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Réactions d'échange

Échanges de cations

Les charges négatives du réseau cristallin des argiles n'étant pas totalement compensées par des cations appartenant à ce réseau, des cations « compensateurs », largement interchangeables, sont attirés et retenus à la surface des minéraux argileux. Ces faits, découverts par T. Way dès 1850, ont été peu à peu précisés et expliqués ; de même que l'échange intervenant dans une résine synthétique, ils peuvent être schématisés ainsi :

Les grosses molécules constituant la matière organique relativement stable des sols, souvent appelée humus, possèdent pour leur part des fonctions acides faibles et des fonctions phénoliques susceptibles de s'ioniser au fur et à mesure de l'alcalinisation du milieu ; il en résulte des réactions assimilables elles aussi à des échanges :

Argile et humus étant intimement liés entre eux, c'est l'ensemble de leurs propriétés d'échange que l'on désigne par capacité d'échange de cations T. En raison de l'ionisation variable des fonctions organiques, elle est définie par rapport à un pH (pH 7, généralement) et peut varier en sols cultivés d'environ 50 à 500 milliéquivalents-grammes par kilogramme de terre selon la nature et la proportion des argiles et le taux de matières organiques. Par ailleurs, S étant la somme des cations métalliques, le degré de saturation V de la capacité d'échange

varie avec la teneur du sol en calcium actif.

Parmi les cations échangeables, on trouve surtout le calcium (notamment dans les sols formés sur roche mère calcaire), puis le magnésium, le potassium, le sodium et divers éléments-traces (Mn, Cu, Zn, etc.). Le fer, qui est présent dans les sols sous de multiples formes, peut également intervenir. Les ions H+ tiennent aussi une place toute particulière : en effet, lorsque les cations métalliques sont insuffisamment abondants, les charges négatives sont compensées par des ions H+, ce qui co [...]


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Écrit par :

  • : directeur de la station d'agronomie au centre de recherche de l'Institut national de la recherche agronomique de Toulouse

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Pour citer l’article

Robert BLANCHET, « SOLS - Physico-chimie », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 26 novembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/sols-physico-chimie/