试验六土壤胶体性状的观察

实验六 土壤胶体性状的观察
土壤胶体可分为无机胶体、有机胶体和有机无机复合胶体。

无机胶体是指粘粘的微细部分，有机胶体指的是土壤腐殖质。

实验证明，土壤中很多的物理和化学性质如电性、物理化学吸收（离子交换作用）和凝聚作用等均与土壤胶体有关。

一、电泳现象
带电粒子在一个电场中，受电场的影响而运动。

带正电荷的粒子向阴极移动，带负电荷的粒子向阳极移动，这种现象称为电泳。

本实验将证明胶体土粒是带电的，而且在一般自然情况下，其所带的电性主要是负的。

按图15装置，先在U 形管中放一些蒸馏水，加中
性盐电解质数滴混合，以增加其导电性，然后把土壤
悬液从中间漏斗缓缓放入U 形管中，使U 形管两臂中
的悬液升至 a 处，而把管中原盛的蒸馏水面升至b 处，
先观察两臂中的悬液面。

将其高度记下，然后接通直
流电源（为节省实验时间，以上步骤可由指导教师完
成）。

如果所用直流电源为30伏，大约经过 2小时以
后进行观察，可发现 U 形管两臂的土壤悬液面的位置
和原来不同了。

电源的电位愈大，悬液面的移动越快。

把两臂中悬液面的移动方向记下来，说明原因，作出
结论。

二、吸附现象
土壤胶体带有电荷，必然能吸附带相反电荷的粒子，吸附现象可以进一步帮助我们了解土壤胶体所带电荷的种类以及它们和土壤保肥能力的关系。

1．取粗质土（沙土）和细质土（粘土）各5克，分装于2个直径为1厘米左右的试管中，各加 0.001M 氯化亚铁液10毫升，摇动后过滤，取上部清液各2毫升，置于二个试管中，另取一试管装入未和土壤作用过的氯化亚铁溶液2毫升，各加入1％K 3[Fe 2（CN ）6]溶液3滴，这时所产生的蓝色沉淀为滕氏蓝。

比较3个试管中所产生的颜色深浅，把它记下来，作出结论说明原因，并从这一实验的结果，推论粗质土和细质土在保肥上的差异。

2．取上述经土壤吸收的溶液各2毫升及未和土壤作用过的0.001M 氯化亚铁溶液2毫升，分别盛于试管中，各加硝酸银液3滴，观察白色沉淀（氯化银）的多寡，并说明原因。

3．取试管4支，各加细质土5克，又各加 0.001M 氯化亚铁10毫升，摇匀，然后在 3 支试管中分别进行下列处理：
（1）加1M 氯化钠20滴；
图15 电泳装置
（2）加0.5M氯化钙20滴；
（3）加1/3M氯化铝20滴。

将上述4管剧烈振摇3分钟后，过滤，各取滤液2毫升，加铁氰化钾K3[Fe（CN）6]三滴进行比色，观察蓝色深浅，分析原因。

三、凝聚作用和阳离子种类关系
土壤胶体表面带有负电荷，因此，在水里互相排斥，而成为分散悬液，分散着的土壤胶体不能形成团粒结构。

要使分散的胶体土粒团聚起来，成絮状沉淀，可以加电解质。

电解质凝聚能力因阳离子种类而不同。

本实验就是说明各种阳离子的凝聚能力。

1．取土壤若干克（依胶体含量多寡而定）分散在水中，做成悬液（这一步可由指导教师完成）。

2．准备净洁的、粗细相同的试管5支．编上号码。

3．在每支试管中加入土壤悬液5毫升。

4．在第一管中加入1/3M氯化铝4滴，第二管中加入0.5M氯化钙4滴，第三管中加入1M盐酸4滴，第四管中加入1M氯化铁或氯化钾4滴，第五管中加入蒸馏水4滴作为对照。

5．每组成员每手握1管（1—4），以干净塞子塞住管口，上下振摇一分钟，放置架上（振摇时间及频率必须尽显一致）。

6．观察各管液体澄清或胶体下沉速度，记录。

四、阳离子交换作用
阳离子交换作用指的是被土壤胶体所吸附的阳离子与溶液中的阳离子交技的现象。

它对保持和供应养分、改善土壤结构、科学合理施肥有着密切的关系。

土壤阳离子交换量是土壤保肥能力的重要指标，因此在农业上有重要的意义。

1．将试管9支编号，前4支试管内分别放入下列土样与溶液：
第（1）试管放入酸性土3克，lM醋酸铁10毫升；
第（2）试管放入酸性土3克，蒸馏水10毫升；
第（3）试管放人中性土3克，1M醋酸铵5毫升；
第（4）试管放入中性土3克，蒸馏水5毫升（另加乙醇10滴）。

2．将以上4试管，各用干净塞子塞住管口，振摇3分钟，分别过滤，依次以（5）（6）（7）（8）4管盛接德液。

3．在第（9）试管内放入1M醋酸铵约2毫升，注明未经土壤作用之醋酸铵。

4．在（5）（6）（7）（8）试管中各加入饱和草酸铵液2滴。

振摇后比较各个混浊度或沉淀之多寡，并记录之。

五、土壤阴离子交换作用
1．将试管7支编号，前3支试管内放入下列上样与溶液：
试管（1）加入酸性土5克，0.2％磷酸氢二钠10毫升，
试管（2）加入中性土5克，0.2％磷酸氢二钠10毫升；
试管（3）加入细砂5克，0.2％磷酸氢二钠10毫升。

2．将以上3支试管各用于净塞子塞紧管口，振摇3分钟，分别过滤，依次以试管（4）（5）（6）管盛接滤液约2毫升。

试管（7）放入0.2％磷酸氢二钠2毫升，注明未经土壤作用。

3．在试管（4）（5）（6）（7）中，各加人盐酸—钼酸铵溶液5滴，再加人氯化亚锡甘抽溶液5滴，摇匀，3分钟后比较各试管中溶液的颜色及深浅。

六、试剂及仪器
1．试剂。

（1）0.001M氯化亚铁溶液。

称0.125克化学纯氯化亚铁，溶解在少量蒸馏水中，定容至1升。

（2）1％亚铁氯化钾溶液。

（3）硝酸银溶液。

称5.8克化学纯硝酸银于水中，定容至1升，保存在棕色瓶中。

（4）1M氯化钠溶液。

（5）1/2M氯化钙溶液。

（6）1/3M氯化铝溶液。

（7）1M氯化铵溶液。

称26.5克化学纯氯化铵溶于水中，定容至1升。

（8）1M醋酸铵溶液。

称78克化学纯醋酸铵溶于水中，定容至1升。

（9）饱和醋酸铵溶液。

（10）0.2％磷酸氢二钠溶液。

（11）盐酸一钼酸铵溶液。

称取化学纯钼酸铵20.0克，溶于大约300毫升的温水中，如溶液混浊，应过滤。

冷却后缓缓加人浓盐酸417毫升，冷却后定客至1升。

试剂中盐酸的浓度约5M，钼酸铵的浓度约2％。

（12）氯化亚锡甘油溶液。

选用新鲜干燥氯化亚锡结晶细粒，称取2.5克加浓盐酸10毫升，加热，促其溶解。

全部形成透明溶液后，再加化学纯甘油90毫升混匀，贮于棕色瓶中，可保存半年。

（13）0.2％硝酸钠溶液。

（14）60％醋酸溶液。

（15）硝酸试粉。

称取锌粉2克（过100目筛），硫酸锰10克，α-萘胺0.25克，对氨基苯磺酸2.5克，柠檬酸100克，除锌粉过筛外，其它试剂不需要过筛，但都要磨细成粉状，装入棕色瓶中．存放在于燥处。

2．仪器。

试管、试管架、滴管、滴瓶、滤斗、塞子等。

七、实验报告
1．U形管中两边土壤悬滚向________________________极方向移动。

2．电泳现象说明了土壤胶体主要带___________________电荷。

3．土壤胶体（吸附）（不吸附）Fe2+，这证明土壤胶体带有（正）（负）电荷。

4．土壤胶体（吸附）（不吸附）Cl-，这证明土壤胶体是带（正）（负）电荷。

5．在粗质土和细质土2个试管中那一个试管蓝色最浓___________，蓝色愈浓表示浸出液中___________的含量愈__________，也就是说土壤________的吸附作用愈_______。

6．比较（1）、（2）、（3）三个试管和单加FeCl2试管的蓝色深浅结果：单加FeCl2试管（深）（浅）于（1）试管，又（深）（浅）于（2）试管，（2）试管又（深）（浅）于（3）试管，说明在浓度较大的情况下，一价离子 Na+（能）（不能）减少对二价离子 Fe2+的吸收，而这种抑制作用是一价离子（＜）（＞）二价离子（＞）（＜）三价离子。

这也说明土壤对离子吸附是一价离子（＞）（＜）二价离子（＞）（＜）三价离子。

7．在土壤悬液中加入各种阳离子或蒸馏水后，在各试管中的悬液下沉率不同，从最快到最慢的顺序为1_________，2_________，3________，4________。

悬液中土粒迅速下沉是因为这些胶体微粒受电解质中（阳离子）（阴离子）的影响，形成了__________的缘故。

下沉愈快，离子的凝聚力愈_______。

这一实验结果证明各离子的凝聚力次序为_________＞________＞________＞_________。

分散的上粒不容易形成团粒结构。

8．未知土壤接触过的蒸馏水中（有）（没有）钙离子。

9．未知土壤接触过的醋酸铵溶液中（有）（没有）钙离子。

10．中性土的蒸馏水浸提液中（有）（没有）钙离子。

11．中性土的醋酸铵浸提液和它的蒸馏水浸出液比较，其所含钙的数量较（多）（少）。

这是因为醋酸铵中的铵离子和中性上胶体上的______产生______作用，而把______代换了出来的缘故。

12．酸性土的蒸馏水浸出波中铵离子和中性土的蒸馏水浸出浓比较起来，其所含钙离子数量（多）（少）。

13．酸性上的醋酸铵浸出液和它的蒸馏水浸出液比较起来，其所含钙离子数量较（多）（少）或（差异不明显）。

14．比较（4）（5）（6）（7）四个试管中蓝色的深浅次序是（）＞（）＞（）＞（）。

15．思考题。

（1）从实验结果，如何推断粗质土和细质土的保肥能力？
（2）从实验结果，如何推断中性土和酸性土的保肥能力？。