Kationenaustauschkapazität

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Die Kationenaustauschkapazität (Abk.: KAK, T-Wert) ist ein Maß für die austauschbaren Kationen und damit die Zahl an negativen Bindungsplätzen von Kationenaustauschern im Boden. Sie hängt von der chemischen Zusammensetzung des Bodens ab und auch von der mechanischen, da die effektive Wirkoberfläche mit der Größe der Kolloide zusammenhängt. Sie stellt einen wichtigen Kennwert des Bodens dar. Die Summe der austauschbaren Kationen – sowohl der basisch wirksamen wie Na+, K+, Mg2+, Ca2+ als auch der sauren wie Al3+, Fe3+ neben H+ – welche an die negativen Bindungsplätze organischer wie anorganischer Austauscher im Boden gebunden sind, wird experimentell durch den Austausch mit einer Neutralsalzlösung bestimmt (z. B. Barium-, Ammonium- oder Calciumchlorid).

Die Kationenaustauschkapazität wird in cmol/kg oder mmolc/kg angegeben. Nicht mehr gebräuchlich ist die Angabe in mval / 100 g.

\mathrm{KAK} = \sum_{i=1}^k \frac{n_i \cdot z_i}{m}

Hierbei stehen die einzelnen Formelzeichen für die folgenden Größen:

  • k - Gesamtzahl der sorbierten Kationarten
  • ni - Stoffmenge des Kations i
  • zi - Wertigkeit des Kations i (Beispiel: Al3+ hat die Wertigkeit 3)
  • m - Bezugsmasse

Die potentielle Kationenaustauschkapazität KAKpot gibt die maximale Anzahl möglicher freier Kationenbindungsplätze an und bezieht sich nach DIN ISO 13536 auf die Kationenaustauschkapazität bei einem leicht basischen pH-Wert (pH=8,1) des Bodens. Internationale Klassifikationen (FAO - UNESCO, US-Soil-Taxonomy) bestimmen die potentielle KAK bei pH=7 (neutral).

Die effektive Kationenaustauschkapazität KAKeff gibt die Anzahl der tatsächlich freien Kationenbindungsplätze wieder bei dem jeweils aktuell vorliegenden pH-Wert des Bodens.

Bedeutung[Bearbeiten]

Austauschbare Kationen können innerhalb des Bodens verschoben, in benachbarte Ökosysteme (z.B. Gewässer) verlagert oder von Pflanzenwurzeln aufgenommen werden. Sie betreffen damit unmittelbar die Nährstoffversorgung der Pflanzen und den Stoffhaushalt von Landschaften. Darüber hinaus beeinflussen die austauschbaren Kationen wichtige Bodeneigenschaften wie das Gefüge, den Wasser- und Lufthaushalt, die Bodenreaktion und nicht zuletzt die biologische Aktivität. Die Kationenaustauschkapazität eines Bodens kann daher als ein Bodenbewertungsmaß angesehen werden (z.B für landwirtschaftliche Bodenschätzkarten).

Siehe auch[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]