7土壤化学性质

第二节 土壤胶体对阳离子的吸附 交换反应
阳离子的专性吸附
影响阳离子专性吸附的主要因素
pH 土壤胶体类型
专性吸附的实际意义
对重金属污染物的固定 土壤胶体专性吸附的金属离子的生物学解吸
第三节 与交换
土壤胶体对阴离子的吸附
阴离子的静电吸附 阴离子的负吸附 阴离子的专性吸附
思考问题
什么使有机胶体产生电荷？ 什么引起阳离子交换？ 什么因素影响阳离子交换量？ 为什么土壤胶体性质对土壤管理是重要的？ 土壤专性吸附性能在土壤管理中有何重要性？
可变电荷
土壤固相表面从介质中吸附离子或向介质中解离离子 所引起的，包括水合氧化物型表面对质子的缔合和解 离； 可变电荷的数量和符号取决于可变电荷表面的性质、 介质pH和电解质浓度等。
第一节
土壤胶体的表面性质
土壤表面电荷和电位ห้องสมุดไป่ตู้
土壤电荷的起因和种类
正电荷
土壤中游离的氧化铁是土壤产生正电荷的主要物质， 而游离的铝化合物的贡献较为次要
第一节
土壤胶体的表面性质
土壤胶体表面类型
按表面的化学结构特点可分为
硅氧烷型表面
粘土矿物的硅氧片的表面； 是非极性的疏水表面； 主要电荷来源为同晶置换（Al3+→Si4+），少部分是 边角断键； 其产生的电荷不因pH、阳离子和电解质浓度的变化而 改变。
第一节
土壤胶体的表面性质
土壤胶体表面类型
按表面的化学结构特点可分为
净电荷
一般情况下，大多数土壤带有净负电荷
第一节
土壤胶体的表面性质
土壤表面电荷和电位
土壤电荷数量
单位 cmol/kg 土壤电荷数量主要集中在胶体部分 胶体组成成分是决定其电荷数量的物质基础 土壤胶体组分间的相互作用对电荷数量有影响
第一节
土壤胶体的表面性质
土壤表面电荷和电位
土壤胶体表面电位
双电层构造
第一节
土壤胶体的表面性质
土壤胶体的比表面和表面积
土壤胶体的表面积
土壤胶体的晶核对土壤的表面积有重要贡献； 土壤胶体的有机成分和无机胶膜对土壤的表面积也 有一定贡献； 土壤胶体比表面积的大小与其主要粘土矿物的组成 和含量吻合。
第一节
土壤胶体的表面性质
土壤表面电荷和电位
土壤电荷的起因和种类
永久电荷
起源于矿物晶格内部离子的同晶置换； 不受外界环境（如pH、电解质浓度等）影响。
第二节 土壤胶体对阳离子的吸附 交换反应
离子吸附的一般概念
吸附现象是指包括整个扩散层在内的部分与自由溶 液中的离子浓度的差异。
阳离子的静电吸附
土壤胶体一般带负电荷，通过静电力（库仑力）吸 附溶液中的阳离子； 阳离子静电吸附的速度、数量和强度，取决于胶体 表面电位、离子价数和半径等因素； 表面负电荷愈多，吸附的阳离子数量就愈多；表面 电荷密度愈大，阳离子价数愈高，就吸附愈牢固。
水合氧化物型表面
是由金属阳离子和氢氧基组成的表面； 是极性亲水表面； 电荷来源于表面质子的缔合或离解； 其产生的电荷因pH、阳离子和电解质浓度的变化而改 变。
第一节
土壤胶体的表面性质
土壤胶体表面类型
按表面的化学结构特点可分为
有机物表面
腐质物质为主的表面； 表面的羧基、酚羟基、氨基等功能团的离解或缔合产 生表面电荷； 电荷的产生取决于功能团的离解和介质的pH。
第七章
土壤化学性质
土壤胶体的表面性质 土壤胶体对阳离子的吸附交换反应 土壤胶体对阴离子的吸附与交换
第一节
土壤胶体的表面性质
土壤胶体表面类型
按表面位置分
内表面 膨胀性粘土矿物的层间表面和腐殖质分子 内的表面（蒙脱石、蛭石等），其表面反应为缓慢 渗入过程; 外表面 粘粒的外表面和腐殖质、游离铁铝氧化物 等包被的表面（高岭石、水铝英石和铁铝氧化物）， 其表面反应迅速。
致酸离子（H＋，Al3＋） 盐基离子 盐基饱和度是指交换性盐基离子占阳离子交换量的百分数。
交换性阳离子的有效度
离子饱和度 互补离子效应 粘土矿物类型
第二节 土壤胶体对阳离子的吸附 交换反应
阳离子的专性吸附
阳离子专性吸附机理
土壤铁、铝、锰等氧化物胶体，其表面阳离子不饱 和而水合(化)，产生可离解的水合基(—OH2)或 羟基(—OH)，它们与溶液中过渡金属（IB、IIB） 离子(M2+、MOH+)作用而生成稳定性高的表面 络合物，这种吸附称专性吸附，不同于胶体对碱金 属和碱土金属离子的静电吸附； 被土壤胶体专性吸附的金属离子均为非交换态的， 不能参与一般的阳离子交换反应。
第二节 土壤胶体对阳离子的吸附 交换反应
阳离子的交换
阳离子的交换作用
是一种可逆反应； 遵循等价离子交换的原则； 符合质量交换定律。
阳离子交换量
是土壤所能吸附和交换阳离子的 总量； 用每千克土壤的一价离子的厘摩 尔数表示，cmol（+）/kg
第二节 土壤胶体对阳离子的吸附 交换反应
阳离子的交换
盐基饱和度