土壤酸化的原因.ppt

阿仑尼乌斯(Arrhennius)的电离理论：在水溶液中，凡能够电离出H+的是酸，凡能电离出OH-的是碱。1富兰克林的溶剂理论：凡能离解产生溶剂正离子的物质为酸，能溶解产生溶剂负离子的物质为碱（更广义了，不局限在水溶液中）。2酸碱基本理论Ⅰ布朗斯泰德(Brфnsted)的质子理论：凡能够提供质子H+的是酸，接受质子的是碱。碱具有未共享电子对以与质子共享。互为共轭酸碱。路易斯(Lewis)的电子理论：碱的定义与布朗斯泰德的相同，具有未共享的电子对。酸是一类具有能与碱的未共享电子对形成共价键空轨道的结构单元、分子或离子。称为路易斯酸碱。酸碱基本理论Ⅱ根据电离和质子理论，土壤酸是由土壤水溶液中质子H+的存在而引起的。1纯水也有很微弱的导电能力，说明水分子也能微弱的电离：2H2O=H3O++OH-或简化为H2O=H++OH-。225℃时实验室测得：［H+］［OH-］=10-14。故纯水中：［H+］=［OH-］=10–7（摩尔*升-1）。由于H+和OH-浓度很小，只有10-7，而未电离的水几乎是个常数1000÷18=55.556摩尔*升-1。即在1升水中含H+=1*10–7克，含OH-=17*10–7克，含H2O=1000克。3酸碱基本知识Ⅰ由于［H+］很小，如用摩尔浓度表示在对比或计算时不方便。索仑生（Sorensen）提出用H+浓度的负对数来表示，这个负对数值称为氢离子指数或pH值。-㏒［H+］=pH01更严格的应该是H+活度的负对数-㏒α［H+］=pH02pH是酸的强度指标，在考察土壤与植物的关系时使用；而cmol／kg是酸的数量指标，在计算土壤中的化学反应如石灰需要量时使用。03酸碱基本知识Ⅱ当溶液（不是水了）中［H+］＞10–7时，我们说呈酸性；当溶液中［H+］＜10–7时，我们说呈碱性。在纯水中，当［H+］=［OH-］=10–7时，我们说呈中性；酸碱基本知识Ⅲ虽然土壤酸通常是以H+形式表现出来的，但是实际上酸性土壤中被吸附的却主要是Al3+，它再与土壤溶液起反应而产生H+。铝离子的水解分三步：Al3++H2O=AlOH2++H+，Al3++2H2O=Al(OH)2++2H+，Al3++3H2O=Al(OH)3++3H+一般矿质土壤的交换性H+在0.1cmol／kg以下，占总酸度的3%以下，其余全为铝。只有有机质含量高的表层交换性氢的含量才可达到0.2-0.3cmol／kg。010203酸碱基本知识Ⅳ01因此，既要分析水解酸，又要分析交换酸，还要进一步分析交换性氢和交换性铝。02现代关于土壤酸度的学说，就是以氢离子和铝离子共同存在为基础的。土壤酸性的发生是以铝离子的逐渐出现开始，土壤酸性的清除又以铝离子的逐渐消除告终。酸碱基本知识Ⅴ土壤母质。招远乃至全烟台市八成是棕壤土类，主要发育在花岗岩和片麻岩上。在母岩风化过程中所产生的钙镁钾钠等盐基成分已被淋失，无石灰性，盐基不饱和，呈微酸性至酸性反应。01土壤本身是一种弱的胶体酸。粘土矿物是土壤酸的主要载体，硅氧四面体和铝氧八面体中的同晶替代所产生的负电荷可以吸附质子而表现为酸基；腐殖质的羧基、羟基和稀醇羟基在一定条件下离解也表现为酸基。02土壤酸化的原因—自然酸化Ⅰ土壤酸化的原因—自然酸化Ⅱ植物吸收养分引起的土壤酸化。植物对土壤中阳离子（K+NH4+Ca2+Mg2+）养分元素的吸收，与对阴离子（NO3-SO42-PO43-）等养分元素的吸收，不是按阳阴离子的等电荷性进行的。植物根系从土壤吸收养分离子的同时，要向土壤溶液分泌H+或OH-和HCO3-，以保持体系的电荷平衡。通常分泌的是酸性物质。土壤中生物的代谢活动。根系、微生物和其他各种各样生物有机体的代谢活动可以引起土壤的酸化。生物代谢不停地产生CO2、可溶性有机酸、酸性有机残余物等弱酸性物质，它们解离出的质子，可以与土壤交换点位上的盐基离子进行交换作用。例如：CO2+H2O=H2CO3012H2CO3+Ca2+-粘粒=Ca(HCO3)2+2H+-粘粒02土壤酸化的原因—自然酸化Ⅲ0102还原态N和S的氧化。土壤中还原态难溶性硫化物，暴露于空气中，就可被O2氧化形成硫酸。如：黄铁矿FeS2+O2+H2O=Fe(OH)3+SO42-+H+（招远金矿是否伴生着黄铁矿？有色金属和贵金属脉状矿床中含有大量黄铁矿——这就意味着A：成土母质中含有黄铁矿；B：选矿炼金过程排出酸性废液）选矿洗矿用的什么酸？废液怎么处置的？待考土壤酸化的原因—自然酸化Ⅳ闪电。闪电使大气中的N2氧化成NO，进一步被氧化成NO2和HNO3：N2→NO→NO2→HNO3降水。经空气平衡的降水通常是很稀（10-5