土壤吸附与离子交换.pptVIP

各种离子相互抑制的能力有下列顺序:Na+K+Mg2+Ca2+H+和Al3+这一顺序与离子结合强度和交换力的大小正好相反。其中每一离子都强烈抑制它后面的离子对植物营养的有效性。*黏土矿物类型一般来说,在饱和度相同的情况下,各阳离子在高岭石上的有效性大,蒙脱石次之,水云母最小,但个别情况也有例外。*阳离子的固定根据培济（Page）和巴维尔（Baver）等的“晶格孔穴理论”,粘土矿物表面存在由六个硅四面体联成的六角形孔穴,这些孔隙的半径为0.14nm,凡离子大小与此孔径相近的,即易进入晶孔,而降低其有效性。K+的半径为0.133nm,NH4+半径为0.143nm,它们的大小都近于晶格孔隙大小,容易固定于晶孔中,降低有效性。蒙脱石表面的硅四面体数量多,故这种晶孔固定作用含蒙脱石多的土壤多于含高岭石多的土壤。4.3阳离子交换的选择性:

与土壤表面类型与阳离子等因素1)阳离子种类2)土壤矿物结构和组成3)pH值的影响4)阴离子影响1)阳离子种类一般而言高价离子的吸持力高于低价离子同种胶体表面对同价离子的吸持，优先选择水合离子半径小的离子。如土壤对一价离子吸附顺序:CsRbKNaLi凡离子本身半径愈大，重量愈大的离子，其代换力和结合强度也愈大。离子价数原子量离子半径（nm）代换力顺序未水化水化Na+123.000.0930.7906NH4+118.010.1430.5325K+139.100.1330.5374Mg2+224.320.0781.3303Ca2+240.080.1061.0002H+11.008——1离子价、离子半径及水化程度与交换力的关系阳离子交换力大小的顺序为:Fe3+Al3+H+Sr2+Ba2+Ca2+Mg2+Rb+K+NH4+Na+2)土壤矿物与氧化物的选择性粘土矿物的构造孔穴与离子大小是否相配；晶格中离子同晶置换的位置与矿物表面距离影响；矿物结晶面上的缺陷、解理、裂缝或阶梯形边缘的不同的影响；非晶质的水铝英石构造中存在与K＋大小相当的管道,能选择性吸附钾、铵、銫、铷等离子,非晶质氢氧化铝对某些二价阳离子有很强的专性吸附作用。3)阳离子吸附中pH的影响土壤粘粒对H+的吸附既重要又复杂:H＋本身与其他阳离子间有竞争作用，特别在pH4.35时，H＋与K＋竞争很激烈H＋可以影响可变电荷的数量H＋的活度可以影响到某些金属离子的水解和聚合作用4)溶液中阴离子的影响H2PO42-、SO42-、Cl-、NO3-*阴离子效应:土壤胶体上吸附的交换性阳离子的陪伴阴离子，可以通过交换反应朝进一步完全的方向进行，而影响阳离子的交换。如交换反应的产物是离解度更弱的物质、溶解度小或易挥发的物质，则交换反应进行得更完全。4.4阳离子交换在土壤学上的意义:土壤形成、土壤酸碱性、土壤中元素的有效性等。土壤胶粒例1：土壤胶粒40Ca20Al20H20M+5H2CO338Ca20Al25H19M+2Ca(HCO3)2+M(HCO3)南方土壤:酸性。棕壤、褐土、娄土、灰褐土、灌淤土等。北方土壤:碱性。碱土、黄绵土、黑垆土、棕钙土、栗钙土等。*第五节土壤吸附与离子交换一土壤吸附的基本概念1吸附定义所谓吸附就是离子或分子在颗粒表面富集的过程，也可以说是离子或分子在界面上浓度增加的过程。土壤吸附是发生在土壤固相和液相间界面的化学行为。吸附（Adsorption）吸收（Absorption）吸附是一种抵消表面所存在的不平衡力的一种方式,吸附过程总是伴随着表面张力的减低和表面自由能减少的过程。这一过程将进行到表面自由能减少到最小值为止。土壤中吸附作用的进行,土壤吸附量的大小,决定于土壤表面净电荷的多少和土壤表面积的大小。2吸附作用力物理力氢键静电引力配位反应（含共价键）配位体交换物理力范德华力是最重要的物理吸附作用力，包括:色散力（dispersionforce）:两个非极性分子互相接近时，由于电子不断运动，电子和原子核间会经常发生瞬时的相对位移，使正负电荷的中心不重合而产生瞬时偶极，在两个瞬时偶极之间产生的分子间力叫做色散力。诱导力（inductionforce）:当极性分子与非极性分子相互接近时，非极性分子