Kapasitas Tukar Kation

Bahan Organik

          Pengaruh bahan organik terhadap KTK tanah sangat nyata, karena daya jerap bahan organik sangat besar seperti yang telah diutarakan pada bab sebelumnya. Bahan organik juga dapat menghasilkan humus yang mempunyai KTK jauh lebih tinggi daripada mineral liat. Oleh karena itu semakin tinggi kandungan bahan organik tanah semakin tinggi pula nilai KTK-nya. Ketentuan ini berlaku jika faktor-faktor lainnya relatif sama. Sebagai contoh pada Tabel diatas ditunjukkan bahwa KTK humus dapat mencapai 200me/100g.

Pengapuran dan Pemupukan

          Hubungan antara besar kecilnya KTK akibat pengapuran dan pemupukan berkaitan dengan perubahan pH tanah oleh pemberian kapur dan pupuk tersebut. Pada tanah-tanah yang bermuatan tergantung pH (pH dependent charge), seperti tanah yang kaya montmorilonit atau koloid organik, maka KTK akan meningkat dengan pengapuran. Di lain pihak pemberian pupuk tertentu akan dapat menurunkan pH tanah, sejalan dengan itu KTK-pun akan turun. Dengan demikian dapat dikatakan, bahwa pengaruh pengapuran dan pemupukan berkaitan dengan perubahan pH, yang selanjutnya mempengaruhi KTK tanah.

          Besarnya KTK suatu tanah dapat ditentukan dengan menjenuhkan kompleks jerapan atau misel dengan kation tertentu. Misalnya misel dijenuhkan dengan kation Ba²⁺ atau NH₄⁺ yang bertujuan agar seluruh kation yang terjerap dapat digantikan oleh ion Ba²⁺ atau NH₄⁺. Dengan menghitung jumlah Ba²⁺ atau NH₄⁺ yang dapat menggantikan seluruh kation terjerap tadi, maka nilai tersebut adalah KTK tanah yang ditentukan.

Daya Pertukaran Kation

          Setiap kation mempunyai daya yang berbeda untuk dapat dijerap dan dipertukarkan. Jumlah yang dijerap biasanya tidak setara dengan jumlah yang dipertukarkan. Ion bervalensi dua biasanya lebih kuat dipegang dai pada ion bervalensi satu oleh koloid tanah, dengan demikian akan lebih sukar untuk dipertukarkan. Itulah sebabnya jika ion Ba2+ yang digunakan sebagai kation penukar, pertukaran tidak terjadi dalam jumlah yang setara. Barium dijerap kuat sekali oleh liat, tetapi mempunyai daya penetrasi yang rendah. Oleh karena itu jumlah pertukaran yang diperoleh lebih rendah dari jumlah barium yang dijerap, akan sering memberikan jumlah pertukaran yang lebih tinggi dari jumlah ion NH4+ yang dijerap. Amonium adalah ion bervalensi satu yang tentunya akan ditarik oleh koloid liat kurang kuat jika dibandingkan dengan ion barium, tetapi ion amonium mempunyai daya penetrasi yang lebih tinggi.

          Pengecualian dari hal tersebut mungkin terjadi pada penggunaan ion H+. Ion hidrogen dijerap lebih kuat dari semua ion bervalensi satu atau ion bervalensi dua. Pada liat hidrogen, reaksi pertukaran pada mulanya didominasi oleh sejumlah besar dari ion H+ yang dapat dipertukarkan dan sejumlah kecil ion Al3+. Walaupun demikian jumlah dari ion alumunium yang dapat dipertukarkan dapat bertambah dengan cepat. Hal itu disebabkan ion hidrogen yang dapat dipertukarkan menyebabkan pelapukan mineral dan alumunium yang dibebaskan dari mineral liat akan menjadi bentuk dapat dipertukarkan.

Penyebaran Kation

          Pada suspensi tanah dapat dibedakan permukaan padat yang umumnya bermuatan negatif dan kation-kation yang bermuatan positif dalam larutan. Penyebaran muatan pada sistem tersebut dapat disamakan dengan kondensor. Dalam hal ini lempeng bermuatan negatif adalah permukaan padat dan lempeng bermuatan positif adalah sejumlah kation yang tersebar. Semakin jauh dari permukaan bahan padat ia menjadi renggang sampai akhirnya merat dilarutkan. Penyebaran muatan dengan medan listriknya disebut lapis ganda listrik. Dengan adanya tenaga kinetis maka penyebaran kation bersifat difusi dan lapisan ganda disebut setengah difusi. Kation-kation yang menyebar disebut ion lawan (counter ion) dari muatan permukaan. Medan listrik makin berkurang dari permukaan bermuatan kelarutan sampai menjadi nol bila disosiasi ion lawan telah berhenti. Tebal lapis ganda ditentukan oleh kesetimbangan antara kecenderungan ion-ion untuk menyebar dan kekuatan tarik permukaan mineral.

          Kenaikan valensi atau kepekatan ion dalam larutan seimbang, menyebabkan berkurangnya tebal lapis ganda. Jika jumlah muatan ion lawan sama dengan muatan permukaan mineral liat, maka pada keadaan kering dapat dilukiskan seperti gambar A sedangakn gambar B memperlihatkan penyebaran ion dalam tanah dengan kadar air yang cukup.

Komposisi Ion pada Kompleks Pertukaran

          Larutan tanah terdiri dari berbagai campuran kation yang semuanya merupakan kation yang dapat ditarik oleh permukaan liat. Pada pembicaraan terdahulu kita telah mengetahui bahwa jerapan dan pertukaran kation tergantung pada kepekatan dan ciri kationnya. Ciri dan komposisi dari larutan tanah akan berubah-ubah, tergantung kepada jenis dan jumlah kation yang dipertukarkan dan pada kepekatan dari akhir kesetimbangan yang ditetapkan dengan kelarutan dan disosiasi. Telah diketahui bahwa pertukaran dapat terjadi pada komposisi ion atau pada ion-ion yang terdapat pada kompleks dan ini sangat penting dalam praktek. Agar kita dapat mempelajari masalah ini, maka beberapa rumus atau persamaan yang berhubungan dengan masalah komposisi ion perlu diketahui. Persamaan-persamaan tersebut akan diuraikan pada bagian khusus.