第八章土壤胶体化学和表面反应课件.pptVIP

第八章 土壤胶体化学和表面反应 第八章 土壤胶体化学和表面反应 第一节 土壤胶体的表面性质 一、土壤胶体表面类型 1、根据胶体表面位置划分 1）内表面：膨胀型粘土矿物晶层表面，蒙蛭组有 腐殖质分子聚集体的内部表面。 吸附过程是一个缓慢渗入过程 2）外表面：指粘土矿物，氧化物和腐殖质分子暴露在外的表面。 各种胶体颗粒都有外表面； 其中高岭石、水云母、R2O3、水铝英石无内表面，以外表面为主。 蒙蛭组内表面远大于外表面，有机胶体结构不稳定无法区分内外表面。 第一节 土壤胶体的表面性质 一、土壤胶体表面类型 2、根据胶体表面结构特点划分 1）硅氧烷型表面 2：1型粘土矿物：单位晶层二层硅氧片夹一层铝氧片，外面为硅氧四面体（硅氧烷） 1：1型矿物：一半是硅氧烷型表面。 性质：非极性疏水表面，电荷同晶替代作用产生永久电荷，少量断键电荷，颗粒边面羟基效应小。 第一节 土壤胶体的表面性质 一、土壤胶体表面类型 2、根据胶体表面结构特点划分 2）水合氧化物型表面 A）由金属阳离子或硅离子和氢氧基组成的表面，一般用M-OH B）如铝醇 Al-OH 1:1型铝氧片一面，Al(OH)3 C）铁醇 （Fe-OH） Fe(OH)3 D）Si-OH(硅烷醇) H2SiO3 H4SiO4 及硅氧烷型基面因断键形成Si-OH(硅烷醇) E）极性亲水表面 F）水合氧化物型表面，质子的解离和缔合产生电荷，可变电荷，因受PH、电解质浓度变化影响。 3）有机物表面 A）蜂窝状，有巨大的表面 B）功能团 羧基、酚羟基、羟基、 羰基、醌基、醛基、甲氧基、氨基 C）两性胶体，带负电荷 第一节 土壤胶体的表面性质 二、土壤胶体的比表面 土壤胶体表面积大小用比表面表示 1、比表面：单位质量土壤表面积的大小。m2/g 2、由于土壤胶体颗粒小，表面积巨大。可内表面、外表面；基面、边面； 3、不同土壤胶体，表面积不一样。 有机质比表面约：700m2/g 我国砖红氧Fe2O3，比表面170m2/g 第一节 土壤胶体的表面性质 二、土壤胶体的比表面 4、测定方法 1）仪器法：用电子显微镜或X射线衍射仪测定颗粒大小、形状，计算出理论比表面积。 适用于：结晶良好，组成一定的纯矿物，不适用于土壤。 2）吸附法：用分子大小已知的指示吸附物质，在土粒表面形成单分子层，计算出比表面，常用吸附物质有：（N2、H2O、溴化十六烷基吡啶、甘油、乙二醇乙醚）。 第一节 土壤胶体的表面性质 三、土壤表面电荷和电位 土壤表面带有电荷，例如：电脉现象。 1、电荷的起因和种类 1）永久电荷：同晶替代作用产生，2：1型矿物多 2）可变电荷：土壤固相表面，从介质中吸附离子或向介质中释放离子产生的。 H3SiO4——H2SiO4- + H+ Al(OH)3——Al(OH)2+ + OH- 次要 Fel(OH)3——Fe(OH)2+ + OH- 主要 水铝英石在低pH?会产生正电荷 正常为负电荷； 高岭石-OH吸附H+产生正电荷 层状铝硅酸盐矿物晶格断裂 土壤有机质作用 羧基、酚羟基解离H+带负电荷； 氨基吸附H+带正负电荷； 3）净电荷：土壤正负电荷的代数和。正常PH一般为负电荷。 第一节 土壤胶体的表面性质 三、土壤表面电荷和电位 2、土壤电荷数量 用阳离子代换量表示（CEC）：PH等于7时每一千克土壤吸附离子的厘摩尔数。 阴离子交换量（AEC） 土壤电荷可分为 永久电荷（CECP） 可变电荷（CECV） 1）土壤电荷主要集中胶体部分 80% 2）电荷数量受胶体组成影响。有蒙伊于高 3）胶体组分间相互作用影响电荷数量，例如游离铁、铝氧化物的包被作用，土壤