第六章土壤胶体与土壤交换性能

第六章第六章土壤胶体和土壤吸收性能土壤胶体和土壤吸收性能第一节 土壤胶体的种类、构造第二节 土壤胶体的特性第三节 土壤的吸收性能第六章第六章 土壤胶体和土壤吸收性能土壤胶体和土壤吸收性能第一节 土壤胶体的种类、构造土壤胶体 ：是指土壤中最细微的颗粒，胶体颗粒的直径在 11000nm 之间的土粒（至少在长、宽、高三者中有一个方向在此范围内）都可归属于土壤胶粒的范围。第六章第六章 土壤胶体和土壤吸收性能土壤胶体和土壤吸收性能第一节 土壤胶体的种类、构造一、土壤胶体的种类1.有机胶体2.无机胶体层状铝硅酸盐矿物、无定形氧化物 通常用土壤中粘粒（ 0.001mm）的含量来反映土壤无机胶体的数量。层状硅酸盐粘土矿物的种类及一般特性种类：高岭组蒙蛭组水化云母组绿泥石组矿物单位晶层 1:1型单位晶层 :由一个硅片和一个铝片构成。硅片顶端的活性氧与铝片底层的活性氧通过共用的方式形成单位晶层。这样 1:1型层状铝硅酸盐的单位晶层有两个不同的层面，一个是由具有六角形空穴的氧原子层面，一个是由氢氧构成的层面。高岭石的矿物结构2:1型单位晶层由两个硅片夹一个铝片构成。两个硅片顶端的氧都向着铝片，铝片上下两层氧分别与硅片通过共用顶端氧的方式形成单位晶层。这样 2:1型层状硅酸盐的单位晶层的两个层面都是氧原子面。单位晶层 蒙脱石的矿物结构伊利石的结构示意图绿泥石粘粒矿物结构示意图由两层四面体与两层八面体构成 2： 2型矿物各类粘粒矿物的构造和主要性质构造和性 质 粘粒 矿 物 类 型蒙脱石 水云母 高岭石结 晶 类 型硅 铝铁 率晶 层顶 、底基面情况晶 层 厚度 (nm)晶 层间 吸力颗 粒大小比表面（ m2/g)外表面内表面阳离子交 换 量mol(+)/kg膨 胀 度（）2:14-O层 相接0.96 2.14弱小700 800高高60 10090 1002： 13 4-O层 相接，中 间 有钾1.0较 强中100 200中中20 40251： 12 OH层 与 O层 相接0.72强大5 20低无3 155含水氧化物类胶体（ 1）含水氧化硅胶体土壤中氧化硅的含量很多，只有无定形的氧化硅才可能具有胶体性质，是一种活性很高的吸附剂。氧化硅胶体带有一定的负电荷，随 pH值升高，负电荷数增加，但总的来说，其交换量很有限。（ 2）含水氧化铁、铝胶体氧化铁、氧化铝胶体都是两性胶体，其带电性随环境的酸碱度变化而改变，在酸性条件下（一般 pH5）带正电，而碱性条件下可带负电。第六章第六章 土壤胶体和土壤吸收性能土壤胶体和土壤吸收性能第一节 土壤胶体的种类、构造一、土壤胶体的种类1.有机胶体2.无机胶体3.有机无机复合胶体（ 1）水分散复合体（ 2）钠分散复合体（ 3）钠质研磨分散复合体第六章第六章 土壤胶体和土壤吸收性能土壤胶体和土壤吸收性能第一节 土壤胶体的种类、构造一、土壤胶体的种类二、土壤胶体的构造胶体微粒 胶粒 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 第六章第六章 土壤胶体和土壤吸收性能土壤胶体和土壤吸收性能第一节 土壤胶体的种类、构造第二节 土壤胶体的特性一、具有巨大的比表面和表面能比表面 总面积 质量球形土粒比表面 4 r2(4/3 r32.65) 1.13/r(cm3/g)表面能 是指界面上的物质分子（表面分子）所具有的多余的不饱和能量。土壤中常见粘土矿物的比表面积（ m2g -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700-750400-7500-500400130-40015-1501-5090-1505-4010-4525-30130-400700-850400-80090-1505-4010-45430260-800我国几种主要土壤的比表面积：砖红壤 60 80m2g-1 红 壤 100 150m2g-1 黄棕壤 200 300m2g-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。第六章第六章 土壤胶体和土壤吸收性能土壤胶体和土壤吸收性能第一节 土壤胶体的种类、构造第二节 土壤胶体的特性一、具有巨大的比表面和表面能二、土壤胶体的带电性永久电荷 (permanent charge):由于粘粒矿物晶层内的同晶替代所产生的电荷。可变电荷 (variable charge):由于胶核表面分子或原子团的解离而产生的电荷。其数量和性质随介质 pH而改变。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。*影响土壤电荷数量的因素主要有：C. pH值 主要影响可变电荷的数量。 B. 土壤胶体的种类 土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。这是由于胶体类型不同所导致的。A. 质地一般来说，土壤的质地越粘，土粒越细，其电荷总量也越多。所以粘土的电荷数量要比壤土类和砂土类高得多。第六章第六章 土壤胶体和土壤吸收性能土壤胶体和土壤吸收性能第一节 土壤胶体的种类、构造第二节 土壤胶体的特性一、具有巨大的比表面和表面能二、土壤胶体的带电性三、土壤胶体的凝聚和分散胶体由溶胶状态变成凝胶的过程称为 胶体的凝聚 ；反之，由凝胶转化为溶胶的过程，称为 胶体的分散 。 第六章第六章 土壤胶体和土壤吸收性能土壤胶体和土壤吸收性能第一节 土壤胶体的种类、构造第二节 土壤胶体的特性一、土壤吸附性能类型1、机械吸附2