八单元土壤胶体化学和表面化学1节.pptVIP

专性吸附在调控金属元素的生物有效性和生物毒性方面起着重要的作用。有试验表明，在被铅污染的土壤中加入氧化锰，可以抑制植物对铅的吸收。 土壤是重金属元素的一个汇，对水体中的重金属污染起到一定的净化作用，并对这些金属离子从土壤溶液向植物体内迁移和累积起一定的缓冲和调节作用。另一方面，专性吸附作用也给土壤带来了潜在的污染危险。 第四节 土壤胶体对阴离子的吸附与交换 （一）阴离子的静电吸附 土壤中的阴离子依其吸附能力的大小可分为三类： 1．易被吸附的阴离子 最重要的是： H2PO4- HPO42- PO43- HSiO3- SiO32- 2．吸附作用很弱或进行负吸附的阴离子 Cl- NO3- NO2- ClO4- 3．中间类型的离子： SO42- CO32- 各种阴离子被土壤吸附的次序如下： F- 草酸根 柠檬酸根 H2PO4- HCO3- HBO3- SO42- Cl - NO3- （二）阴离子的负吸附 所谓阴离子的负吸附，是指距带负电荷的胶体表面越近，阴离子数量越少的现象。 负吸附现象也受土壤特性影响，其它条件相同，则负吸附现象随着土壤胶体的数量和阳离子代换量的增加而增加。但随陪伴阳离子价数的增加而减少，不同的粘粒矿物对负吸附的影响也不同，它们递减的次序为： 蒙脱石 ＞ 伊利石 ＞ 高岭石 这种情况也可归因于胶体负电荷数量不同的缘故。 带负电荷愈多的土壤胶体，对阴离子的排斥作用愈强，负吸附作用愈明显。 三、阴离子专性吸附 阴离子专性吸附是指阴离子进入黏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。这种吸附发生在胶体双电层的内层，也称为配位体交换吸附。 产生专性吸附的阴离子有F-离子以及磷酸根、硫酸根、钼酸根、砷酸根等含氧酸根离子。 如：磷酸根在氧化铁表面的专性吸附 阴离子的专性吸附主要发生在铁、铝氧化物的表面，而这些氧化物多分布于可变电荷的土壤中，因此，具有可变电荷的土壤中阴离子的专性吸附现象相当普遍。 * 质地 砂土 砂壤土 壤土 粘土 CEC 1~5 7~8 15~18 25~30 质地 砂土 砂壤土 壤土 粘土 CEC 1~5 7~8 15~18 25~30 质地 砂土 砂壤土 壤土 粘土 CEC 1~5 7~8 15~18 25~30 第八章 土壤胶体表面化学 第八章 土壤胶体表面化学 第一节 土壤胶体 的表面类型与构造 一、硅氧烷型表面 二、水合氧化物型表面 三、有机物表面 第二节土壤胶体表面性质 （一）土壤胶体的表面积 表8－2 土壤中常见粘土矿物的比表面积（m2·g-1） 胶体成分 内表面积 外表面积 总表面积 蒙脱石 蛭 石 水云母 高岭石 埃洛石 水化埃洛石 水铝英石 700-750 400-750 0-5 0 0 400 130-400 15-150 1-50 90-150 5-40 10-45 25-30 130-400 700-850 400-800 90-150 5-40 10-45 430 260-800 一、土壤胶体的比表面 我国几种主要土壤的比表面积： (二)比表面积的测定方法 1、仪器法 2、吸附法 氮气、甘油、乙二醇醚等 总之：2：1型黏土矿物和有机质的含量越高，土壤的比表面积越大。 二、土壤胶体表面电荷 （一）土壤胶体电荷的种类 1、永久电荷(permanent charge) 永久电荷起源于矿物晶格内部离子的同晶置换。 2、可变电荷(variable charge) 随pH的变化而变化的土壤电荷，这种电荷 称为可变电荷。 可变电荷的成因主要是胶核表面分子或原子团 的解离： A. 含水氧化硅的解离 B. 粘粒矿物的晶面上的OH-和H+的解离 C. 腐殖质上某些官能团的解离 D. 含水氧化和水铝石表面的分子中OH-的解离； pH 3.2 ? 从上述四种情况来看，土壤胶体所带的电荷数量和性质与介质的pH值有密切关系。 （二）电荷符号 土壤胶体表面电荷有正、负之分，黏土矿物同晶置换一般是低价阳离子替代高价阳离子， 这样产生的永久电荷多为负电荷。因此，大多数土壤一般带净负电荷。 而土壤中的游离氧化铁是土壤产生正电荷的主要物质；高岭石的铝氧八面体的裸露边面，在酸性条件下从介质中接受质子而使边面带正电荷。 土壤的正电荷和负电荷的代数和就是土壤的净电荷。 （三）土壤的电荷数量