土壤阳离子交换量
两种土壤阳离子交换量测定方法的比较
两种土壤阳离子交换量测定方法的比较土壤中的阳离子交换量是评估土壤肥力和养分供应能力的重要指标之一、常见的阳离子交换量测定方法有饱和石蜡法和柱式悬浮法。
本文将比较这两种方法的原理、操作流程、优缺点及适用范围，以期对不同的实验需求选择合适的方法提供指导。
饱和石蜡法是一种较常用的测定土壤阳离子交换量的传统方法。
它的原理是利用土壤颗粒与饱和溶液中的阳离子进行交换，然后用饱和石蜡将交换之后的阳离子固定，进而确定土壤中的阳离子交换量。
具体操作流程如下：首先，将干燥的土壤样品与饱和溶液混合，待反应一定时间后，通过沉淀或过滤的方式，将土壤颗粒与交换之后的阳离子分离开来。
然后，用饱和石蜡将阳离子固定，最后测定石蜡中阳离子的含量，从而计算出土壤的阳离子交换量。
饱和石蜡法的优点是简单、易操作，且结果准确可靠。
它适用于大量土壤样品的批量测定，且可以测定各种类型的土壤。
然而，该方法的缺点是操作时间较长，需要大量的试剂和石蜡，且需要专门的仪器设备，如石蜡溶融仪等。
此外，它无法直接测定一些特殊形式的阳离子，如有机阳离子等，且在测定过程中可能会产生一些误差。
相比之下，柱式悬浮法是一种新兴的测定土壤阳离子交换量的方法。
它的原理是将土壤样品与含有特定浓度的CaCl2溶液进行悬浮，利用土壤颗粒与溶液中的阳离子进行交换，然后通过离心或过滤的方式将土壤颗粒分离开来，最后测定悬浮液中阳离子的浓度，从而计算出土壤的阳离子交换量。
柱式悬浮法的优点是操作简便、快速，且所需试剂少。
它适用于小样品量的测定，且可以测定多种类型的土壤。
此外，该方法还可以测定一些特殊形式的阳离子，如有机阳离子。
然而，柱式悬浮法的缺点是结果的准确性有待提高，尤其是在高交换量土壤中可能存在一定的误差。
总的来说，饱和石蜡法和柱式悬浮法虽然原理不同，但都可以用于测定土壤的阳离子交换量。
饱和石蜡法适用于大样品量和各类土壤的测定，准确度较高；而柱式悬浮法操作简便、快速，适用于小样品量和特殊形式阳离子的测定。
土壤阳离子交换量的测定实验报告
土壤阳离子交换量的测定实验报告土壤阳离子交换量是土壤与离子态物质的重要指标，对于土壤肥力的评价及对植物生长及影响有着重要意义。
本文旨在报告一项土壤阳离子交换量实验，介绍其实验流程及结果。
土壤阳离子交换量实验主要通过采用正聚乙烯硬脂酸（Na-PVS）作为模板剂，使用萃取法从土壤中萃取土壤阳离子交换量，并使用分光光度法来测定。
确定实验具有对比性，将其分为代表性土壤和监控对照组，每组均有五个重复，然后在不同的pH值环境下，将PVS模板剂添加到土壤样品中共萃取三次，分别为pH7.0，pH7.4和pH7.8。
将每次萃取的液体收集，过0.45um滤纸进行滤过，得到每次萃取液体样本。
将每次萃取液体样本加入分光光度管中，测试土壤阳离子交换量，记录测量结果。
经过实验测试，比较不同pH值环境下，代表性土壤和监控对照组土壤阳离子交换量值之差。
对比性观察了不同pH值环境下，土壤中阳离子交换量变化的情况，结果表明，代表性土壤的阳离子交换量随着pH的升高而增加，而且这种增加是监控对照组没有达到的。
通过本次实验，可以得出以下结论：一是，代表性土壤阳离子交换量随着pH值的升高而增加；二是，代表性土壤中的阳离子交换量要高于监控对照组，这表明土壤中阳离子交换量可以通过采用正聚乙烯硬脂酸（Na-PVS）作为模板剂，通过萃取法和分光光度法进行测定。
本次实验结果证明，正聚乙烯硬脂酸（Na-PVS）作为模板剂，并采用萃取法和分光光度法对土壤阳离子交换量进行测定，能够准确、快速地得出比较准确的测定结果。
本次实验提供了一个新思路，可以帮助评价土壤肥力，更好地改善土壤质量，促进土壤肥力持续改善，充分发挥作物潜力，有助于作物良好生长及影响。
综上所述，本文结合实验介绍了土壤阳离子交换量的测定实验，介绍测试方法和实验结果，探讨了测试的结论。
土壤阳离子交换量的测定
土壤阳离子交换量的测定（EDTA—铵盐快速法）土壤中有机无机胶体所吸附的交换性阳离子总量，称为土壤阳离子交换量，以100g 干土吸附阳离子的毫克当量数表示。
阳离子交换量的大小，可作为评价土壤保肥供肥能力的指标，是改良土壤和合理施肥的重要依据之一，也是高产稳产农田肥力的重要指标。
方法原理：采用0.005M EDTA（乙二胺四乙酸）与1N醋酸铵混合液作为交换剂，在适宜的PH条件下（酸性土壤PH7.0，石灰性土壤PH8.5），这种交换络合剂可以与二价钙离子、镁离子和三价铁离子、铝离子进行交换，并在瞬间即形成为电离度极小而稳定性较大的络合物，不会破坏土壤胶体，加快了二价以上金属离子的交换速度。
同时由于醋酸铵缓冲液的存在，对于交换性氢和一价金属离子也能交换完全，形成铵质土，再用95%酒精洗去过剩的铵盐，用蒸馏法测定交换量。
操作步骤：1. 称取通过60号筛的风干土样1.0g（精确到0.01g），有机质少的土样可称2—5g，将其小心放入100ml离心管中。
2. 沿管壁加入少量EDTA—醋酸铵混合液，用橡皮头玻璃棒充分搅拌，使样品与交换剂混合，直到整个样品成均匀的泥浆状态。
再加交换剂使总体积达80ml左右，再搅拌1—2分钟，然后洗净橡皮头玻璃棒。
3. 将离心管在粗天平上成对平衡，对称放入离心机中离心3—5分钟，转速3000转/分左右，弃去离心管中的清液。
4. 将载土的离心管管口向下用自来水冲洗外部，然后再用不含铵离子的95%酒精如前搅拌样品，洗去过剩的铵盐，洗至无铵离子反应为止。
检查方法见注意事项。
5. 最后用自来水冲洗管外壁后，在管内放入少量自来水，以橡皮头玻璃棒搅成糊状，并洗入150ml开氏瓶中，洗入体积控制在80—100ml左右，其中加2ml液状石蜡（或2g 固体石蜡），1g左右氧化镁，然后在定氮仪上进行蒸馏，蒸馏方法同土壤全氮的测定。
同时进行空白试验。
结果计算阳离子交换量（m·e/100g土）=N×（V—V0）×100/样品重式中：V——滴定待测液所消耗盐酸毫升数V0——滴定空白消耗盐酸毫升数N——盐酸的当量浓度100——换算成每百克样品中的毫克当量数。
土壤中阳离子交换量的测定
土壤阳离子交换量测定方法1前言土壤的阳离子由有机质的交换基与无机质的交换基所构成，前者主要是腐殖质酸，后者主要是粘土矿物。
它们在土壤中互相结合着，形成了复杂的有机无机胶质复合体，所能吸收的阳离子总量包括交换性盐基(K+、Na+、Ca+、Mg+)和水解性酸，两者的总和即为阳离子交换量。
其交换过程是土壤固相阳离子与溶液中阳离子起等量交换作用。
阳离子交换量的大小，可以作为评价土壤保水保肥能力的指标，是改良土壤和合理施肥的重要依据之一。
目前土壤阳离子交换量的测定方法主要有乙酸铵交换法，氯化铵-乙酸铵交换法，氯化钡-硫酸强迫交换法和乙酸钠-火焰光度法等一系列方法。
其中应用较为广泛的则是乙酸铵交换法，此方法适用于中性及酸性土壤，具有结果准确等优势。
利用阳离子交换测定仪进行实验，为后续蒸馏、滴定和计算节省了时间与人工。
2仪器与试剂2.1仪器K1160阳离子交换量测定仪，分析天平，离心机，离心管（100mL）。
2.2试剂盐酸（分析纯），1mol/L乙酸铵溶液，95%乙醇溶液，液体石蜡（化学纯），氧化镁，20g/L硼酸溶液，溴甲酚绿-甲基红混合指示剂，pH缓冲溶液，K-B指示剂，纳氏试剂，1mol/L氯化铵溶液。
详细试剂配制见附录。
3实验方法3.1样品制备：称取通过1mm筛孔的风干土样2.00g，放入100ml离心管中沿壁加入少量1mol/L乙酸铵溶液，用橡皮头玻璃搅拌土样，使其成为均匀的泥浆状态，在加入乙酸铵溶液至总体积约60ml，并充分搅拌均匀，然后用乙酸铵溶液洗净橡皮玻棒，溶液收入离心管内。
将离心管用乙酸铵溶液使之质量平衡，粗配平。
平衡好的离心管对称放入离心机中，离心3-5min，转速3000r/min。
每次离心后的清液收集在250ml容量瓶中，如此用乙酸铵溶液处理2-3次，直到浸出液中无钙离子反应为止（检查钙离子：取浸出液5ml，放在试管中，加pH10缓冲溶液1ml，再加入少许K-B指示剂，如呈蓝色，表示无钙离子：如呈紫红色，表示有钙离子）。
土壤阳离子交换量
土壤阳离子交换量的测定一、目的意义阳离子交换量的大不，可以作为评价土壤保水保肥能力的指标，是改良土壤和合理施肥的重要依据之一，也是高产稳产农田肥力的重要指标。
二、方法原理有醋酸铵法，EDTA—铵盐快速法，醋酸法-氯化铵法，同位素法，醋酸钙法等，本实验仅介绍目前国内外普遍应用的醋酸铵法。
但此法在洗去多余盐溶液时，容易洗过头或洗不彻底，使结果偏低或偏高，故常用于例行分析。
对研究工作则不太适宜，适用于中性和酸性土壤。
EDTA—铵盐快速法适用于石灰法、中性和酸性土壤，此法除所用的交换剂为乙二铵四乙酸与醋酸铵的混合液而不同于醋酸铵法外。
其余操作方法及计算均相同。
醋酸铵-氯化铵法及醋酸钙法适用于石灰性土壤。
土壤吸收性复合体上的钾、钠、镁、铝、氢等阳离子，被提取液中的铵离子进行当量交换，使土壤成为NH4+饱和土，用95%酒精洗去多余的醋酸铵后，用定氮蒸馏的方法进行测氨，即可计算出土壤阳离子交换量。
三、操作步骤称取通过0.25mm筛孔的风干土2g（精确到0.01g），（如还要测定盐基含量则称5g），放入100ml离心管中，沿管壁加入少量1NNH4Ac溶液，用皮头玻璃棒搅拌样品，使成为均匀的泥浆状，再加NH4Ac溶液使总体积达到约60ml，充分搅拌使土壤分散，然后用NH4Ac 溶液洗净皮头玻棒与管壁上粘附的土粒。
将离心管成对地在粗天平上平衡，对称地放入离心机中，离心3-5分钟（转速3000转/分），弃去管中清液。
如此连续处理3-4次直到提取液中无钙离子反应为止。
（如要测交换性盐基时则须收集清液）。
将载土的离心管口向下，用自来水冲洗外部，然后再用不含铵离子的95%酒精如前搅拌样品，以洗去过量的NH4Ac，洗至无铵离子反应为止。
用自来水冲洗管外壁后，在管内放入少量自来水，用皮头玻棒搅成糊状，并洗入250ml 开氏瓶中，洗入体积控制在80-100ml左右，加1ml液体石蜡及10ml12%MgO悬浊液，然后在定氮器上进行蒸馏（蒸馏方法见土壤全氮量的测定），最后用HCL标准溶液滴定。
土壤阳离子交换量测定方法
土壤阳离子交换量测定方法
土壤阳离子交换量测定方法是衡量土壤肥力的一种重要方法。
下面介绍一种被称为“Cation Exchange Capacity（CEC）”的土壤阳离子交换量测定方法：
一、准备工作
1.准备样品：按照一定比例将土壤进行筛分，取质量为0.01g的样品，用水溶液浸泡24小时，进行固溶回收；
2.准备脲酶：使用无水雌二醇脲酶，按照0.05g/L的比例溶解在氯化钠中，溶液焓度为27；
3.准备参照溶液：取上述雌二醇/氯化钠溶液，加入酸化胆碱至pH8.5；
二、实验过程
1.质量测定：将0.01g的样品放入25ml的容器中，将中和液（用盐酸/碳酸氢钠调节的氯化钠）加入到样品中，用酸化胆碱试管调节pH值；
2.CEC测定：在质量-容量表上记录样品原始质量，将容器中盐母液用蠕动搅拌机搅拌，稍微加热20分钟；
3.参照液混合：取上述参照液，加入样品混合，搅拌30分钟；
4.质量测定：滴定搅拌缓慢，用酸化胆碱试管调节即可，继续到滴定尾点，在质量-容量表上记录样品终末质量；
5.CEC比值测定：比较终末质量与原始样品质量，计算测试结果，CEC 比值=（原始质量-终末质量）/0.01；
三、数据处理
1.质量分析：首先，用盐酸表中的盐酸按照离子比例计算，将溶液中各种离子的质量计算出来；
2.计算CEC值：将计算出来的各离子的质量，乘以湿度比和离子比，
就可得到CEC值；
3.数据安全存储：采用电脑，存储所有测定的结果，以及半成品和最后的测试结果。
土壤阳离子交换量测定是一种具有重要意义的技术，它可以指导土壤
肥力的变化。
它通过采用CEC测定方法，能够帮助我们深入地理解土
壤的性质，从而更好地利用土壤中氮、磷、钾等养分，协助农业生产。
土壤阳离子交换量测定方法概述
土壤阳离子交换量测定方法概述环境科学143 郑富斌20140136241.土壤阳离子交换量测定的意义1.1土壤是环境中污染物迁移、转换的重要场所，土壤胶体以其巨大的比表面积和带点性，而使土壤具有吸附性。
土壤的吸附性和离子交换性能又使它成为重金属类污染物的主要归属。
土壤阳离子交换性能对于研究污染物的坏境行为有重大意义，它能调节土壤溶液的浓度，保证土壤溶液成分的多样性，因而保证了土壤溶液的“生理平衡”，同时还可以保持养分免于被雨水淋失。
1.2阳离子交换量是指土壤溶液能吸附的各种阳离子的总量。
阳离子交换量的大小，可以作为评价土壤保肥能力的指标。
土壤阳离子交换量是土壤缓冲性能的主要来源，是改良土壤和合理施肥的指标。
2 土壤阳离子交换量的测定方法2．1土壤阳离子的测定受多种因素影响，如交换剂的性质、盐溶液的浓度和PH、淋洗方法等。
联合国粮农组织规定用于土壤分类的土壤分析中使用经典的中性乙酸铵法或乙酸钠法。
NaOAc法是目前国内广泛应用于石灰性土壤和盐碱土壤交换量测定的常规方法。
随着土壤分析化学的发展，现在已有了测定土壤有效阳离子交换量的方法。
如美国农业部规定用求和法测定阳离子交换量；对于可变电荷为主的热带和亚热带地区高度风化的土壤，国际热带农业研究所建议测定用求和法土壤有效阳离子交换量（ECEC）；最近国际上又提出测定土壤有效阳离子交换量和潜在阳离子交换量的国际标准方法，如ISO 11260：1994（E）和ISO 13536：1995（P），这两种国际标准方法适合于各种土壤类型。
2.2中性乙酸铵法是我国土壤和农化实验室所采用的常规分析方法，适于酸性和中性土壤。
其方法是用中性乙酸铵溶液反复处理土壤，使土壤成为铵饱和的土，再用95%乙醇洗去多余的乙酸铵后，用水将土样洗入凯氏瓶中，加固体氧化镁蒸馏，蒸馏出的氨用硼酸溶液吸收，然后用盐酸标准溶液滴定，根据铵的量计算土壤阳离子交换量。
最近的土壤化学研究表明，对于热带和亚热带的酸性、微酸性土壤，常规方法由于浸提液pH值和离子强度太高，与实际情况相差较大，所得结果较实际情况偏高很多。
土壤阳离子交换量乙酸钠火焰光度法
文章标题：探究土壤阳离子交换量——乙酸钠火焰光度法导言今天，我们将深入探讨土壤的阳离子交换量，并借助乙酸钠火焰光度法来进行分析。
土壤阳离子交换量是评价土壤肥力的重要指标，而乙酸钠火焰光度法则是一种常用的测定土壤阳离子交换量的方法。
通过本文，我们将从简单到复杂地探讨这一主题，帮助读者更深入地理解土壤肥力的评价方法。
一、土壤阳离子交换量的概念土壤阳离子交换量是指土壤中可与阴离子交换的阳离子的总量，它直接影响着土壤的肥力和作物的生长。
阳离子交换量的大小可以反映土壤对肥料、水分和微生物的保持能力，因此是衡量土壤肥力的重要指标。
二、乙酸钠火焰光度法的原理乙酸钠火焰光度法是测定土壤中可交换的钠离子和钾离子的一种常用方法。
其原理是通过将土壤样品中的可交换钠和钾转化为离子，使用乙酸钠测定其浓度，并利用火焰光度计测定样品中这些离子的光度信号，从而计算出土壤阳离子交换量。
三、乙酸钠火焰光度法的操作步骤1. 样品处理：将土壤样品与乙酸钠溶液混合，并将混合物过滤，得到含有可交换钠和钾的溶液。
2. 光度测定：使用火焰光度计对得到的溶液进行光度测定，得到钠和钾的光度信号。
3. 数据处理：根据测定结果和标准曲线，计算出土壤中可交换的钠和钾的含量，并进一步计算出土壤阳离子交换量。
四、乙酸钠火焰光度法的优缺点乙酸钠火焰光度法作为测定土壤阳离子交换量的一种常用方法，具有操作简便、结果准确的优点。
然而，其也存在着对氢离子、钙离子等的干扰和对操作技术要求较高的缺点。
五、个人观点和理解通过对土壤阳离子交换量以及乙酸钠火焰光度法的了解，我深刻认识到土壤肥力的评价是一项复杂而又重要的工作。
只有对土壤的肥力有深入的了解，我们才能更好地指导农业生产，提高作物产量，实现可持续发展。
总结通过本文的介绍，我们对土壤阳离子交换量及乙酸钠火焰光度法有了全面的了解。
希望读者能够通过本文，更深入地理解土壤肥力的评价方法，并在农业生产实践中加以运用，以促进农业的可持续发展。
土壤阳离子交换量测定方法
土壤阳离子交换量测定方法一、测定目的土壤的阳离子交换性能是由土壤胶体表面性质所决定，由有机质的交换基与无机质的交换基所构成，前者主要是腐殖质酸，后者主要是粘土矿物。
它们在土壤中互相结合着，形成了复杂的有机无机胶质复合体，所能吸收的阳离子总量包括交换性盐基(K+、Na+、Ca++、Mg++)和水解性酸，两者的总和即为阳离子交换量。
其交换过程是土壤固相阳离子与溶液中阳离子起等量交换作用。
阳离子交换量的大小，可以作为评价土壤保水保肥能力的指标，是改良土壤和合理施肥的重要依据之一。
二、方法原理EDTA—铵盐快速法不仅适用于中性、酸性土壤，并且适用于石灰性土壤阳离子交换量测定的。
采用0.005mol/LEDTA与1mol/L的醋酸铵混合液作为交换剂，在适宜的pH条件下(酸性土壤pH7.0，石灰性土壤pH8.5)，这种交换络合剂可以与二价钙离子、镁离子和三价铁离子、铝离子进行交换，并在瞬间即形成为电离度极小而稳定性较大的络合物，不会破坏土壤胶体，加快了二价以上金属离子的交换速度。
同时由于醋酸缓冲剂的存在，对于交换性氢和一价金属离子也能交换完全，形成铵质土，再用95%酒精洗去过剩的铵盐，用蒸馏法测定交换量。
对于酸性土壤的交换液，同时可以用作为交换性盐基组成的待测液用。
三、仪器及设备架盘天平(500g)、定氮装置、开氏瓶(150ml)、电动离心机(转速3000—4000转/分)；离心管(100ml)；带橡头玻璃棒、电子天平(1/100)。
四、试剂配制(1)0.005mol/LEDTA与1mol/L醋酸铵混合液：称取化学纯醋酸铵77.09克及EDTA1.461克，加水溶解后一起冼入1000ml容量瓶中，再加蒸溜水至900ml左右，以1：1氢氧化铵和稀醋酸调至pH至7.0或pH8.5，然后再定容到刻度，即用同样方法分别配成两种不同酸度的混合液，备用。
其中pH7.0的混合液用于中性和酸性土壤的提取，pH8.5的混合液仅适用于石灰性土壤的提取用。
土壤的阳离子交换量实验报告
土壤的阳离子交换量实验报告以《土壤的阳离子交换量实验报告》为题，本文旨在研究土壤的阳离子交换量，以便了解土壤特性，分析土壤肥力和理化性质。
土壤阳离子交换量是指土壤中固有的阳离子与水相互交换的量，也就是指所谓的固有电荷，是土壤中的离子，反映土壤的理化性质。
它与土壤的肥力，植物的生长和发育有密切的关系，是决定土壤有效营养元素含量及土壤有机质含量的重要参数。
为了研究不同土壤地层中的阳离子交换量，本实验采用了临界电位技术，以测定土壤中层中的阳离子交换量。
实验用了三种土壤，分别为沙质粘土型，砂粉质黏土型和混合砂砾型，分别来自某处沙质粘土型，某处砂粉质黏土型和某处的混合砂砾型土壤。
实验方法为：在某一固定的pH值下，用pH计测定土壤中的H+离子浓度，然后测定土壤中相应的阴离子交换量、阳离子交换量和总离子交换量。
根据测定结果，采用正态分布拟合，计算出每类土壤的离子交换量的平均值、标准偏差和置信区间。
实验结果显示：1. 不同土壤地层中的阳离子交换量，沙质黏土型土壤的阳离子交换量最高，为16.51 0.27 meq/100 g，混合砂砾型土壤的阳离子交换量最低，为6.95 0.15 meq/100 g；2.有土壤地层中的阴离子交换量均高于阳离子交换量，沙质黏土型土壤的阴离子交换量为17.27±0.27 meq/100 g，混合砂砾型土壤的阴离子交换量为7.96±0.17 meq/100 g；3.离子交换量均高于阳离子交换量，沙质黏土型土壤的总离子交换量为33.78±0.24 meq/100 g，混合砂砾型土壤的总离子交换量为14.91±0.19 meq/100 g；根据以上结果，不同土壤地层中的阳离子交换量及其比例有很大的差异，影响因素可能有多种，如土壤类型组成、离子溶解物和物理化学反应等。
综上所述，本实验对不同土壤地层中的阳离子交换量、阴离子交换量及总离子交换量进行了测定，为土壤细观结构和质地的研究打下了良好的基础，为土壤的利用规划和可持续性利用提供了重要依据。
土壤 阳离子交换量
土壤阳离子交换量阳离子交换量（CEC）是土壤重要化学性质之一，是指在一定pH值时，每千克干土所能吸附的全部交换性阳离子（K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、H+、Al3+等）的厘摩尔数，常用单位为cmol（+）/kg。
阳离子交换量是衡量土壤保持或储存阳离子能力的指标，是土壤缓冲性能的主要来源，是改良土壤和合理施肥的重要依据。
当土壤颗粒带负电荷时，它们会吸引并保留阳离子（带正电荷的离子），阻止它们在土壤剖面中淋失。
土壤颗粒所携带的阳离子称为可交换阳离子，是植物养分最重要的直接来源。
阳离子交换量越高，能保持的阳离子数量越多，土壤的保肥、供肥性能和缓冲能力越强。
一般认为阳离子交换量大于20cmol（+）/kg为保肥能力强的土壤；20~10cmol（+）/kg为保肥能力中等的土壤；小于10cmol（+）/kg为保肥能力弱的土壤。
影响阳离子交换量的因素很多，包括土壤质地、有机质含量、黏土的数量和种类、胶体类型、土壤pH值等。
土壤质地越细，阳离子交换量越高；黏粒含量高的土壤比黏粒含量低的土壤能够保持更多的可交换阳离子；有机质是阳离子交换量的一个非常重要的来源，有机质含量高的土壤阳离子交换量较有机质含量低的砂质土壤高；有机胶体比矿质胶体具有更高的阳离子交换量；土壤pH值也会影响土壤阳离子交换能力，随着土壤pH值的增加，阳离子交换量增加；生物炭表面多孔，具有较大的比表面积、较强的阳离子交换能力，能增加土壤阳离子交换量。
土壤的阳离子交换量决定了土壤能容纳的正离子的数量（阳离子），反过来土壤阳离子交换量会对土壤的肥力管理产生重大影响。
在正常管理措施下，具有高阳离子交换量和高缓冲能力的土壤，其pH值变化比低阳离子交换量的土壤慢得多。
阳离子交换量还会影响氮肥和钾肥的施用时间。
阳离子交换量低的土壤一些阳离子可能会淋失，易造成土壤缺钾、镁等阳离子。
在这些土壤上秋季施铵、氮和钾会导致一些养分从根层淋失，特别是在低阳离子交换量的砂质土壤中。
土壤的阳离子交换量
环工102 章徐涛 2010013248土壤的阳离子交换量实验原理：土壤是环境中污染物迁移转化的重要场所，土壤的吸附和离子交换能力又和土壤的组成、结构等有关，因此对土壤性能的测定，有助于了解土壤对污染物质的净化及对污染负荷的允许程度。
土壤中主要存在三种基本成分，一是无机物，二是有机物，三是微生物。
在无机物中，粘土矿物是其主要部分。
粘土矿物的晶格结构中存在许多层状的硅铝酸盐，其结构单元是硅氧四面体和铝氧八面体。
四面体硅层中的Si4-常被Al3+离子部分取代；八面体铝氧层中的Al3+可部分地被Fe2+、Mg2+等离子取代，取代的结果便在晶格中产生负电荷。
这些电荷分布在硅铝酸盐的层面上，并以静电引力吸附层间存在的阳离子，以保持电中性。
这些阳离子主要是Ca、Mg、Al、Na、K、H等，它们往往被吸附于矿物胶体表面上，决定着粘土矿物的阳离子交换行为。
土壤中存在的这些阳离子可被某些中性盐水溶液中的阳离子交换。
当溶液中交换剂浓度大、交换次数增加时，交换反应可趋于完全。
同时，交换离子的本性，土壤的物理状态等对交换完全也有影响。
若用过量的强电解质，如硫酸溶液，把交换到土壤中去的钡离子交换下来，这时由于生成了硫酸钡沉淀，且由于氧离子的交换吸附能力很强，交换基本完全。
这样，通过测定交换反应前后硫酸含量变化，可算出消耗的酸量，进而算出阳离子交换量。
这种交换量是土壤的阳离子交换总量，通常用每1000克干土中的厘摩尔数表示。
实验目的：1．测定污灌区表层和深层土的阳离子交换总量。
2．了解污灌对阳离子交换量的影响。
仪器与试剂：电动离心机离心管锥形瓶量筒移液管滴定管试管1N氯化钡溶液酚酞指示剂1%（W/V）硫酸溶液0.2N 土壤实验过程：1.0.1N氢氧化钠标准溶液的标定：称2克分析纯氢氧化钠，溶解在500ml煮沸后冷却的蒸馏水中。
称取0.5克（分析天平上称）于105C烘箱中烘干后的邻苯二甲酸氢钾两份，分别放入250毫升锥形瓶中，加100毫升煮沸冷的蒸馏水，溶完再加4滴酚酞指示剂，用配制的氢氧化钠标准溶液滴定到淡红色，在用煮沸冷却后的蒸馏水做一个空白试验，并从滴定邻苯二甲酸氢钾的氢氧化钠溶液中扣除空白值。
土壤阳离子交换量测定
实验四土壤阳离子交换量的测定土壤是环境中污染物迁移、转化的重要场所，土壤胶体以其巨大的比表面积和带电性，而使土壤具有吸附性。
在土壤胶体双电层的扩散层中，补偿离子可以和溶液中相同电荷的离子以离子价为依据作等价交换，称为离子交换。
土壤的吸附性和离子交换性能又使它成为重金属类污染物的主要归宿。
土壤阳离子交换性能，是指土壤溶液中的阳离子与土壤固相的阳离子之间所进行的交换作用。
它是由土壤胶体表面性质所决定。
土壤胶体指土壤中粘土矿物与腐殖酸以及相互结合形成的复杂的有机矿物质复合体，其所吸收的阳离子包括K+、Na+、Mg2+、NH4+、H+、Al3+等。
土壤交换性能对于研究污染物的环境行为有重大意义，它能调节土壤溶液的浓度，保证土壤溶液成分的多样性，因而保持了土壤溶液的“生理平衡”，同时还可以保持各种养分免于被雨水淋失。
土壤交换性能的分析包括阳离子交换量的测定、交换性阳离子分析及盐基饱和度的计算。
阳离子交换量（Cation Exchange Capacty，简称CEC），是指土壤胶体所能吸附的各种阳离子的总量，以每千克土壤的厘摩尔数表示（cmol/kg）。
阳离子交换量的大小，可作为评价土壤保肥能力的指标。
阳离子交换量是土壤缓冲性能的主要来源，是改良土壤和合理施肥的重要依据。
因此，对于反映土壤负电荷总量及表征土壤性质重要指标的阳离子交换量的测定是十分重要的。
土壤阳离子交换量的测定受多种因素的影响，如交换剂的性质、盐溶液浓度和pH、淋洗方法等，必须严格掌握操作技术才能获得可靠的结果。
联合国粮农组织规定用于土壤分类的土壤分析中使用经典的中性乙酸铵法或乙酸钠法。
中性乙酸铵法也是我国土壤和农化实验室所采用的常规分析方法，适于酸性和中性土壤。
最近的土壤化学研究表明，对于热带和亚热带的酸性、微酸性土壤，常规方法由于浸提液pH值和离子强度太高，与实际情况相差较大，所得结果较实际情况偏高很多。
新方法是将土壤用BaCl2饱和，然后用相当于土壤溶液中离子强度那样浓度的BaCl2溶液平衡土壤，继而用MgSO4交换Ba测定酸性土壤阳离子交换量。
森林土壤阳离子交换量的测定
森林土壤阳离子交换量的测定
森林土壤阳离子交换量（Cation Exchange Capacity, CEC）是土壤中阳离子结合位点的数量。
它可以用来衡量土壤的质量和肥力。
CEC 的测定方法有很多种，常用的有强酸溶解法、碱溶解法和电离色谱法。
1.强酸溶解法：将土壤样品加入强酸（如HCl）溶解，测定溶液中
的阳离子含量。
通过与样品中初始阳离子含量的差值计算出CEC 值。
2.碱溶解法：将土壤样品加入碱性溶液（如NH4Cl），测定溶液中
阳离子含量。
通过与样品中初始阳离子含量的差值计算出CEC 值。
3.电离色谱法：将土壤样品与电离液（如NH4NO3）混合，用电
离色谱仪测定土壤中不同离子的含量。
通过计算阳离子（如
Ca2+，K+，Mg2+）的含量计算出CEC值。
通常来讲碱溶解法更常用，因为它能够更好的反映土壤的肥力，并且操作简单。
实验二 土壤的阳离子交换量
上述反应中因为存在交换平衡，因此，交换反应实际 上不完全。当溶液中交换剂浓度大、交换次数增加时，交 换反应可趋于完全。同时，交换离子的本性，土壤的物理 状态等对交换完全也有影响。
若用过量的强电解质，如硫酸溶液，把交换到土 壤中去的钡离子交换下来，这是由于生成了硫酸钡沉淀， 且由于氢离子的交换吸附能力很强，交换基本完全。这样， 通过测定交换反应前后硫酸含量变化，可算出消耗的酸量， 进而算出阳离子交换量。这种交换量是土壤的阳离子交换 总量，通常用每克100克干土中的毫克当量数表示。
二、实验目的
1、测定污灌区表层和深层土的阳离子交换总量。 2、了解污灌对阳离子交换量的影响。
三、仪器与试剂
电动离心机 离心管 50毫升 锥形瓶 100毫升 量筒 25毫升 移液管 10毫升，25毫升 滴定管 碱式25毫升 试管 25毫升
0.1N氢氧化钠标准溶液：称2克分析纯氢氧化钠，溶 解在500毫升煮沸后冷却的蒸馏水中。称取0.5克（分析天 平上称）于105℃烘箱中烘干后的邻苯二甲酸氢钾两份， 分别放入250毫升锥形瓶中，加100毫升煮沸冷却的蒸馏水， 溶完再加4滴酚酞指示剂，用配置的氢氧化钠标准溶液滴 定到淡红色，再用煮沸冷却后的蒸馏水做一个空白试验， 并从滴定邻苯二甲酸氢钾的氢氧化钠溶液中扣除空白值。
土壤中的有机物质主要是腐殖物质，它们可分为 三类。一类是不能被碱萃取的胡敏素，另一类是可被 碱萃取，但当萃取液酸化时析出而成为沉淀物的腐殖 酸，第三类是酸化时不沉淀的富里酸。这些物质成份 复杂，分子量不固定，结构单元上存在各种活性基因。 它们在土壤中可以提供出很大量的阳离子交换能力， 而且对重金属污染物在土壤中有吸附、络合等行为起 着重要作用。土壤存在的这些阳离子可被某些中性盐 水溶液中的阳离子交换。若无副反应时，交换反应可 以等当量地进行。
土壤阳离子交换量
土壤胶体所能吸附各种阳离子的总量
01 概念
03 测定方法
目录
02 影响因素
04
阳离子交换量测定的 意义
基本信息
土壤阳离子交换量是指土壤胶体所能吸附各种阳离子的总量。其数值以每千克土壤中含有各种阳离子的物质 的量来表示，即mol/kg。
概念
概念
土壤阳离子交换量、即CEC是指土壤胶体所能吸附各种阳离子的总量，其数值以每千克土壤中含有各种阳离 子的物质的量来表示，即mol/kg。
氯化钡-硫酸强迫交换法。将土壤用氯化钡饱和，然后用相当于土壤溶液中离子强度那样浓度的氯化钡溶液 平衡土壤，继而用硫酸溶液交换钡离子，生成硫酸钡沉淀。通过测定交换反应前后的硫酸含量的变化，可以计算 出硫酸消耗量，进而计算出阳离子交换量。
阳离子交换量测定的意义
阳离子交换Байду номын сангаас测定的意义
1、土壤是环境中污染物迁移、转换的重要场所，土壤胶体以其巨大的比表面积和带点性，而使土壤具有吸 附性。土壤的吸附性和离子交换性能又使它成为重金属类污染物的主要归属。土壤阳离子交换性能对于研究污染 物的坏境行为有重大意义，它能调节土壤溶液的浓度，保证土壤溶液成分的多样性，因而保证了土壤溶液的“生 理平衡”，同时还可以保持养分免于被雨水淋失。
测定方法
测定方法
土壤阳离子的测定受多种因素影响，如交换剂的性质、盐溶液的浓度和pH、淋洗方法等。联合国粮农组织规 定用于土壤分类的土壤分析中使用经典的中性乙酸铵法或乙酸钠法。
NaOAc法是广泛应用于石灰性土壤和盐碱土壤交换量测定的常规方法。中性乙酸铵法是我国土壤和农化实验 室所采用的常规分析方法，适于酸性和中性土壤。其方法是用中性乙酸铵溶液反复处理土壤，使土壤成为铵饱和 的土，再用95%乙醇洗去多余的乙酸铵后，用水将土样洗入凯氏瓶中，加固体氧化镁蒸馏，蒸馏出的氨用硼酸溶 液吸收，然后用盐酸标准溶液滴定，根据铵的量计算土壤阳离子交换量。
(完整版)土壤阳离子交换量
土壤阳离子交换量（Bacl2实验原理本实验采用的是快速法来测定阳离子交换量。
土壤中存在的各种阳离子可被某些中性盐（BaCl2）水溶液中的阳离子（Ba2+）等价交换。
由于在反应中存在交换平衡，交换反应实际上不能进行完全。
当增大溶液中交换剂的浓度、增加交换次数时，可使交换反应趋于完全。
交换离子的本性，土壤的物理状态等对交换反应的进行程度也有影响。
再用强电解质（硫酸溶液）把交换到土壤中的Ba2+交换下来，这由于生成了硫酸钡沉淀，而且氢离子的交换吸附能力很强，使交换反应基本趋于完全。
这样通过测定交换反应前后硫酸含量的变化，可以计算出消耗硫酸的量，进而计算出阳离子交换量。
用不同方法测得的阳离子交换量的数值差异较大，在报告及结果应用时应注明方法。
1. 仪器（1）离心机：北京产CD5–A型离心机（2）离心管：100 mL（3）锥形瓶：100 mL（4）量筒：50 mL（5）移液管：10 mL 、25 mL（6）碱式滴定管：25 mL2. 试剂（1）氯化钡溶液：称取60 g氯化钡（BaCl2·2H2O）溶于水中，转移至500 mL容量瓶中，用水定容。
（2）0.1%酚酞指示剂（W∕V）：称取0.1 g酚酞溶于100 mL醇中。
（3）硫酸溶液（0.1 mol/L）：移取5.36 mL浓硫酸至1000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度。
（4）标准氢氧化钠溶液（≈0.1 mol/L）：称取2 g氢氧化钠溶解于500 mL煮沸后冷却的蒸馏水中。
其浓度需要标定。
标定方法：各称取两份0.5000g邻苯二甲酸氢钾（预先在烘箱中105 ℃烘干）于250 mL 锥形瓶中，加100 mL煮沸后冷却的蒸馏水溶解，再加4滴酚酞指示剂，用配制好的氢氧化钠标准溶液滴定至淡红色。
再用煮沸后冷却的蒸馏水做一个空白试验，并从滴定邻苯二甲酸氢钾的氢氧化钠溶液的体积中扣除空白值。
计算公式如下：式中：W ——邻苯二甲酸氢钾的重量，V1 ——滴定邻苯二甲酸氢钾消耗的氢氧化钠体积，mL；V0 ——滴定蒸馏水空白消耗的氢氧化钠体积，mL；204.23 ——邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量，g/mol。
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第一节 土壤胶体的构造和性质
土壤胶体的结构和性质
一 、土壤胶体的概念
颗粒直径（非球形颗粒则指其长、宽、高三向 中一个方向的长度）在1~100nm范围内的带电的
土壤颗粒与土壤水组成的分散系。
注：通常情况下，直径小于2µm（或 1µm）的土粒便具有胶体的性质，因
而被视为土壤胶体颗粒。
土壤胶体的结构和性质
立方体边长 （cm）
1 0.1 0.01 0.001 0.0001 0.00001 0.000001 0.0000001
立方体数 目
总表面积
1
6cm2
103
60cm2
106
600cm2
109
6000cm2
1012
6m2
1015
60m2
1018
600m2
1021
6000m2
比表面积 （cm2·cm-3）
6 6×10 6×102 6×103 6×104 6×105 6×106 6×107
土壤胶体的结构和性质
各粒径土粒的比面
土粒 （粒径mm） 粗砂粒（1）
中砂粒（0.1）
细砂粒（0.01）
粘粒（0.001）
比表面积 （cm2·g-1）
22.6
226
2,260
22,600
土粒 （粒径mm）
粘粒（0.0005） 500nm
由于土壤胶体具有巨大表面积，从而具有巨大的表面能。
土壤胶体的结构和性质
2. 土壤胶体的带电性 由于胶体表面的分子解离或吸附溶液中的离子,使胶粒带电.
土壤中所有胶粒都是带电的（胶体的基本条件）， 这是土壤产生离子吸附和交换、离子扩散、酸碱平 衡、氧化还原反应以及胶体的分散与絮凝等现象的 根本原因，而这些反应都直接或间接关系到土壤的 水、肥、气、热性质。
二 、土壤胶体的构造
胶核
胶 团
双电层
_
决定电位离子层
_ _
_
+
补偿离子层 +
++
胶粒
+ 非活性补偿离子层
+ +
扩散层+源自土壤胶体的结构和性质土壤胶体构造示意图
土壤胶体的结构和性质
(一) 胶核
这是胶体的固体部分, 土壤中胶核 一般由含水SiO2 ,Fe2 O3,Al2 O3 、次 生铝硅酸盐、腐殖质或蛋白质等分 子团分子组成 。
负电。
土壤胶体的结构和性质
(3)胶体表面分子的解离 胶核表面的分子或原子团的解离,这种电荷的数量
和性质随介质的pH而改变,故称可变电荷。
来源
黏土矿物晶面上-OH的解离 含水铁、铝氧化物的解离（Al2O3·3H2O) 腐殖质上某些官能团的解离（如-COOH）
土壤胶体的结构和性质
a. 黏土矿物晶面上-OH的解离
土壤胶体的结构和性质
如Al（OH）3在碱性环境中的解离：
胶体分散系
一般把分散相颗粒直径（非球颗粒则指长、宽、 高三向中一个方向的长度）在1-100纳米范围内 的分散系称胶体分散系。其颗粒大小介于粗分
散系和分子、离子分散系之间。
分散介状 液 状 固
按聚集状状分状：
分散相
名状
固
溶状、状浮液、状膏
液
乳状液
状
泡沫
固 液
状溶状
固
固状状浮液
液
固状乳状液
状
固状泡沫
胶粒（0.0001） 100nm
胶粒（0.00005） 50nm
胶粒（0.00001） 10nm
比表面积 （cm2·g-1）
45,200
226,000
452,000
2,260,000
很显然,土粒越细比表面越大,土壤中颗粒的形状多种多样. 只有砂粒近 似球形,但其表面大多不平,大部分粘粒多为片状,棒状,针状, 实际上胶 体的表面积比光滑的球体大得多。
第八章 土壤胶体和土壤离子交换
内容提要
土壤胶体的构造和性质 土壤胶体的类型 土壤阳离子交换作用 土壤阴离子交换作用
胶体的概念
胶体是物质存在的一种状态，是一种分散体系。
何为分散体系？
一种物质分散在另一种物质中所形成的体系，称为分散体系 或分散系。 根据分散体系中被分散的物质（分散相）的大小，可把分散 系分为：粗分散系、胶体分散系和分子、离子分散系。
如Al3+代Si4+或Fe2+代Al3+等,这样晶体中就产生了剩余负电荷,这种电荷一 旦产生,就不能改变,故称永久电荷。
土壤胶体的结构和性质
四面体中的硅可被铝代换 Si4+
八面体中的铝可被铁、镁代换 Al3+
Al3+ Fe2+或Mg2+
土壤胶体的结构和性质
(2)晶格破碎边缘的断键 在矿物风化破碎的过程中，晶体晶格边缘的离子有一 部分电荷未得到中和，而产生剩余价键，使晶层带电。 例如晶格在硅层或铝层截面上断裂，Si—O—Si，Al— O—Al在断裂后，断面上留下Si—O-、Al—O-，从而带
结晶的粘土矿物大部分表面都裸露着—OH原子团，在 一定条件下： 当H+解离后，则使胶核带负电，如H2SiO3和层状硅铝 酸盐粘土矿物中解离H+后使胶核带负电。 当OH-发生解离时，则胶核带正电，如Fe(OH)3或 Al(OH)3中的OH-解离后则带正电。这种作用与普通酸碱 解离相似，受溶液的pH影响，因此称为可变电荷。
土壤胶体的结构和性质
(二) 双电层
1、 决定电位离子层(内层) 是固定在胶核表面, 并决定其电荷和电位的一层离子。
2、 补偿离子层(外层)
由于内层电荷的静电引力的作用, 吸附土壤溶 液中相反的离子 而形成的:非活性离子层和扩 散层（发生离子交换）。
土壤胶体的结构和性质
注意：
把土壤胶粒完全理解为球形构造，显然是错误的。 现代土壤学的研究说明，只有土壤有机胶粒，或 无定形的氢氧化铁、氢氧化铝、含水氧化硅和水 铝英石等矿质胶粒可以认为近似圆球形构造。而 土壤中大多数矿质胶粒，例如层状硅酸盐类粘土 矿物通过X-射线和电子显微镜的研究，已经明确 是层状构造.
土壤胶体的结构和性质
层状黏土矿物胶体的构造示意图
土壤胶体的结构和性质
三 、土壤胶体的性质
1. 巨大的比表面积和表面能
单位质量或体积物体的总表面积称为比表面积 或比面，单位为cm2·g-1或cm2·cm-3。 物体分割得愈细小，单体数愈多，总面积愈大， 比面也愈大。
土壤胶体的结构和性质
1 cm3物质表面积随分散度变化的情况
因此，土壤胶体的带电性对土壤肥 力性质有重要影响。
土壤胶体的结构和性质
土壤胶体电荷的来源
指组成矿物的中心离子被电性 相同、大小相近的离子替代而 晶格构造保持不变的现象。
(1)同晶异质代换作用
层状铝硅酸盐粘土矿物在形成时，中心离子可以被其它相近 或稍大的同性离子代换而产生电荷，但矿物的结晶构造型式 不变。