(土壤学教学课件）第八章-土壤胶体表面化学.ppt

(土壤学教学课件〕第八章-土壤胶体外表化学-2;不同价的阳离子与土壤胶体外表亲和力的大小顺序一般为：M3+ M2+ M+。因此，当土壤溶液中含有浓度相同的一价、二价和三价阳离子时，土壤胶体首先吸附三价阳离子，如Al3+＞Ca2+＞K+。 对同价阳离子而言，吸附强度主要决定于离子的水合半径。一般情况下，离子的水合半径越小，离子的吸附强度越大。;一般土壤中： Fe3+、Al3+＞H+＞Ca2+＞Mg2+＞NH4+＞K+＞Na+ (H+含量丰富，水化半径小，运动速度快)。;阳离子的专性吸附;吸附形式为：过渡金属离子与铁、铝??锰等外表羟基形成络合物，pH降低。;层状硅酸盐矿物在某些情况下对重金属离子也可以产生专性吸附作用〔络合物〕，边面裸露羟基具有一定专性吸附能力。 被土壤专项吸附的金属离子均为非交换态，不能参与一般阳离子交换反响。 氧化物对过渡金属离子的专性吸附作用在外表带负电荷、正电荷或零电荷时均可发生。;阳离子专性吸附的实际意义; ;阳离子交换反响的特点;阳离子交换反响的特点;阳离子交换能力;阳离子交换量是评价土壤肥力和环境容量的一个重要指标。它直接反响土壤可以提供速效养分的数量，也能表示土壤保肥能力、缓冲能力的大小。;1〕质地: 越粘重的土壤, 阳离子交换量越大。;CEC的影响因素;常见土壤胶体的CEC大小;判断题;土壤胶体外表吸附的阳离子可以分为两种类型，一是盐基离子，如Ca2+、Mg2+、K+、NH4+等，二是致酸离子，包括土壤胶体吸附的H+、A13+离子。;盐基饱和度;计算题：;盐基饱和度与土壤性质;我国土壤的盐基饱和度呈北高南低的趋势，因而总体上看，北方土壤比南方土壤的肥力水平要高。 土壤盐基饱和度的上下也反映了土壤中致酸离子的含量，即土壤pH的上下。;阳离子的有效度;;这一例子说明，在施肥上采用集中施肥的方法，如根系附近的条施、穴施等，可以增加离子在土壤中的饱和度，提高其对植物的有效度。 另一方面，同样数量的某种化肥，分别用于不同质地的土壤，肥效也会不同，砂质土的肥效快，粘质土的肥效较慢，原因是由于施肥后砂质土对离子的吸附能力弱，其离子饱和度一般会比粘土的高。;2.陪补离子 ;陪补离子与交换性钙的有效性;3. 粘土矿物类型;4. 阳离子的专性吸附;阴离子的吸附与交换;阴离子的静电吸附;阴离子专性吸附;磷酸根在氧化铁外表的专性吸附;能专性吸附阴离子的主要矿物类型： 1〕氧化铁、氧化铝的凝胶 2〕水铝石、三水铝石、水铝英石 3〕无定形水氧化物;第三节 土壤酸碱性;〔一〕土壤酸化过程 土壤中的盐基离子被淋失，氢铝离子积累。酸化过程的强度与气候特点、母质类型和生物有关。;1. 土壤中H+离子的来源;在土壤内许多反响可以产生氢离子，如有机氮的矿化和硝化、有机硫的矿化和氧化、有机磷的矿化、铵离子的硝化以及金属离子的络合作用等。 当土壤由复原态转变为氧化态时，复原性物质如硫化氢、硫化铁、亚铁离子等的氧化反响中都产生氢离子。; 氢离子进入土壤后，随着阳离子交换的进行，土壤外表的氢饱和度增加。当土壤粘粒矿物外表吸附的氢离子超过一定限度时，胶粒的晶体结构会被破坏，铝八面体被解体，使铝离子脱离八面体晶格的束缚，变成活性铝离子。 铝离子容易发生水解，同时产生氢离子，使土壤中氢离子的浓度增高。;吃蔬菜、喝茶会不会造成“铝中毒〞？;活性酸(Active acidity) 自由扩散于土壤溶液中的氢离子浓度直接反响出来的酸度。通常用溶液的pH值表示。 ;;土壤酸度指标;土壤酸强度指标; ;土壤 类型; 根据pH值划分的土壤类型 等级 pH值 强酸性 5.0 酸性 ~6.5 中性 ~7.5 碱性 ~8.5 强碱性 ;土壤酸数量指标;1〕交换性酸度(exchangeable acidity) 中性盐溶液〔1mol/L KCl, BaCl2) 浸提土壤, 土壤胶体外表吸附的铝离子与氢离子的大局部交换而进入溶液，用标准碱液滴定, 根据消耗的碱量, 换算为交换性氢与交换性铝的总量，以cmol(+)/kg 为单位，它是土壤酸度的数量指标。 交换性酸量对于调节土壤酸度、估算石灰用量有重要参考价值。;水解性酸度(hydrolytic acidity) 用弱酸强碱的盐类溶液〔的1M NaOAc〕浸提, 再以NaOH标准液滴定浸出液,根据所消耗的NaOH的用量换算为土壤酸量。 交换程度比用中性盐溶液更完全，土壤吸附态氢、铝离子的绝大局部可被Na+离子交换。 交换性酸只是水解性酸的一局部。;;土壤碱性主要决定于土壤中的碱性物质钙、镁、钠的碳酸盐和重碳酸盐，以及胶体外表吸附的交换性钠。 形成碱性反响的主要机理是碱性物质的水解反响。;碱性形成机制;影响碱性的因素;2. 土壤碱性指标;酸碱性对植物生长