Géochimie : impact des oxydes ?

[Dakey]

Bonjour à tous,


Je viens quémander votre aide pour cette épineuse question : quel est l'impact général des oxydes sur la qualité des sols, et, par extension, sur les cultures humaines ?

Je cherche à caractériser un sol dont je connais les teneurs en oxydes de potassium (40 ppm en moyenne), calcium (100 ppm en moyenne), magnésium (100 ppm en moyenne) et sodium (2300 ppm en moyenne). La teneur en sulfate m'est également connue (500 ppm en moyenne).

Mes concentrations sont exprimées par rapport à un volume de terre tamisée à 2mm et préparée selon la norme NF ISO 11464 (sur la base de la matière sèche à 105°C).


La biblio compulsée ne m'a pas aidé ; toute aide me sera précieuse !

D'avance merci
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[Tawahi-Kiwi]

Salut,

La pedologie n'est pas vraiment mon truc, mais la question n'est pas claire pour moi.

Les seuls elements presents sous forme d'oxydes dans les sols sont les metaux de transition (Fe, Mn, Cu, Co, Ti...) et certainement pas K, Na, Ca ou Mg qui sont inclus dans des argiles et/ou carbonates.
L'impact des oxydes sur la qualite des sols, de mon point de vue (de geochimiste endogene) ne concernerait que les metaux mentionnes auparavant. Les alcalins et alcalino-terreux ne sont exprimes sous forme d'oxyde uniquement parce que la methode analytique va fournir ce genre de donnees et/ou l'expression de donnees geochimique se fait traditionellement sous forme d'oxydes.

T-K

[Dakey]

Salut Tawahi-Kiwi,

Et merci beaucoup pour ta réponse. Je crois que tu pointes un point très important pour moi, et que j'ai grandement intérêt à comprendre.
Tu dis que "les alcalins et alcalino-terreux ne sont exprimés sous forme d'oxyde uniquement parce que la méthode analytique va fournir ce genre de données et/ou l'expression de données géochimiques se fait traditionnellement sous forme d'oxydes". Pourrais-tu détailler ?
Si je comprends bien : même si un laboratoire d'analyse me renvoie des concentrations en oxydes, il ne s'agit en fait pas d'oxydes ? S'agit-il alors des concentrations desdits éléments associés, comme Na ou Ca ? Voilà qui prête à confusion ... Et qui pourrait ruiner une bonne partie de mon boulot.

Merci encore

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

Il est d'usage courant en geochimie, d'exprime une analyse en wt.% Ox (pourcentage en poids d'oxydes) et rarement en pourcentage elementaire (la raison etant que l'oxygene n'est normalement pas mesure, et la structure chimique de beaucoup de composes naturels utilise l'oxygene comme anion principal (exceptions: les sulfures, les halogenures, etc.).

Donc une analyse des elements majeurs (>0,1 wt.%) est generalement donnee sous forme d'oxyde. Exemple: un clinopyroxene (mineral assez commun) a une formule chimique du type CaMgSi₂O₆ mais l'analyse chimique qui sort d'un labo sera generalement fournie sous forme d'oxydes, soit: 26 wt.% CaO, 19 wt.% MgO et 55 wt.% SiO₂ (voir ici: http://webmineral.com/data/Diopside.shtml )

Une analyse chimique n'est pas une analyse mineralogique, et ne t'informes donc pas du tout des phases en presence. Un sol argileux par exemple, va contenir une proportion importante de smectite (un type d'argile) mais l'analyse chimique du sol ressemblera a quelque chose du type: http://webmineral.com/data/Montmorillonite.shtml
La caracterisation mineralogique peut se calculer a partir de l'analyse chimique, mais cela necessite une bonne comprehension du sujet.

Tu peux te debarasser des oxydes et exprimer tes anayses en % d'elements, ce n'est pas bien difficile si c'est cela qui te pertubes. Mais K₂O ou Na₂O dans un sol, ce serait du jamais vu, un sol chimiquement fort instable et vachement caustique

T-K

[A voir en vidéo sur Futura]

[Dakey]

Tawahi-Kiwi, je te dois une sacrée fière chandelle.

Ce que tu me dis là explique beaucoup de choses, à commencer par l'inexistance d'une biblio concernant l'impact de ces oxydes sur mon sol x)
Une dernière question, pour dissiper les restants de brouillard : puis-je considérer que les résultats en ppm associé à chaque "oxyde" de la feuille de résultats, est tout simplement la teneur de l'élément ? Ex : puis-je dire que 100 ppm de CaO (sur la feuille) est égal à 100 ppm de Ca (dans mon sol, tout composé chimique confondu) ?

Merci encore à toi ... Tu m'sauves.

[Dr. Zoidberg]

puis-je considérer que les résultats en ppm associé à chaque "oxyde" de la feuille de résultats, est tout simplement la teneur de l'élément ? Ex : puis-je dire que 100 ppm de CaO (sur la feuille) est égal à 100 ppm de Ca (dans mon sol, tout composé chimique confondu) ?

Non, il faut convertir les résultats. Par exemple, dans CaO, le calcium représente ~71.4% de la masse (masse molaire de Ca ~40 g/mol et ~16 g/mol pour l'oxygène) donc si tu as 100 ppm de CaO, tu auras seulement 71 ppm de Ca et sûrement pas 100 (sinon, ça voudrait dire que dans 1g de CaO il y a 1g de Ca...).

[Dakey]

Ok, j'ai bien compris.
En fait, quand les retours d'analyse donnent la concentration en CaO, ils ont eu-mêmes faits le calcul depuis la seule concentration en Ca ; je dois du coup revenir à leur premier résultat. Ce serait plus simple s'ils laissaient le truc tel quel ....
Dans tous les cas, merci infiniment. Je me lance dans les conversions !

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

puis-je dire que 100 ppm de CaO (sur la feuille) est égal à 100 ppm de Ca (dans mon sol, tout composé chimique confondu) ?

Comme Dr.Zoidberg le signale, il faut faire une conversion. C'est pour cette raison que je parle uniquement d'elements majeurs dans mon message #4. Dans une roche/sol standard, ces elements majeurs sont Si, Ti, Al, Fe, Mg, Mn, Ca, Na, K, P mais d'autres peuvent etre inclus si un autre element se trouve particulierement abondant. Par habitude, la limite (non fixe) est aux alentours de 0,1 wt.% (soit ~1000ppm) alors que les elements en trace sont donnes en ppm.

En fait, quand les retours d'analyse donnent la concentration en CaO, ils ont eu-mêmes faits le calcul depuis la seule concentration en Ca ; je dois du coup revenir à leur premier résultat. Ce serait plus simple s'ils laissaient le truc tel quel ...

Tout depend de ce que l'on veut faire de l'analyse, mais c'est vrai qu'il faut frequemment passer d'expression d'oxydes a expression elementaire et l'inverse lors de la caracterisation d'un systeme.

T-K

[Dakey]

Je me permets de relancer cette discussion ...

Après avoir vérifié mes résultats d'analyse, une dernière ligne me gêne : celles des SO4 (500 ppm en moyenne). Compte tenu de ce qui s'est dit ici, dois-je considérer qu'il s'agit des ions soufre uniquement ?
Les méthodes d'analyse employées pour les SO4 sont les mêmes pour les oxydes dont il était question.

Merci !

[Tawahi-Kiwi]

Les méthodes d'analyse employées pour les SO4 sont les mêmes pour les oxydes dont il était question.

On ne connait pas la methode d'analyse. Pour autant que je puisse juger, NF ISO 11464 est une methode de preparation, mais pas l'analyse elle-meme. La signification de la concentration de SO₄ est entierement liee a la technique utilisee.

Je suppose (compte-tenu de l'environnement chimique) que la plupart du soufre est exprime dans un sol sous forme de sulfates mais les environnements reduits pourraient avoir des sulfites ou des sulfures?

T-K

[Dakey]

Alors, je viens de vérifier : la méthode employée est le dosage par ICP-AES, sur "extrait d'eau 1/5".
L'ICP est une méthode d'analyse élémentaire, je crois, donc il semble bien qu'il s'agisse en effet de l'anion sulfure .. ?

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

oui, si c'est une technique ICP, ce qui est vraiment analysé est le soufre. SO₄ n'est que la forme d'expression des donnees et peut etre vraie ou pas. J'imagine qu'il est possible d'avoir des sulfures dans des gleys riche en matiere organique, etc mais peut-etre pas.

T-K