土壤化学性质土壤胶体及其特征

• 产生可变电荷的主要原因有： 产生可变电荷的主要原因有： 粘粒矿物晶面上①粘粒矿物晶面上-OH 基的解离 含水铁、 ②含水铁、铝氧化物的解离 ③腐殖质上某些原子团的解离 ④含水氧化硅的解离 粘粒矿物晶层上的断键等。可变电荷土壤： ⑤粘粒矿物晶层上的断键等。可变电荷土壤：指 含有较多铁、铝氧化物，土壤带电性随pH pH变化而 含有较多铁、铝氧化物，土壤带电性随pH变化而 变化的土壤。（主要是酸性土壤） 。（主要是酸性土壤 变化的土壤。（主要是酸性土壤） 如：三水铝石
•
二
土壤的阳离子交换
•(一)、土壤胶体的代换性离子 ( •扩散层离子 扩散层离子 •(二)、阳离子交换作用的基本特征 ( •1、可逆、服从质量作用定律、有选择性 1 可逆、服从质量作用定律、 •2、等当量交换 2
•(三)、影响阳离子交换能力的因素 ( •1、电荷数量：M+++ > M++ > M+ 1 电荷数量： •2、 离子半径及水化半径 2 •原子序大—离子半径大—水化半径小—代换能力强 原子序大—离子半径大—水化半径小— 原子序大 （大） •Fe3+ > Al3+ > H+ > Ca2+ > Mg2+ > NH4+ >K+ > Na+ Fe •H+：质子(半径很小) 、运动快、水化半径小 / 氢键 H 质子(半径很小) 运动快、 •3、离子浓度 3
五 离子吸收代换作用对土壤肥力的作用
• 一、具有较好的保持和供应养分的能力 • 离子态的养分，在土壤胶体的离子代换作用下， 离子态的养分，在土壤胶体的离子代换作用下，保持在 土壤中，这就是土壤的保肥性。 土壤中，这就是土壤的保肥性。被土壤胶体吸收的离子与土 壤溶液间的离子能进行可逆性交换， 壤溶液间的离子能进行可逆性交换，植物可随时从土壤中得 到养分，这就是土壤的供肥性。 到养分，这就是土壤的供肥性。 • 土壤如具有较高的离子代换吸收量，土壤也就具备了较好的 土壤如具有较高的离子代换吸收量， 养分保持与供应能力。 养分保持与供应能力。
• 四
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土壤的阴离子吸附
一、阴离子正、负吸附的概念 正吸附：阴离子被土壤吸附固定的现象。 正吸附
•主要：H2PO4-、HPO42-、PO43-、H2SiO3-、SiO32-、有机酸离子 •负吸附 负吸附：阴离子在胶粒之间的自由溶液分布大于胶粒内分 负吸附 布的现象。 •主要：NO3-、NO2-、Cl•SO42-、CO32-介于中间
土壤胶体对土壤养分元素、 土壤胶体对土壤养分元素 、 污染物的迁移 转化有重要作用， 转化有重要作用 ， 这种作用与土壤胶体类型及 其性质密切相关， 土壤胶体均具有双电层结构， 其性质密切相关 ， 土壤胶体均具有双电层结构 ， 如图所示。土壤胶体可分为三种类型 三种类型： 如图所示。土壤胶体可分为三种类型： ① 土壤矿质胶体； 土壤矿质胶体； 有机胶体； ② 有机胶体； 有机-无机复合胶体。 ③ 有机-无机复合胶体。
土壤的基本组成、性质、 第一篇 土壤的基本组成、性质、 分类 第二章： 第二章：土壤性质 • §2.2土壤化学性质 土壤化学性质 • 一.土壤胶体及其特征 土壤胶体及其特征 • 二.土壤酸碱性和氧化还原反应
一、土壤胶体及其特征
• 主要学习目标： 主要学习目标：
要求学生了解土壤胶体的晶格构造， 要求学生了解土壤胶体的晶格构造，在此基础上掌握土壤 的阳离子交换性质。 的阳离子交换性质。 • 因为土壤胶体是土壤重要的固相组成部分，土壤胶体的行为， 因为土壤胶体是土壤重要的固相组成部分，土壤胶体的行为， 影响着土壤的理化性质以及土壤保肥和供肥能力， 影响着土壤的理化性质以及土壤保肥和供肥能力，最终影响 着土壤肥力的发生发展。 着土壤肥力的发生发展。 •
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• 本章重点：
• • • • • 主要是几种主要土壤胶体的特性以及阳离子的交换过程。 主要是几种主要土壤胶体的特性以及阳离子的交换过程。 土壤胶体的特性以及阳离子的交换过程 其次要了解土壤离子交换对土壤肥力的影响。 其次要了解土壤离子交换对土壤肥力的影响。 本章难点： 本章难点： 主要是土壤胶体的带电性及土壤胶体为什么会带电。 主要是土壤胶体的带电性及土壤胶体为什么会带电。 土壤胶体带电的事实早已被电渗与电泳等现象所证实， 土壤胶体带电的事实早已被电渗与电泳等现象所证实，不同 土壤胶体产生电荷的机制不同。 土壤胶体产生电荷的机制不同。 另外土壤胶体具有双电层构造。 另外土壤胶体具有双电层构造。
图
土壤胶体结构示意图
一、土壤胶体的特性 • （1）土壤胶体比表面和表面能; 土壤胶体比表面和表面能; 胶体数量愈多，比面愈大，表面能也愈大， 胶体数量愈多，比面愈大，表面能也愈大，吸附 能力也就愈强。 能力也就愈强。
• （2）土壤胶体带有电荷; 土壤胶体带有电荷;
• 永久电荷 • 可变电荷 • （3）土壤胶体有凝聚和分散作用
•(四)、土壤阳离子交换量 ( •1、定义： 1 定义： •Cation exchange capacity（ C.E.C. ）—土壤溶 Cation capacity（ 液在一定的pH值时， pH值时 液在一定的pH值时，土壤所能吸附和交换的阳离子的 最大量，称为阳离子交换量 阳离子交换量; 最大量，称为阳离子交换量; •(五)、土壤盐基饱和度(Base saturation ( 土壤盐基饱和度(Base percentage) •土壤胶体上吸附的阳离子可分为两类。 土壤胶体上吸附的阳离子可分为两类。 土壤胶体上吸附的阳离子可分为两类 •一类是致酸离子(H+ 和Al3+)，另一类是盐基离子 一类是致酸离子 一类是致酸离子(H+ Al3+)，另一类是盐基离子 Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+等 （如Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+等，）。 •土壤盐基饱和度（BSP）是指土壤胶体上交换性盐基 土壤盐基饱和度（ 土壤盐基饱和度 BSP） 离子占交换性阳离子总量的百分率。 离子占交换性阳离子总量的百分率。
• 二、使土壤的物理状况得到调节
• 土壤胶粒之间的凝聚作用，是土壤具有结构的根本原因，当 土壤胶粒之间的凝聚作用，是土壤具有结构的根本原因， 土壤胶体表面吸收大量钠离子时，因钠离子的水膜厚， 土壤胶体表面吸收大量钠离子时，因钠离子的水膜厚，且带 电量少，胶体扩散层厚度大，促使胶粒分散。 电量少，胶体扩散层厚度大，促使胶粒分散。而当土壤胶体 特别是有机胶体吸附钙后，因钙离子带电量高，水膜薄， 特别是有机胶体吸附钙后，因钙离子带电量高，水膜薄，胶 粒易于凝聚，形成土壤结构体。在碱性土壤上施石膏， 粒易于凝聚，形成土壤结构体。在碱性土壤上施石膏，可改 良土壤的不良性状。 良土壤的不良性状。
• 小结
• 一 土壤胶体的特性
• 土壤胶体比表面和表面能、带有电荷、有凝 带有电荷、 聚和分散作用
• 二土壤阳离子交换
• 土壤阳离子交换吸附作用的特点
• 1．阳离子交换吸附作用是一种可逆反应。 阳离子交换吸附作用是一种可逆反应。 • 2．阳离子交换与吸收的过程以等量电荷关系进行 • 3．交换反应的速度受交换点的位置和温度的影响 • 四、土壤盐基饱和度