七土壤化学性质讲解学习.ppt

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1、七土壤化学性质二、土壤胶体的种类（一）矿质胶体矿质胶体指土壤矿物中的细分散颗粒，比表面大，并带电荷，具有胶体特性。主要为极细微的粘土矿物，包括成分简单的含水氧化物和成分复杂的各种次生层状铝硅酸盐类等。1．含水氧化物主要包括水化程度不等的铁、铝、硅的氧化物。（1）含水氧化硅是一种非晶质的凝胶，其化学式为SiO2·nH2O或写成H2SIO3。（2）含水氧化铁主要有:褐铁矿2Fe2O3·3H2O针铁矿Fe2O3·H2O多水针铁矿3FeO3·4H2O一水赤铁3Fe2O3·H2O等。（3）含水氧化铝主要有水铝石A

2、i2O3·H2O和三水铝石Al2O3·3H2O等，也是两性胶体，其电性决定于溶液的酸碱性。（4）粘土矿物胶体土壤中最主要的粘土矿物有高岭石、伊利石、蒙脱石，还有蛭石、绿泥石、水铝英石等。表7－13种主要类型硅酸盐粘粒性质比较3～1515～4080～100阳离子交换量（cmol/kg）低中等高膨胀度低中等高内聚力，可塑性无中等很大内表面小中等大外表面5～20100～120700～800比表面（m2/g）六方型晶体不规则片状不规则片状形状0.l～5.00.l～2.90.01～1.0大小（nm）高岭石伊利石蒙

3、脱石粘粒类型性质①高岭石化学式为Al2Si3O5（OH）4或Al2O3·2SiO2·2H2O，是矿物强烈风化作用下的产物②伊利石（水化云母）是云母分解向蛭石和蒙脱石过渡的中间产物。是干旱、半干旱地区土壤中的主要粘土矿物。③蒙脱石是由基性火成岩在微碱性环境下风化而成的。上述3种主要粘土矿物的共同特性是：颗粒细小，呈片状，有巨大的表面积。土壤有机胶体指土壤中腐殖质、多糖等高分子化合物的细分散状态，具胶体特性。有机胶体主要是腐殖质。（二）有机胶体（三）有机矿质复合体土壤中有机胶体和矿质胶体一般很少单独存在。有

4、机胶体与矿质胶体通过表面分子缩合、阳离子桥接及氢键合等作用连结在一起的复合体，称有机矿质复合体。因复合体具有高度的吸收性能故又称为吸收性复合体。三、土壤胶体的构造1．微粒核（胶核）微粒核是土壤胶体微粒的核心部分，它是由组成胶体微粒的基本物质的分子群所组成。2．扩散双电层扩散双电层是胶体表面电荷吸引反号电荷离子，在固相界面正负电荷分别排成两层，在电解质溶液中部分反号离子呈扩散状态分布。扩散双电层分以下两层。（1）决定电位离子层是吸附在胶粒核表面，决定胶粒电荷正负及大小的一层离子。（2）补偿离子层分为两个层

5、次。一、非活性补偿离子层。二、扩散层。在物体的表面，由于表面分子的四周不都是相同的分子，受到的力就不均衡，使表面分子对外表现有剩余能量，这种能量是由于表面的存在而产生，所以叫做表面能。四、土壤胶体的性质（一）巨大的表面能（二）带电性土壤胶体微粒都带有一定的电荷，在多数情况下带负电荷，但也有带正电荷的，还有因环境条件不同而带不同电荷的两性胶体。土壤胶体微粒带电的主要原因是由于微粒表面分子本身的解离所致。2.腐殖质胶体带电－COOH　　－COO－＋H＋◎－OH◎－O－＋H＋由于腐殖质分子量大、官能团多，解离

6、后带电量大，对土壤保肥供肥性有重要影响。1.含水二氧化硅（H2SiO3）H2SiO3SiO32－＋2H＋（1）同晶置换作用粘土矿物晶质中的一种离子被另一种离子取代的过程。在这个过程中，只改变了矿物质的化学成分，而矿物的结晶构造不变，故叫做同晶置换作用。3．粘土矿物胶体带电土壤中粘土矿物胶体一般都带负电荷，其电荷来源有以下几个方面。（2）晶格破碎边缘带电矿物质风化破碎过程中，晶格边缘离子一部分电荷未被中和而产生剩余电荷，使晶体边缘带电。（3）晶格表面OH基解离当土壤溶液PH值变化时，晶格表面的OH基发生解

7、离。表面既带负电荷，亦带正电荷的土壤胶体称两性胶体随溶液土壤反应的变化而变化．4．两性胶体带电以Al（OH）3为例说明如下：在碱性环境中带负电：Al（OH）3＋NaOH—Al（OH）2O－＋Na＋＋H2OAl（OH）3＋HClAl（OH）2＋＋Cl－＋H2O在酸性环境中带正电：（三）土壤胶体的分散性和凝聚性胶体微粒均匀分散在土壤溶液中成为胶体溶液状态，称为溶胶。1．土壤胶体溶液（溶胶）2．土壤中无定形的凝胶体（凝胶）微粒彼此相互联结凝聚在一起，呈无定型絮状凝胶体，称凝胶。3．分散和凝聚作用由溶胶联结凝聚

8、成凝胶的作用，叫做胶体的凝聚作用。凝聚的速度和强度与两个因素有关：一是电解质浓度；二是电解质种类。一般地，离子的价数越高，离子半径越大，所产生的凝聚能力越强。常见阳离子凝聚力的排列顺序是：Fe3＋＞Al3＋＞Ca2＋＞Mg2＋＞K＋＞NH4＋＞Na＋凝胶分散成溶胶的作用，叫做胶体的分散作用。胶体的凝聚作用，有些是可逆的，有些是不可逆的。当土壤干燥时，土壤溶液中的电解质浓度相应增大，土壤胶体易成凝胶状态。相反，当土壤水分增多土壤溶液浓度相应降