第八章土壤胶体及其对离子的吸附交换作用

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1、第八章第八章 土壤胶体及其对离子的吸附土壤胶体及其对离子的吸附交换作用交换作用 8.1 土壤胶体 8.2 土壤胶体对离子的吸附作用 第八章土壤胶体及其对离子的吸附交换作用第八章土壤胶体及其对离子的吸附交换作用 8.1 8.1 土壤胶体土壤胶体土壤胶体是土壤中最细小、最活跃的部分土壤胶体是土壤中最细小、最活跃的部分土壤胶体是土壤肥力性状赖以表现的物质基础中最精华的部分土壤胶体是土壤肥力性状赖以表现的物质基础中最精华的部分土壤胶体的组成和性质对土壤的理化性质，如土壤的吸附性、酸碱性、土壤胶体的组成和性质对土壤的理化性质，如土壤的吸附性、酸碱性、缓冲性以及土壤结构都有很大的影响缓冲性以及土壤结构都有

2、很大的影响土壤肥力的高低与土壤胶体的组成、数量和性质密切相关土壤肥力的高低与土壤胶体的组成、数量和性质密切相关土壤胶体的形成过程也是土壤形成过程的反映土壤胶体的形成过程也是土壤形成过程的反映由于土壤形成条件由于土壤形成条件的不同，土壤的胶体类型、含量和性质均有较大的差异的不同，土壤的胶体类型、含量和性质均有较大的差异本章将着重讨论对土壤肥力影响较大的土壤胶体的组成、结构、性质及本章将着重讨论对土壤肥力影响较大的土壤胶体的组成、结构、性质及其相关的离子交换性的一般规律其相关的离子交换性的一般规律第八章土壤胶体及其对离子的吸附交换作用第八章土壤胶体及其对离子的吸附交换作用 8.1 8.1 土壤胶体

3、土壤胶体任何胶体系统都是一种分散系统，而分散系统通常由两种物质所组成，任何胶体系统都是一种分散系统，而分散系统通常由两种物质所组成，一种物质的分子呈连续分布状态，称为分散介质；一种物质的分子呈连续分布状态，称为分散介质；另一种物质的分子是不连续的，称为分散相另一种物质的分子是不连续的，称为分散相，8.1.1. 1 8.1.1. 1 土壤胶体是一种分散系统土壤胶体是一种分散系统分散相均匀地分散在分散介质中，构成胶体分散系统。分散相均匀地分散在分散介质中，构成胶体分散系统。土壤本身就是一个复杂的多元分散系统。土壤本身就是一个复杂的多元分散系统。在一般情况下，是把土壤固相颗粒作为分散相，而把土壤溶液

4、和土壤在一般情况下，是把土壤固相颗粒作为分散相，而把土壤溶液和土壤空气看做分散介质。空气看做分散介质。8.1.1 8.1.1 土壤胶体的概念土壤胶体的概念8.1 8.1 土壤胶体土壤胶体第八章土壤胶体及其对离子的吸附交换作用第八章土壤胶体及其对离子的吸附交换作用8.1.1. 1 8.1.1. 1 土壤胶体是一种分散系统土壤胶体是一种分散系统8.1. 1. 2 8.1. 1. 2 土壤胶体的大小范围土壤胶体的大小范围一般胶体是指作为分散相的那些细小颗粒一般胶体是指作为分散相的那些细小颗粒其大小的上限是其大小的上限是0.1 m, 0.1 m, 下限为下限为1 nm(1 nm1 nm(1 nm属于溶

5、液范围属于溶液范围) )土壤胶体的大小范围与通常所指的胶体有所不同土壤胶体的大小范围与通常所指的胶体有所不同一般将其上限规定为一般将其上限规定为0.001 mm, 0.001 mm, 即即1 m1 m，这比一般胶体大，这比一般胶体大1010倍倍这样大小的颗粒已明显表现出胶体性质，如这样大小的颗粒已明显表现出胶体性质，如 黏粒又称为胶粒。黏粒又称为胶粒。 8.1.1 8.1.1 土壤胶体的概念土壤胶体的概念8.1 土壤胶体土壤胶体 8.1.1 8.1.1 土壤胶体的概念土壤胶体的概念8.1.2 8.1.2 土壤胶体的种类土壤胶体的种类8 81. 2. 1 1. 2. 1 有机胶体有机胶体8 81

6、. 2. 2 1. 2. 2 无机胶体无机胶体8 81. 2. 3 1. 2. 3 有机有机无机复合胶体无机复合胶体8.1 土壤胶体土壤胶体 8.1.2 8.1.2 土壤胶体的种类土壤胶体的种类8 81. 2. 1 1. 2. 1 有机胶体有机胶体腐殖质：是土壤中含有的一类分子量大、结构复杂的高分子腐殖质：是土壤中含有的一类分子量大、结构复杂的高分子化合物，具有明显的胶体性质，故称之为土壤有机胶体。化合物，具有明显的胶体性质，故称之为土壤有机胶体。高分子化合物：土壤中还有少量的蛋白质、多肽、氨基酸以高分子化合物：土壤中还有少量的蛋白质、多肽、氨基酸以及多糖类高分子化合物也具有胶体的性质及多糖类

7、高分子化合物也具有胶体的性质大量的微生物：它们本身也具有胶体性质，是一种生物胶体大量的微生物：它们本身也具有胶体性质，是一种生物胶体8.1 土壤胶体土壤胶体 8.1.2 土壤胶体的种类8 81. 2. 1 1. 2. 1 有机胶体有机胶体8 81. 2. 2 1. 2. 2 无机胶体（无机胶体又称矿质胶体）无机胶体（无机胶体又称矿质胶体）（1 1）层状铝硅酸盐矿物）层状铝硅酸盐矿物（2 2）无定形氧化物）无定形氧化物无机胶体比有机胶体高几倍到几十倍无机胶体比有机胶体高几倍到几十倍土壤中黏粒土壤中黏粒(d0.001mm)(d0.001mm)的含量来反映土壤无机胶体的数量的含量来反映土壤无机胶体的

8、数量（与土壤质地有关）（与土壤质地有关）土壤中无机胶体的数量和组成对土壤的理化性质影响较大土壤中无机胶体的数量和组成对土壤的理化性质影响较大8 81. 2. 2 1. 2. 2 无机胶体无机胶体(1)层状铝硅酸盐矿物层状铝硅酸盐矿物1111型的高岭石类、型的高岭石类、2121型的蒙脱石类及水化云母类。型的蒙脱石类及水化云母类。单位晶胞小，形成的颗粒较大单位晶胞小，形成的颗粒较大, , 其胶体的分散度低其胶体的分散度低, , 胀缩性、胀缩性、黏性和吸收容量小电荷数量也少黏性和吸收容量小电荷数量也少结晶的晶胞较大结晶的晶胞较大, , 而形成的颗粒较小而形成的颗粒较小, , 其胶体分散度高其胶体分散

9、度高, ,胀缩胀缩性、黏性和吸收容量都较大、电荷数量也多。（同晶代换）性、黏性和吸收容量都较大、电荷数量也多。（同晶代换）1111型的高岭石矿物型的高岭石矿物: :2121型蒙脱石类矿物型蒙脱石类矿物: :(2)(2)含水氧化物类胶体含水氧化物类胶体8 81. 2. 2 1. 2. 2 无机胶体无机胶体H H2 2SiOSiO3 3(SiO(SiO2 2nHnH2 2O)O) H H+ + + HSiO + HSiO3 3- -2 H2 H+ + + SiO + SiO3 32-2-胶体带负电胶体带负电随随pHpH值升高值升高, , 负电荷数增负电荷数增 加加（无定形氧化硅的水合物）（无定形氧

10、化硅的水合物）聚合过程：即从单体聚合过程：即从单体水溶胶水溶胶水凝胶水凝胶干凝胶干凝胶最终形成类似最终形成类似蛋白石的脆性物质。向稳定状态转化。溶胶或凝胶，都是一蛋白石的脆性物质。向稳定状态转化。溶胶或凝胶，都是一种活性很高的吸附剂。种活性很高的吸附剂。无定形氧化硅被看做酸胶基，它与氧化铁、铝等碱胶基相互作无定形氧化硅被看做酸胶基，它与氧化铁、铝等碱胶基相互作用是形成土壤黏粒矿物的途径之一。用是形成土壤黏粒矿物的途径之一。其交换量增其交换量增 加加 含水氧化硅胶体。含水氧化硅胶体。 含水氧化铁、铝胶体含水氧化铁、铝胶体两性胶体：两性胶体：土壤结构、土壤酸碱性、土壤缓冲性土壤结构、土壤酸碱性、土