Toegepaste scheikunde les 3 bij werkblad 3 en 4 - Fotosynthese en pH

• Scheik
• MBO
• Studiejaar 1

Toegepaste scheikunde - Bodem bemesting

Thema's bij toegepaste scheikunde

1. Stoffen en molecuulformules
2. Bodemanalyse en reactievergelijkingen
3. Grond- en oppervlaktewater
4. Fotosynthese
5. pH in de bodem en pH in het melksysteem
6. Mest en urine
7. Broeikasgas 

Deze periode

Werkblad 1 - Stoffen molecuulformules 17 september

Werkblad 2 - Bodemanalyse en reactievergelijkingen 24 september

Werkblad 3 - Fotosynthese 1 oktober

Werkblad 4 - pH in de bodem en melksysteem 15 oktober

Werkblad 5 -Mest en urine 22 oktober en AFRONDING!!!

Fotosynthese

Een belangrijk scheikundig proces binnen de landbouw is de fotosynthese. Fotosynthese is het proces waarbij planten water en koolstofdioxide onder invloed van energie uit licht omzetten in zuurstof en glucose.

De zuurstof die we iedere dag inademen, hebben we te danken aan bomen en planten. Zij zetten CO2 met behulp van licht en water om in zuurstof en suikers. Zonder deze fotosynthese zou er dus amper leven op aarde zijn. Hoe werkt fotosynthese eigenlijk? En kunnen wij de formule van fotosynthese nabootsen, op weg naar een duurzame toekomst?

Fotosynthese 

• Proces om suikers en zuurstof te maken
  

• Kan alleen overdag plaatsvinden

• Fotosynthese vindt plaats in de chloroplasten
  
  
• Koolstofdioxide + water + licht   →   glucose + zuurstof 
  
  
• 6CO2 + 6H20 + licht → C6H12O6 + 6O2
  

Fotosynthese vindt overdag in de plant plaats, hoe heet hetgeen dat 's nachts in de plant gebeurt?

1. dissimilatie
2. slapen
3. assimilatie
4. ademhalen

Plant doet ook aan verbranding

• Net als wij. 
• Een plant verbruikt energie.
• Plant kan energie vrijmaken door glucose (suiker) te verbranden. Hierbij wordt ook zuurstof gebruikt.
• Hierbij komt de afvalstof koolstofdioxide vrij.

• Resultaat: Plant heeft energie om te leven en te groeien

Dissimilatie (verbranding)

In de nacht vindt verbranding plaats, dat noem je ook wel dissimilatie. Glucose wordt dan gevormd en daarbij komt energie vrij. 

Fotosynthese is eigenlijk het omgekeerde van dissimilatie

Dissimilatie (verbranding)

Om te groeien heeft een plant energie nodig. Deze energie maakt de plant vrij door glucose te verbranden (= reactie met zuurstof). Er ontstaat dan water en koolstofdioxide. Bij deze reactie komt energie vrij.

C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 --> 6 CO2 + 12 H2O + energie

De reactievergelijking van verbranding

Glucose + zuurstof --> water + koolstofdioxide + energie

C6H12O6+ O2 --> H2O + CO2+ energie

De energie die tijdens verbranding vrijkomt kan door de plant gebruikt worden om te groeien.

Overdag zowel fotosynthese als verbranding

's nachts alleen verbranding

Fotosynthese is het vermogen van de plant...

1. om uit humusdeeltjes en water, onder invloed van licht, glucose te maken
2. om uit voedingsstoffen en koolzuurgas, onder invloed van licht, glucose te maken
3. om uit ionen en koolzuurgas, onder invloed van licht, glucose te maken
4. om uit water en koolzuurgas, onder invloed van licht, glucose te maken

D

Welke twee stoffen heb je nodig voor fotosynthese?

1. Zuurstof en water
2. Koolstofdioxide en water
3. Koolstofdioxide en glucose
4. Glucose en water

B

Welke stoffen komen er vrij bij fotosynthese?

1. Warmte + water
2. Zuurstof + water + lichtenergie
3. Zuurstof + glucose
4. Glucose + water

C

Welke stof(fen) komen NIET voor bij fotosynthese?

1. Glucose
2. Zuurstof
3. Eiwitten
4. Water

C

Hoe noem je de tegenreactie van fotosynthese die in de nacht plaatsvind?

1. Assimilatie
2. Verbranding
3. Turgor
4. Verdamping

B

Wat is eigenlijk pH?

pH verkenningsvragen

1. Wat is pH?

2. Wat is de pH schaal?

3. Tussen welke waardes is een product zuur?

4. Waarvoor is de pH belangrijk?

6. Waar is in de veehouderij de pH belangrijk? Noem twee plekken. 

De pH

De pH of zuurgraad is een vast onderdeel van de bodemanalyse. Een te lage pH-waarde veroorzaakt verdichting van de grond, beperkt de activiteit van het bodemleven en verstoort delevering vannutriënten. De zuurgraad is van invloed op de chemische bodemkwaliteit en de gewasgroei, via de beschikbaarheid van nutriënten, (zware) metalen en zuurdeeltjes (H+), maar ook via de bodemstructuur en activiteit van het bodemleven. De pH is daarom een basisindicator voor bodemkwaliteit. Bij kleigronden krijgt men met een hogere pH een luchtigere grond met meer poriën en een minder sterke binding tussen de gronddeeltjes.

Een vruchtbare, kalkrijke grond heeft een pH van 7, of net daaronder. Bij kalkloze gronden kan de pH te laag (pH < 5) worden. Het soort gewas en de bemesting beïnvloeden de

pH-waarde.

Door te bekalken kan de pH van gronden op het gewenste niveau worden gebracht. Het is belangrijk om het bekalken te plannen binnen het bouwplan en eventueel over meerdere jaren te spreiden.

De pH

De pH kan je aangeven met een getal tussen de 0 en 14.

Een oplossing kan zuur, neutraal of basisch zijn. Een zure oplossing herken je aan de zure smaak. Basische oplossing smaken vaak zeepachtig en neutraal heeft geen smaak denk aan water dat is neutraal.

pH= zuurgraad van een oplossing

• De pH kan je aangeven met een getal tussen de 0 en 14.
• Een oplossing kan zuur, neutraal of basisch zijn. 
• Hoe zit dat dan met de bodem?

pH-behoefte

pH 4,8 - 5,5

pH 5,2 - 5,5

pH 5,5

Door te bekalken kan de pH van gronden op het gewenste niveau worden gebracht. Het is belangrijk om het bekalken te plannen binnen het bouwplan en eventueel over meerdere jaren te spreiden.

Bij een pH-waarde van onder de 5 kan de plant minder voedingsstoffen opnemen. Dit geeft lagere opbrengsten en kwaliteitsverlies. De meest gevoelige elementen zijn stikstof, fosfaat, kali, magnesium, zwavel en calcium. Dit kan leiden tot gebreksverschijnselen zoals magnesiumgebrek in aardappelen (links) en mais (midden) en zwavelgebrek in suikerbieten (rechts).

Een hoge pH (pH-KCl > 7) beperkt de beschikbaarheid van bepaalde nutriënten, zoals mangaan.

Voor een goede gewasgroei is het essentieel de pH op een optimaal niveau te houden, op de meeste gronden tussen de 6 en 7.

Voor de akkerbouw is de optimale pH afhankelijk van het bouwplan, omdat gewassen verschillende eisen stellen aan de pH. Zo hebben bieten een hogere pH nodig dan aardappelen. Het aandeel bieten of aardappelen in het bouwplan heeft dus invloed op de hoogte van de optimale pH.​

Voor grasland wordt een pH tussen 4,8 en 5,5 als goed beoordeeld, maar voor een gras- klavermengsel is een iets hogere pH nodig (tussen 5,2 en 5,5) zodat de klaver goed presteert.

Op zandgronden worden pH-waarden tussen 5 en 6 aangehouden. Op de zuurdere gronden zoals veen wordt een pH van 4,8 geadviseerd.

Een pH van rond de 5,5 is voor maisland op zandgrond optimaal. Komen we lager dan een pH van 5 dan kost dat in de regel opbrengst. Daarbij komt dat bij de maisteelt de bodem sneller verzuurt dan bij grasland. Een onderhoudsbekalking levert daarom ook een beter rendement dan een reparatie bekalking

Wat doet kalk?

• Verhoogt de pH (wordt het zuur of minder zuur?)
• Draagt bij aan luchtige bodemstructuur
• Voedingsstof voor wortelontwikkeling en opbouw celwand 

Kalk is een natuurlijke bron van calcium. De rol van calcium in de bodem is drieledig. Het dient als voedingsstof voor de wortelontwikkeling van de plant en voor de opbouw van celwanden. Daarnaast speelt calcium een belangrijke rol in de bodem. Hier verhoogt het de pH en draagt het bij aan een luchtige bodemstructuur. Vooral de invloed van calcium op de bodem-pH is erg belangrijk voor de opname van andere voedingsstoffen.

De zuurgraad van de bodem

Een belangrijke eigenschap van de bodem is de zuurgraad. De zuurgraad, oftewel de pH, is een maat voor de concentratie aan vrije waterstofionen (H+). Een hogere concentratie waterstofionen levert een zuurdere bodem op, oftewel een lagere pH-waarde. Een lagere concentratie waterstofionen resulteert in een meer basische bodem, oftewel een hogere pH-waarde.

De chemische bodemkwaliteit, de gewasgroei, de bodemstructuur én de activiteit van het bodemleven worden sterk beïnvloed door de zuurgraad. De pH bepaalt voor een groot deel hoe de nutriënten, die in de bodem aanwezig zijn, zich zullen gedragen. Zo kunnen elementen bij bepaalde pH-waarden verbindingen aangaan met andere elementen, waardoor deze niet meer door de plant kunnen worden opgenomen. Dan kan het gewas, ondanks dat er voldoende voedingsstoffen in de bodem aanwezig zijn, toch gebreksverschijnselen vertonen.

Vooral bij een lage pH (pH < 5) is de beschikbaarheid van de meeste nutriënten sterk verminderd. De plant kan dan minder opnemen met als gevolg lagere opbrengsten en kwaliteitsverlies. De meest gevoelige elementen bij een lage pH zijn stikstof, fosfaat, kali, magnesium, zwavel en calcium. Ook een hoge pH (pH > 7) beperkt de beschikbaarheid van bepaalde nutriënten. Een goed voorbeeld hiervan is mangaan.

Reactievergelijking

Wanneer calciumcarbonaat, de meest voorkomende pH-neutraliserende stof in kalk, reageert met waterstofionen ontstaat er water, koolstofdioxide en calcium.

Reiniging bij het melken

De melkinstallatie wordt bij gebruik steeds ‘viezer’ doordat er

doordat er melkresten achterblijven. Aanwezige bacteriën en/of

bacteriesporen kunnen zich voeden met deze resten en zich

zodanig gaan vermeerderen dat er een onhoudbare situatie

ontstaat.

Voordat deze situatie ontstaat, moet daarom

gestopt worden en moet de melkinstallatie

schoon worden gemaakt. Van belang is dat er

geen melkresten overblijven zodat er vanaf ‘nul’

begonnen kan worden. Is dit niet het geval, dan

is het vragen om problemen.

Dit vereist kennis van de te reinigen

vervuiling, namelijk:

• Melkresten die als vervuiling achterblijven

bevatten veel vet en eiwit;

• Alkalische middelen worden onder meer

gebruikt voor het weghalen van onder andere

vetten en eiwitten;

• Zure reinigingsmiddelen worden onder meer

gebruikt voor het weghalen voor kalkachtige

en melksteenvervuilingen;

• Daarom moet vaker met alkalische middelen

worden gereinigd dan met zure middelen;

• De mate van afwisseling tussen alkalisch en

zuur is afhankelijk van vele factoren (bijvoorbeeld de waterhardheid). Vraag bij uw leverancier na wat deze frequentie moet zijn.

Denk aan tussenspoelen!!!

Waarom is loog het meest gebruikte reinigingsmiddel?

1. Goedkoop
2. Werkt snel
3. Verwijderd meest voorkomende vuil
4. Verwijderd verschillende soorten vuil

Met een zuur schoonmaakmiddel kan ik?

1. vet verwijderen
2. melkemmers schoonmaken
3. melksuiker verwijderen
4. kalk verwijderen

Chloor en zuur

Chloor en loog