第8章土壤胶体化学和表面反映.pptVIP

引子 土壤对养分离子的吸持受哪些因素的影响? 两个质地不同而其它性质相似的土壤,其保肥力有何不同? 两个机械组成相同、有机质含量相等的土壤A和B，均为花岗岩风化而成，A为红壤（湖南省）、B为棕壤（山东省），它们对养分离子的保持有何区别？ 教学要点 土壤表面类型与表面积 土壤电荷种类与起源 土壤双电层结构 阳离子吸附、CEC和相关概念 阴离子专性吸附及其意义 Similarities Colloid （胶体）= Clay（粘粒） Organic colloid（有机胶体）= Humus（腐殖质） Inorganic colloid = Phyllosilicates（层状硅酸盐矿物） and (hydr-)oxides Extraction of Clay 吸附等温线(Adsorption isotherms) Freundlich equation: x/m=kC1/n Langmuir equation: x/m=(k1C)/(1+k2C) Brunauer, Emmett, and Teller (BET) equation: [V(P0-P)]=1/(VmC)+[(C-1)/(VmC)](P/P0) 交换性阳离子的有效度 Ion saturation percentage; Accompanying ions; Type of clay minerals 阳离子专性吸附(Specific adsorption) 机理 影响因素 (1) pH (2) types of soil colloids 作用 (1) Agriculture and food quality (2) Environment 本章小结 一、概念 比表面、永久电荷、可变电荷、双电层、阳离子交换量、有效阳离子交换量、盐基饱和度、阴离子负吸附、专性吸附 二、简答题 什么是硅氧烷型表面？ 可变电荷是如何产生的？ 蒙脱石、高岭石、三水铝石的表面化学性质有何区别？ 土壤胶体双电层结构及其意义。 影响土壤CEC和离子交换能力的因素有哪些？ 阴离子专性吸附和非专性吸附有什么区别？ 第三节 阴离子吸附与交换 Adsorption and Exchange of Anions 静电吸附（Electrostatic adsorption of anions） Cl-, NO3-, ClO4- 负吸附（Negative adsorption of anions） Cl- = NO3- SO4 2- Fe(CN)64- 专性吸附（Specific adsorption of anions） F-, H2PO4-, SO42-, MoO33-, AsO3-, citrate, etc 静电吸附：土壤胶体表面带正电荷引起的，土壤中铁、铝、锰氧化物，高岭石边沿和表面羟基，有机胶体的带正电荷基团可发生。 负吸附：指电解质溶液加入土壤后阴离子浓度相对增大的现象。 负吸附随阴离子价数增加而增加： Cl-=NO3-SO42-Fe(CN)64- 陪伴阳离子的影响：Cl-负吸附时，Na+K+、Ca2+Ba2+ 土壤胶体表面的影响 专性吸附 指阴离子进入粘土矿物或氧化物表面的金属原子的配位壳中，与配位壳中的羟基或水合基重新配位，并直接通过共价键或配位键结合在固体的表面。因其发生在胶体双电层的内层，也称为配位体交换吸附。 阴离子专性吸附与非专性吸附比较 Electrostatics Ligand bond, coordinate bond Adsorption force Diffuse layer Inner layer Location No Decrease positive charge, increase negative charge Results Anion exchange reaction Ligands exchange reaction Mechanisms PZC Any pH Condition Opposite ions Ligands ion, potential dominating ions Anion’s role phyllosilicates Oxides and hydroxides Carriers Nonspecific adsorption Specific adsorption Items 阴离子专性吸附的作用 （1）养分的固定与保蓄，如磷、钼等，影响土壤肥力及植物生长； （2）污染元素的环境效应，如硒、氟等，影响环境质量和人类健康； （3）阴离子间的竞争吸附及解吸，特别是有机阴离子，如根分泌有机酸、