第四章 土壤环境化学 (2).pptVIP

(2)双电层结构及扩散双电层模型 扩散双电层模型： 内部微粒核带负电，形成负离子层（决定电位离子层），由于静电吸引，在外部形成一个正离子层（反离子层，包括非活动性离子层和扩散层），即合称为双电层。 第30页，共49页，编辑于2022年，星期二 决定电位层与液体内部的电位差为热力电位φ0 非活动性离子层与液体内部的电位差称为电动电位ζ （electrokinetics potential）。 显然，φ0和ζ是不同的，随电解质浓度增加，或型增 加，双电层厚度变薄，ζ电势也减小。 ①双电层基本构成 ②双电层电位与溶液中离子间关联性 a.φ0 取决于溶液中与固体成平衡的离子浓度 b.ζ与电荷符号、价位、电荷量、浓度有关 第31页，共49页，编辑于2022年，星期二 第32页，共49页，编辑于2022年，星期二 第33页，共49页，编辑于2022年，星期二 固定层（+）可动层 胶核 决定电位 离子层（-） 反离子层 胶粒 胶团结构 反离子层呈 大气式分布 第34页，共49页，编辑于2022年，星期二 (3)土壤凝聚性及影响因素 由于胶体的比表面和表面能都很大，为减小表面能，胶体具有相互吸引、凝聚的趋势，这就是胶体的凝聚性。 在土壤溶液中，胶体常带有负电荷，即具有负的电动电位，所以胶体微粒又因相同电荷而相互排斥，电动电位越高，相互排斥力越强，胶体微粒的分散性也越强。 1、土壤胶体的电动 电位和扩散厚度 2、阳离子浓度上 升会增强凝聚性 3、电解质浓度、 pH值 第35页，共49页，编辑于2022年，星期二 第1页，共49页，编辑于2022年，星期二 第一节 土壤的组成和性质 第2页，共49页，编辑于2022年，星期二 一、土壤的组成 土壤是指地球陆地表面具有一定肥力且能生长植物的疏松表层。它是由岩石风化和母质的成土两种过程综合作用下形成的产物质。其本质属性是具有肥力，由固、液、气三相组成。 第3页，共49页，编辑于2022年，星期二 土 壤 土壤固相 (占容积的50％) 空隙 矿物质(质量占固相总质量的90％) 有机质和生物（质量占固相总质量的1％～10％） 土壤液相 土壤气相 土壤溶液和空气占土壤总体积的50％，且二者之间经常处于彼此消长的状态。 第4页，共49页，编辑于2022年，星期二 第5页，共49页，编辑于2022年，星期二 原生矿物sprimary minerals?? 岩石受物理风化，化学组成和结晶构造都未改变。?? 主要有：石英、长石类、云母类、辉石和角闪石。?? 土壤中1-0.001mm的砂和粉砂几乎全部是原生矿物。 四类最重要的原生矿物：磷酸盐类、氧化物类、硫化物类、 硅酸盐类（占岩浆岩质量的80％以上）。 次生矿物secondary minerals?? 由原生矿物经化学风化形成。?? 化学风化的三个历程：氧化、水解和酸性水解。?? 分为三类：简单盐类——原生矿物化学风化的最终产物 三氧化物——硅酸盐矿物彻底风化后的产物 次生铝硅酸盐类——伊利石、蒙脱石、高岭石 1、土壤矿物 第6页，共49页，编辑于2022年，星期二 Si原子半径 0.39埃 第7页，共49页，编辑于2022年，星期二 硅氧四面体片tetrahedral sheet 公用底角氧原子 第8页，共49页，编辑于2022年，星期二 铝氢氧八面体 中心孔径0.58埃 Al离子半径0.57埃 化学结 构式 [AlO6H6] -3 H+ H+ H+ H+ H+ H+ 第9页，共49页，编辑于2022年，星期二 铝氢氧八面体片 公用上下两层氧原子形成片 第10页，共49页，编辑于2022年，星期二 伊利石类结晶构造示意图 第11页，共49页，编辑于2022年，星期二 K+能发生同晶取代 第12页，共49页，编辑于2022年，星期二 蒙脱石montmorillonite 第13页，共49页，编辑于2022年，星期二 弱的分子间力极易发生同晶取代 第14页，共49页，编辑于2022年，星期二 高岭石kaolinite 第15页，共49页，编辑于2022年，星期二 高岭石 单位晶层 瞧：氢键在这里 （牢固） 不易发生同晶取代 第16页，共49页，编辑于2022年，星期二 第17页，共49页，编辑于2022年，星期二 第18页，共49页，编辑于2022年，星期二 第19页，共49页，编辑于2022年，星期二 2、土壤有机质 土壤有机质：土壤中含碳有机化合物的总称。 非腐殖质：如蛋白质、糖、有机酸等。占10%-15% 腐殖质：占85%-90%。腐殖质是地表分布最广的天然有机物，是动植物残体在土地微生物