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第8章土壤胶体化学与表面反应
第一节 土壤胶体的表面性质Section 1 Soil colloidal surface nature 土 壤 胶 体 微 粒 构 造 示 意 图 土壤阳离子交换量测定 用中性乙酸铵溶液反复处理土壤,使土壤成为NH4+饱和土,再用乙醇将多余的乙酸铵洗净,用蒸馏法测定土壤胶体上交换性NH4+,计算出土壤阳离子交换量。 Q+=100cv/m 式中: Q+—阳离子交换量(cmol.L-1) C—盐酸标液浓度(mol.L-1) V—盐酸标液用量(ml) M—土壤质量(g) 五、电荷零点(zero point of charge,ZPC;point of zero charge, PZC) 五、电荷零点(ZPC) 土壤ZPC取决于其组成成分的类型、含量及结合方式。 2:1粘土矿物ZPC一般小于3; 有机质的ZPC极低; 铁、铝氧化物的ZPC较高; 水平地带性土壤:从北往南,ZPC??? 相同母质垂直地带性土壤:从下往上,1;1型减少,2:1型增加,有机质增加,但同时铁、铝氧化物含量增加,总体趋势ZPC呈增加趋势。 五、电荷零点(ZPC) 土壤净电荷零点(point of zero net charge, PZNC): 土壤所有表面吸附的阴、阳离子相等时体系的pH值,此时,土壤胶体表面所带净电荷为零。 Section 2 Cation exchange function Section 2 Cation exchange function Section 2 Cation exchange function 土壤中常见阳离子的交换能力顺序: Fe3+ >Al3+ > H+ > Ca2+ > Mg2+ > NH4+ > K+ > Na+ Section 2 Cation exchange function 四.盐基饱和度 Base saturation percentage (BSP) 土壤盐基离子占阳离子交换量的百分数。 五、 交换性阳离子有效度 Availability of exchangeable ions (一)饱和度效应Saturation effect 土壤中某种交换性阳离子占阳离子交换量的百分数称为该离子的饱和度。 离子饱和度越高,其有效性就愈大 Section 2 Cation exchange function (二)陪补离子效应 胶体表面可同时吸附多种离子,对某一离子来说,其它离子即为陪补离子。 陪补离子与胶体结合力愈强,则所指定的离子交换性愈大, 第三节 土壤胶体对阳离子的专性吸附Section 3 Specific Adsorption of Cation Section 3 Specific Adsorption of Cation 专性吸附是由共价键引起的吸附,阳离子与表面结合得很紧,不能自由移动,难以被其它阳离子代换出来。专性吸附的结果使体系的pH降低,也可引起土壤表面电荷的变化。 第四节 土壤对阴离子的专性吸附Section 4 Specific Adsorption of Anion Section 4 Specific Adsorption of Anion 土壤吸收阴离子的原因 1、两性胶体带正电荷 酸性 Al(OH)3 +HCl= Al(OH)2++Cl-+H2O 碱性 Al(OH)3 +NaOH= Al(OH)2O-+Na++H2O 2、土壤腐殖质中的—NH2 在酸性条件下吸 收H+成为—NH3+ 而带正电。 3、粘粒矿物表面上的-OH原子团可与土壤 溶液中的阴离子代换。 阴离子吸附类型 1)易于被土壤吸附的阴离子:如磷酸根(H2PO4-、HPO42-、PO43-)、硅酸根(HSiO3-、SiO32-)及某些有机酸的阴离子。此类阴离子常和阳离子起化学反应产生难溶性化合物。 2)很少或根本不被吸附的阴离子:如Cl-、NO3-、NO2-等。易出现负吸附。 3)介于上述两者之间的阴离子,如SO42-、CO32-、HCO3-及某些有机酸的阴离子,土壤吸收它们的能力很弱。 土壤中各种阴离子代换吸收能力 不同阴离子代换吸收顺序如下: 草酸根离子柠檬酸离子磷酸根离子硫酸根 离子氯离子硝酸根离子 磷酸根离子和某些有机酸根离子易被土壤吸收。 磷酸根常被某些阳离子如钙、镁、铁、铝所固定,而失去有效性。而土壤氯离子和硝酸根离子代换吸收能力最弱,甚至不能吸收 。 第八章 思
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