PERHITUNGAN KTK DAN KTA

KTK merupakan suatu sifat kimia tanah yang paling penting yang mempengaruhi ketersediaan hara dan retensinya di dalam tanah.  KTK tanah mencerminkan jumlah total muatan negatif permukaan mineral dan bahan organik untuk menarik kation dalam larutan tanah.  KTK dinyatakan dengan satuan miliequivalen (mEq) muatan negatif per 100 gram tanah kering oven. 

            Definisi equivalent dan berat equivalent  adalah sebagai berikut  :

-          Berat atom : massa (gram) dari 6 X 10²³ atom suatu zat.  Satu mol (m) suatu zat adalah 6 X 10²³ atom, molekul, ion, senyawa dan sebagainya.  Jadi satuan berat atom adalah gram per mol (g/m).  Satu mol menyatakan 6 X 10²³ atom, ion, senyawa dsb.

-          Berat equivalent : massa (gram) suatu zat (misalnya kation, anion atau senyawa) yang bereaksi dengan 1 gram H⁺, atau 1 mol (6 X 10²³) dari muatan .  Jadi satuan berat equivalent adalah gram per equivalent (g/eq).

-          Definisi berat atom dan berat equivalent adalah sama yaitu :

Berat atom = gram/ 6 X 10²³ ion atau molekul

Berat equivalent = gram/ 6 X 10²³ muatan negatif atau positif

                         = g/ mol muatan = g/eq

Dalam reaksi, berat atom dan berat equivalent saling berhubungan.  Sebagai contoh, suatu tanah mengandung 1 mol kation K :

                                                        1 mol K⁺  = 6 X 10²³ ion K^;

                                                                        =  6 X 10²³ atau 1 mol muatan positif

Dari tabel sistem periodik berat atom K⁺           = 39 gram/mol K⁺

                        Jadi berat equivalent K⁺             =  39 gram/mol muatan +    atau

                                                                         =  39 gram/ equivalent

Karena jumlah muatan dan ion untuk K sama, maka berat atom = berat equivalent

Untuk ion divalent :

                                                  1 mol Ca²⁺     = 6 X 10²³ Ca²⁺

                                                                        = 2 X (6 X 10²³) muatan  +

                                                                        = 2 mol muatan +

Dari tabel sistem periodik Berat Atom Ca²⁺      = 40 gram/mol Ca²⁺

                        Jadi berat equivalent Ca²⁺        =  40 gram/ 2mol muatan +

                                                                        = 20 gram/1 mol muatan +

                                                                        = 20 gram equivalent

Untuk ion trivalent :

                                                1 mol Al³⁺       = 6 X 10²³ Al³⁺

                                                                        = 3 X (6 X 10²³) muatan +

                                                                        = 3 mol muatan +

Dari tabel sistem periodik berat atom Al³⁺        = 27 gram/mol Al³⁺

                        Jadi berat equivalent Al³⁺         = 27 gram / 3 mol muatan +

                                                                        = 9 gram/1 mol muatan +

                                                                        = 9 gram/equivalent

            Penggunaan berat equivalent dalam kesuburan tanah merupakan suatu cara yang sesuai untuk menghitung kation dan anion yang terlibat dalam reaksi pertukaran ion.  Jika K⁺ menggantikan Ca²⁺ pada tapak pertukaran , maka harus ada 2 mol K⁺ untuk menggantikan atau mempertukarkan 1 mol Ca²⁺ (2 muatan + menggantikan oleh 2 muatan + juga).  Jika Ca²⁺ menggantikan Al³⁺,  maka 3 mol Ca²⁺ menggantikan 2 mol Al³⁺ (6 muatan + menggantikan 6 muatan +).  Jadi, 1 mol muatan + menggantikan 1 mol muatan + tanpa memperhatikan ion-ion yang terlibat atau :

                                    1 equivalen A = 1 equivalen B

dimana A dan B adalah ion atau senyawa yang terlibat dalam reaksi.

Berat equivalent suatu senyawa ditentukan dengan mengetahui reaksi yang terlibat sebagai contoh :

            CaCO₃ + 2 H⁺                Ca²⁺ + CO₂ + H₂O

            Berat equivalent Calcium Carbonat (CaCO₃) ditentukan dari tabel sistem periodik dengan : 1 Berat Molekul (BM) CaCO₃ (100 g/ mol) menetralisir atau bereaksi dengan 2 mol H⁺.  Ingat 1 mol H⁺ = 1 equivalen H⁺ (1 mol ion = 1 mol muatan ion univalent) jadi :

                                   100 g CaCO₃ = 50 g Ca CO₃ = 50 g CaCO₃

                                       2 mol H⁺           1 mol H⁺              Eq                      

KTK tanah sangat dipengaruhi oleh sifat dan jumlah mineral liat dan kandungan bahan organik di dalam tanah. Tanah-tanah yang didominasi oleh mineral 2 : 1 mempunyai KTK yang lebih besar dari pada tanah yang didominasi oleh mineral 1 : 1.  Tanah-tanah dengan kandungan liat dan bahan organik tinggi mempunyai KTK yang lebih besar dari pada tanah berpasir dan tanah yang rendah kandungan bahan organiknya.

            Dalam prakteknya, diperlukan suatu keahlian khusus untuk menghitung kandungan mineral liat spesifik dalam tanah melalui analisis laboratorium.  Kebanyakan kation-kation yang dapat dipertukarkan merupakan unsur hara tanaman kecuali Al³⁺ (Tabel 3.1).  Pada tanah-tanah asam kation-kation utama yang banyak dijumpai adalah Al³⁺, H⁺ Ca²⁺, Mg²⁺ dam K⁺.  Sedangkan pada tanah-tanah netral dan basa kation yang dominant adalah Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺,  dan Na⁺.  Kation-kation dijerap dengan kekuatan jerapan yang berbeda sesuai dengan deret lyotropik yang telah dijelaskan  pada bab II.