung oder (Destill.?) Wasser aufrühren, Lösung auffangen,
filtern
Stäbchen rein?

der Teufel steckt ja immer im Detail...

ja, noch einige Aspekte ungelöst, umso besser, das hier etwas abzuklopfen

[Quendula]

Nochmal der Sohn:

Man könnte auch was zu Kalklösender Citronensäure in Fertigationsdüngern sagen und den Unterschied zu der deutlich besser dissoziierenden Essigsäure erklären.

Berichtige mich wenn ich mich irre aber hatte Essigsäure nicht einen pKS=~4,7, eine kurze Suche hat ergeben dass der pKS1 von Citronensäure ~3,1 sein soll und damit (minimal) stärker als Essig ist. Die zweite Dissoziationsstufe mit pKS2 wäre mit ~4,8 ca. so stark wie der Essig.

[Quendula]

PS und völlig OT:

... - bis sechs. Danach kommt man durch Verdünnen nicht genau auf sieben (rechnerisch ergibt sich 6,7), und mit weiteren Verdünnungsschritten nähert man sich rein rechnerisch der sieben immer weiter an, erreicht die aber nie.

Rein mathematisch würde sich ergeben dass man bei hinreichender Verdünnung (10-7 mol/l) einen pH-Wert von genau 7 (unter Vernachlässigung der Autoprotolyse des Wassers) erhält und darüberhinaus auch in den Basischen Bereich gehen würde (Bsp. 10-14 mol/l). Das ist natürlich Unsinn und daher muss man ab pH 7 den pH-Wert mit pH+pOH=14 bestimmen. Rein logisch kann man auch durch Verdünnung die Konzentration der Oxonium-Ionen nicht auf 0 senken, wobei interessanterweise basische pH-Werte ein Vorhandensein von Oxonium-Ionen nicht ausschließen, da im Gleichgewicht trotz basischer Umgebung statistisch gesehen Oxonium-Ionen entstehen.

[thuja thujon]

Stimmt, Essigsäure ist ähnlich schwach wie HF. Hab da wohl was mit der Citronensäure verwechselt.

Felcofan: da gibts ein paar Methoden, dest. Wasser wird selten genommen. Wenn dann sollte es Säurefrei sein, also CO2 vorher rauskochen und CO2-frei abkühlen lassen. Man könnte erklären warum die unteschiedlichen Auszugsmethoden zu unterschiedlichen pH-Werten kommen. Sowas interessiert Baumpfleger aber nicht sonderlich.
pH-Wert anschaulich vermitteln ist so eine Sache, den kapiert man oder nicht und dann braucht man ihn höchst selten.

[Bristlecone]

PS und völlig OT:

... - bis sechs. Danach kommt man durch Verdünnen nicht genau auf sieben (rechnerisch ergibt sich 6,7), und mit weiteren Verdünnungsschritten nähert man sich rein rechnerisch der sieben immer weiter an, erreicht die aber nie.

Rein mathematisch würde sich ergeben dass man bei hinreichender Verdünnung (10-7 mol/l) einen pH-Wert von genau 7 (unter Vernachlässigung der Autoprotolyse des Wassers) erhält und darüberhinaus auch in den Basischen Bereich gehen würde (Bsp. 10-14 mol/l). Das ist natürlich Unsinn und daher muss man ab pH 7 den pH-Wert mit pH+pOH=14 bestimmen. Rein logisch kann man auch durch Verdünnung die Konzentration der Oxonium-Ionen nicht auf 0 senken, wobei interessanterweise basische pH-Werte ein Vorhandensein von Oxonium-Ionen nicht ausschließen, da im Gleichgewicht trotz basischer Umgebung statistisch gesehen Oxonium-Ionen entstehen.

Na ja, so ganz OT ist das nicht.
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Man darf eben die Autoprotolyse des Wassers nicht außer acht lassen. Sie sorgt ja dafür, dass in reinem Wasser eine Konzentration von 10-7mol/l H3O+ vorhanden ist, ergo pH 7.
Wenn ich eine Säure mit Wasser immer weiter verdünne, komme ich nie unter diese Konzentration von 10-7mol/l H3O+.
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War mal eine Frage im Biostudium: Berechnen Sie den pH-Wert einer 10-8 molaren Lösung von HCl in Wasser. Über die Hälfte schrieb ganz brav hin: Acht. ;D