土壤化学性质第一节土壤胶体

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1、第五章土壤化学性质第一节土壤胶体及其性质第二节土壤酸碱性第三节土壤氧化还原反应第一节土壤胶体及性质一、土壤胶体colloid（一）土壤胶体：土壤中颗粒直径大小在1-100毫微米在长、宽、高的三个部分至少有一个方向在此范围的固体颗粒，具有胶体性质的微粒部分。土壤中粒径<1nm或2nm的矿物质颗粒和腐殖质（分散相dispersedphase）分散在土壤溶液（分散介质dispersionmedium）中的分散体系。（二）、土壤胶体的类型和来源1、土壤胶体的类型土壤胶体通常分为三大类：无机胶体、有机胶体、和有机无机复合体含水氧化物1.1无机胶体层状硅酸盐矿物（粘土矿物）1.2无

2、机胶体inorganiccolloid：其主体是粘土矿物；粘土矿物一般是指含有-OH基的结晶质的硅酸盐次生矿物。1.3粘土矿物的来源：①由云母等矿物经过风化或成土作用演变而来；②由矿物的分解产物在一定条件下合成而成;③在一定条件下由粘土矿物互相之间演化形成，即由一种演变成另一种粘土矿物。1.4有机胶体：是由碳、氢、氧、氮、硫、磷等元素组成的高分子有机化合物，是非晶质的物质。其最主要的成分是各种腐殖质（胡敏酸、富里酸、胡敏素等），还有少量的木质素、蛋白质、纤维素等。具有强吸水性、亲水性。2、土壤胶体的来源：有机质粘土矿物氧化物二、土壤胶体的构造和性质（一）土壤胶体的构造1

3、土壤胶体分散系包括：胶体微粒colloiddroplet（为分散相dispersedphase）和微粒间溶液（为分散介质dispersionmedium）两大部分。胶体微粒在构造上可分为微粒核dropletcore、决定电位离子层electricpotentialionlayer和补偿离子层compensationionlayer三部分组成。（1）微粒核dropletcore：主要由腐殖质、无定形的SiO2(amorphousquartz)、氧化铝aluminiumoxide、氧化铁ironoxide、铝硅酸盐晶体aluminosilicatecrystal物质、蛋白质

4、分子proteinmolecule以及有机无机胶体的分子群所构成。（2）双电层微粒核表面的一层分子，通常解离成离子，形成符号相反而电量相等的两层电荷，所以称之为双电层。双电层由决定电位离子层和补偿离子层组成。（2）双电层(electric)doublelayer：是由土壤胶体表面的负电荷和代换性阳离子的正电荷构成。Stern层:在紧贴着土壤胶体颗粒表面的那一部分阳离子受电场静电引力作用极度强,与土壤胶体表面成平行密实排列,牢牢地被吸引着,难于移动,此层称为Stern层。Gouy层：在Stern层的外面，阳离子受静电引力和热运动的影响，胶体（扩散层）周围的阳离子数量随着离

5、胶体表面距离的增加而减少，由稠密变为稀疏，呈扩散式分布，此层称为Gouy层。（二）土壤胶体的性质1土壤胶体比表面和表面能比表面积（比面）specificsurfacearea是指单位重量或单位体积的总表面积（cm2/g，cm3/cm3）。由于表面分子与外界的液体或气体介质相接触，因而在内、外方面受到的是不同分子的吸引力，不能相互抵消，所以具有多余的表面能。这种能量产生于物体表面，故称为表面能。胶体数量愈多，比面愈大，表面能也愈大，吸附能力也就愈强。球状土粒的比面2土壤胶体有凝聚和分散作用凝聚作用:土壤胶体溶液如受到某些因素的影响，使胶体微粒下沉，由溶胶变成凝胶，这种作用

6、叫做胶体的凝聚作用；分散作用:由凝胶分散成溶胶，叫做胶体的分散作用。促使胶体凝聚或分散的原因，主要决定于电动电位的高低。而电动电位的高低又取决于扩散层的厚度.凡电荷数量少而水化度大的离子(如Na+)，形成的扩散层厚，电动电位高。使胶体分散；电荷数量多，水化度小的离子(如Ca2+)，形成的扩散层薄，电动电位降至一定程度时，胶体即可凝聚。电解质种类对胶体的凝聚作用有影响：一般是一价离子<二价离子<三价离子。Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>H+>NH4+>K+>Na+电解质浓度对胶体的凝聚也有很大影响:浓度大,可促使凝胶形成。（三）土壤胶体电荷a、永久电荷perman

7、entcharge：它是由于粘粒矿物晶层内的同晶替代所产生的电荷。这种电荷一旦产生后，就不能改变，而成为粘粒矿物的永久性质。这种电荷不受介质的pH值的影响，主要发生在2：1型粘粒矿物中，在1：1型矿物中极少。b、可变电荷variablecharge：胶核表面分子或原子团的解离所产生的电荷，没有永久性质，它的数量和性质随着介质的pH值而改变。所以称为可变电荷。电荷的数量和性质随介质pH而改变的电荷。c、土壤的pH0值是表征其可变电荷特点的一个重要指标，它被定义为土壤的可变正、负电荷数量相等时的pH值，或称为可变电荷零点、等电点pH(isoe