Keemilised reaktsioonid pinnases hõlmavad olemasolevate materjalide oksüdeerumist ja redutseerimist.
Tervislik pinnas sõltub veest, hapnikust, õhust ja tasakaalustatud toitainevarustusest. Keemilised reaktsioonid pinnases võivad muuta saadaolevate toitainete füüsikalist struktuuri. Oksüdeerimis- ja redutseerimisprotsessides toimub hapnikuvahetus, mis toimub vee ja anorgaaniliste materjalide vahel. Need muudatused mõjutavad saadaolevaid toitainete varusid.
Identifitseerimine
Pinnasematerjalid koosnevad üksikutest aatomitest ja molekulidest, mis moodustavad orgaanilisi ja anorgaanilisi aineid. Vee, hapniku ja üksteisega kombineerituna võivad need materjalid Virginia Tehnika andmetel üksteise molekulaarstruktuure muuta. Aatomid ja molekulid koosnevad prootonitest, neutronitest ja elektronidest, mistõttu muutused struktuuris põhjustavad tavaliselt teatud aatomi elektronide arvu muutusi. Pinnase oksüdeerimise ja redutseerimisega kaasneb elektronide vahetus, mis toimub pinnasematerjalide vahel.
Funktsioon
Virginia Tech sõnul toimuvad oksüdatsiooni- ja redutseerimisprotsessid samaaegselt, kui üks materjal või element kaotab elektronid, teine aga võidab selle, mis kadus. Seetõttu nimetatakse neid protsesse redoksreaktsioonideks, kuna üks reaktsioon ei saa toimuda ilma teiseta. Tegelikult viib oksüdatsiooniosa läbi reaktsiooni poole, redutseerimise osa aga teise, mis muudab protsessi iga osa pooleks reaktsiooniks. Kuna materjalid kaotavad ja omandavad elektrone, saavad nad erinevalt käituda, kuna nende füüsikalised struktuurid on muutunud.
Oksüdeerimine ja redutseerimine
Pinnases toimuvad keemilised reaktsioonid sõltuvad iga materjali füüsikalisest koostisest. Chemguide'i sõnul loetakse oksüdatsioonireaktsiooni toimumisel ühte ainet oksüdeerivaks aineks, teisest aga redutseerijaks. Oksüdeerimisega kaasneb elektronide kadu, nii et oksüdeeriv aine või materjal kaotab elektronid teisele materjalile. Materjal, mis võtab vastu elektrone, saab redutseerijaks, kuna see vähendab teisel materjalil olevate elektronide arvu. Hapniku ja vee olemasolu pinnases võib suurendada redoksreaktsiooni tõenäosust, sõltuvalt pinnase materjalide füüsilisest koostisest.
Standardne vähenduspotentsiaal
Virginia Tech sõnul saab redoksreaktsioonide tõenäosuse kindlaks teha mullas saadaolevate elektronide hulk. Sellised tingimused nagu kõrge veesisaldus või veega varutud pinnas võivad suurendada saadaolevate elektronide arvu. Standardne reduktsioonipotentsiaal ehk Eh väärtus näitab elektronide vahetuse kiirust pinnases. Kõrge Eh väärtus tähendab suurt elektronide arvu, samas kui madal Eh väärtus näitab madalat arvu. Kuival pinnasel on tavaliselt madal Eh väärtus. See mõõtmine aitab kindlaks teha, kas konkreetne mullakeskkond suudab selle toitaineid kinni hoida.
Kaalutlused
Materjalide oksüdeerumisel (elektronide suurenemisel) omandavad nad laengu, mis Virginia Tech andmetel võib materjali struktuurikompositsiooni halvendada. See võib olla hea või halb asi, sõltuvalt sellest, millised materjalid on halvenenud. Redoksreaktsioone saab kasutada orgaaniliste või anorgaaniliste saasteainete kõrvaldamiseks, kui mullaelemendid on saasteainete oksüdeerumise põhjustamiseks korralikult sobitatud. Mulla toitainete kahanemise osas võivad küllastunud või veega varutud tingimused põhjustada olemasolevate mikroobimaterjalide kahanemist mulla toitainetest, kuna need organismid toituvad saadaolevast hapnikust. Kui hapnikku pole saadaval, osalevad mikroobid redutseerimisreaktsioonides kõigi saadaolevate materjalidega.
