LE REAZIONI DI OSSIDO-RIDUZIONE NEL SUOLO

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1 LE REAZIONI DI OSSIDO-RIDUZIONE NEL SUOLO OSSIDAZIONE = perdita di elettrone/i RIDUZIONE = acquisto di elettrone/i AGENTI OSSIDANTI = ricevono elettrone/i e si riducono AGENTI RIDUCENTI = donano elettrone/i e si ossidano Nel suolo la sostanza organica dona elettroni; essa è quindi un agente riducente quando viene mineralizzata: (C 0 H 2 O)n + no 2 nc 4+ O 2 + nh 2 O ogni atomo di C cede mediamente 4 elettroni

2 LE REAZIONI DI OSSIDO-RIDUZIONE NEL SUOLO IN PRESENZA DI OSSIGENO, AEROBIOSI L ossigeno è l'unico accettore utilizzato dalle radici delle piante; l'ossigeno è l'accettore finale di elettroni, agente ossidante O e H + 2H 2 O

3 LE REAZIONI DI OSSIDO-RIDUZIONE NEL SUOLO IN ASSENZA DI OSSIGENO, ANAEROBIOSI Alcuni composti diventano accettori di elettroni: S 6 +O e - + 8H + S H 2 O N 5 +O e - + 2H + N 3 +O 2- + H 2 O i microrganismi possono ricavare una certa quantità di energia attraverso la fermentazione della sostanza organica: carboidrati CH 3 CH 2 OH + CO 2 rifiuti organici CH 4 + CO 2

4 Il potenziale di ossido-riduzione esprime la capacità ossidante e riducente del terreno, ossia la sua attitudine a cedere o ad acquistare elettroni (espresso in millivolts). Alti potenziali redox significano che gli elementi o gli ioni sulla sinistra delle equazioni hanno una grande tendenza ad accettare gli elettroni. Bassi potenziali redox, per contro, significano che gli elementi o gli ioni sulla destra delle equazioni cedono elettroni.

5 el terreno abbiamo solo un limitato intervallo di potenziali redox. Se in una soluzione si formasse un agente ossidante con un potenziale redox maggiore di quello della coppia H2O - O2 1/2 O 2 + 2e H + <----> H 2 O l'agente ossidante verrebbe immediatamente ridotto, ossidando l'acqua a O 2. Infatti, forti agenti ossidanti come il cloro gassoso in soluzione si decompongono ossidando l'acqua. L'instabilità dell'acqua nei confronti dell'ossidazione fa sì anche che in soluzione acquosa non si possa formare alcun agente ossidante più forte dell'acqua. Gli agenti riducenti possono ridurre l'acqua a H 2 2 H e - <----> H 2 in realtà, come indicato, viene ridotto lo ione H + e non l'acqua, ma lo ione H + è sempre presente per la dissociazione dell'acqua. La reazione di riduzione dello ione H + rappresenta il limite inferiore delle riduzioni in soluzione acquosa.

6 Il potenziale di ossido-riduzione esprime la capacità ossidante e riducente del terreno, ossia la sua attitudine a cedere o ad acquistare elettroni (espresso in millivolts). Alti potenziali redox significano che gli elementi o gli ioni sulla sinistra delle equazioni hanno una grande tendenza ad accettare gli elettroni. Bassi potenziali redox, per contro, significano che gli elementi o gli ioni sulla destra delle equazioni cedono elettroni.

7 Viene misurato confrontando il potenziale di un elettrodo inerte immerso nella sospensione del terreno con quello di un elettrodo ad idrogeno a potenziale fisso. Il valore E del potenziale di ossidoriduzione viene espresso in millivolts e può essere minore, uguale o maggiore di zero a seconda che la capacità sia appunto minore, uguale o maggiore di quella dell elettrodo a idrogeno.

8 POTENZIALI REDOX MINORI DI +204 mv: la concentrazione di O2 è bassa tanto da compromettere l attività respiratoria delle radici, la microflora aerobica viene sostituita da quella anaerobica che utilizza, come accettori finali degli elettroni trasportati dalla catena respiratoria, al posto dell ossigeno alcuni composti inorganici ad alto grado di ossidazione (nitrati, nitriti, solfati ). POTENZIALI REDOX MAGGIORI DI +204 mv: in queste condizione prevalgono i processi ossidativi su quelli riduttivi ed i residui organici vengono prontamente mineralizzati e umificati.