土壤学——国家级精品课程8

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1、www.cau.edu.cn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主要内容（重点）：教学目标与要求：教学方式与手段：主要内容（重点）：1.土壤胶体的表面性质（重点）2.土壤胶体对阳离子交换反应（重点）3.土壤胶体的阴离子的吸附与交换了解土壤胶体的表面类型、表面电荷来源与种类，掌握土壤双电层的结构特征；牢记土壤阳离子交换作用的规律以及影响阳离子有效性的因素以及阳离子交换对土壤性质的影响。幻灯，动画演示；案例分析；土壤吸附实验；课时数：4课时硅氧烷型表面水合氧化物型表面有机物表面1土壤胶体表面类型第八章土壤胶体化学和表面反应第一节土壤胶体(soilcolloid)

2、的表面性质第八章土壤胶体化学和表面反应第一节土壤胶体(soilcolloid)的表面性质第八章土壤胶体化学和表面反应第一节土壤胶体(soilcolloid)的表面性质第八章土壤胶体化学和表面反应第一节土壤胶体(soilcolloid)的表面性质第八章土壤胶体化学和表面反应第一节土壤胶体(soilcolloid)的表面性质第八章土壤胶体化学和表面反应第一节土壤胶体(soilcolloid)的表面性质第八章土壤胶体化学和表面反应第一节土壤胶体(soilcolloid)的表面性质土壤胶体的比表面和表面积22(一)土壤胶体的表面积表8－1土壤中常见粘土矿物的比表面积（m2·g-1）胶体

3、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700-750400-7500-500400130-40015-1501-5090-1505-4010-4525-30130-400700-850400-80090-1505-4010-45430260-800第八章土壤胶体化学和表面反应第一节土壤胶体(soilcolloid)的表面性质我国几种主要土壤的比表面积：砖红壤60－80m2g-1红壤100－150m2g-1黄棕壤200－300m2g-1总之：2：1型粘土矿物和有机质的含量越高，土壤的比表面积越大。(二)比表面积的测定方法1、仪器法2、吸附

4、法氮气、甘油、乙二醇醚等第八章土壤胶体化学和表面反应第一节土壤胶体(soilcolloid)的表面性质土壤表面电荷和电位3（一）土壤电荷的起因和种类1、永久电荷(permanentcharge)***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(variablecharge)***随pH的变化而变化的土壤电荷，这种电荷称为可变电荷。第八章土壤胶体化学和表面反应第一节土壤胶体(soilcolloid)的表面性质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

5、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。第八章土壤胶体化学和表面反应（二）土壤的电荷数量**第一节土壤胶体(soilcolloid)的表面性质1、土壤电荷主要集中在胶体部分。2、胶体组成成分是决定其电荷数量的物质基础。3、有机胶体和无机胶体的电荷具有非加和性。第八章土壤胶体化学和表面反应第一节土壤胶体(soilcolloid)的表面性质第八章土壤胶体化学和表面反应第一节土壤胶体(soilcolloid)的表面性质***影响土壤电荷数量的因素主要有：质地、土壤的质地越粘，土粒越细，其电荷总量也越多。B.土壤胶体的种类，土

6、壤质地完全相同的两种土壤,它们所带的电荷数量可以完全不同。C.pH值主要影响可变电荷的数量。第八章土壤胶体化学和表面反应第一节土壤胶体(soilcolloid)的表面性质第八章土壤胶体化学和表面反应第一节土壤胶体(soilcolloid)的表面性质（三）土壤胶体双电层结构和表面电位第八章土壤胶体化学和表面反应第一节土壤胶体(soilcolloid)的表面性质胶体微粒胶核双电层决定电位离子层（内）补偿离子层（外）非活性离子层扩散层第八章土壤胶体化学和表面反应第一节土壤胶体(soilcolloid)的表面性质当静电引力与热扩散相平衡时，在带电胶体表面与溶液的界面上，形成了由一层固相

7、表面电荷和一层溶液中相反符号离子所组成的电荷非均匀分布的空间结构，称为双电层***(图8-2)。图8－2双电层模型第八章土壤胶体化学和表面反应第一节土壤胶体(soilcolloid)的表面性质Boltzmann方程Cx=Coexp()Gouy（1910）和Chapman（1913）提出的双电层模型x=oexp(-Kx)式中o为表面电位，k是与离子浓度、价数、介电常数和温度有关的常数。在室温下：k＝3×107ZCo1/K称为扩散双电层的厚度。第八章土壤胶体化学和表面反应离子价数越高，