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土壤酸碱性和氧化还原反应 PPT演示文稿

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第七章 土壤酸碱性和氧化还原反应

第七章 土壤酸碱性和氧化还原反应

第七章 土壤酸碱性和氧化还原反应
第一节 土壤的酸碱性 四、土壤的缓冲性能
1、土壤缓冲性的概念 2、土壤具有缓冲性的原因 1）土壤溶液中弱酸及其盐类的存在； 2）土壤胶体的阳离子交换作用； 3）土壤中两性物质的存在。
第七章 土壤酸碱性和氧化还原反应
第一节 土壤的酸碱性 四、土壤的缓冲性能
1、土壤缓冲性的概念 2、土壤具有缓冲性的原因 3、缓冲容量 缓冲容量：表示缓冲作用的大小。指土壤溶液改变一
2250000×20%×10-7=0.045mol H+/公顷
所以需要中和活性酸量为 4.5-0.045=4.455mol H+/公顷 若以CaO中和:其需要量124.74 克 中和潜性酸: 2250000×(10 /100)×(1- 60/100)=90000 mol H+/公顷 90000×56/2=2520000克=2520公斤/公顷
水田土壤：
排水种植旱作期间：> 500 mv
淹水期间： < 150 mv
水稻适宜生长条件： 200 － 400 mv
影响土壤氧化还原的因素 1．微生物的活动
2．易分解有机的含量
在一定的通气条件下，土壤中的易分解的有机愈 多，耗氧也愈多，其氧化还原电位就较低。
3．土壤中易氧化和还原的无机物的含量 土壤的氧化体和硝酸盐含量高时，可使Eh值下降 得较慢。
潜 性 酸 （1）交换性酸度(soil exchangeable acidity) （2）水解性酸度(soil hydrolytic acidity)
几种土壤中的交换性酸量和水解性酸量的比较
3. 活性酸和潜性酸的关系
活性酸和潜酸的总和，称为土壤总酸度。由于 它通常是用滴定法测定的，故又称之为土壤的滴定酸 度。它是土壤的酸度的容量指标。它与pH值在意义 上是不同的。

土壤酸碱性和氧化还原反应..PPT共49页

土壤酸碱性和氧化还原反应..PPT共49页

1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
土壤酸碱性和氧化还原反应..
6
、
露凝无游 Nhomakorabea氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。

第9章土壤酸碱性和氧化还原反应

第9章土壤酸碱性和氧化还原反应
体分解后会促进土壤碱性的发展。
8/60
（四）人类耕作活动
施肥和灌溉会改变土壤酸度：
酸性肥料降低土壤pH（KCL）； 施用石灰提高土壤pH； 污染水的灌溉； 大气污染； 淹水耕作。
9/60
土壤酸碱的存在形式和表示方法
土壤pH和酸碱性分级：
土壤的酸性、中性和碱性，其区分决定于土壤溶液中 游离的H+与OH-的浓度的比例。
水解性酸度一般要比交换性酸度大得多，但这两者是同一来源，本质上 是一样的，都是潜性酸，只是换作用的程度不同而已。
CH3COONa +H2O = CH3COOH+NaOH
土壤胶粒 H +Na+ + OH- = 土壤胶粒 Na +H2O
Na
土壤
土壤
胶粒 Al +3CH3COONa+3H2O= 胶粒
Na +Al(OH)3 +3CH3COOH
Chapter 9. 土壤酸碱性和氧化还原反应
Soil acid－base and redox reaction
吉林大学植物科学学院农业资源与环境系
土壤学
2/60
主要内容
第一节 土壤酸性 第二节 土壤碱性 第三节 土壤缓冲性能 第四节 土壤氧化还原反应 第五节 土壤酸碱和氧化还原状况与生物环境
Na
16/60
3、潜性酸表现其酸性的机制
土壤胶体上氢离子的解离 胶体上氢离子被其它阳离子代换到溶液中 土壤胶体上铝离子作用：
Al3+ + H2O ⇋ Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O ⇋ Al(OH)2+ + H+ Al(OH)2+ + H2O ⇋ Al(OH)3↓+ H+ 土壤中羟基铝离子实际上还很复杂。[Al6（OH）12]6+、 [Al10（OH）22]8+ 等等

第九章：土壤酸碱性ppt课件

第九章：土壤酸碱性ppt课件

土壤pH<4.5 4.5-5.5 5.5-6.5 6.5-7.5 7.5- 8.5 > 8.5 极强酸性 强酸性 微酸性 中性 碱性 强碱性
用水浸提，得到的pH值反应土壤活性酸的强弱。用 KCl浸提，得到的pH值除反映土壤溶液中的氢离子外，还 反映由K+交换出的氢离子和铝离子显出的酸性。
pH水 > 大于pH盐
石 灰 性 土 壤 pH 随 Pco2 增 大 而 降 低 ， 变 化 于 7.5~8.5之间(田间)。
CaCO3-CO2-H2O体系：pH=6.03-2/3lgPco2
土壤学
7、土壤水分含量
土壤pH测定时的稀释效应，应控制土水比 (一般1:2.5)。
8、土壤氧化还原条件
土壤淹水还原pH向中性点趋近，即酸性土
如:海蓬子含Na2CO3 3.75%，碱蒿含2.76%， 盐蒿含2.14%，芦苇含0.49%。
(3)母质
碱性物质的基本来源。基性岩、超基性岩富含
林 学
碱性物质，含盐基物质多，形成的土壤为碱性。
院
(4)施肥和灌溉
土壤学
施用碱性肥料或用碱性水灌溉会使土壤碱化。 如都江堰水质偏碱，长期用都江堰水灌溉的水稻 田土壤pH有所提高。
学 院
变化的性能
设[Ox]＝X [Ox]+[Red] ＝A [Red] ＝A-X
当[Ox]略有增加引起Eh增加dEh／dX，其倒数 dX/dEh 即可作为氧化还原缓冲性指标。
土壤学
表示使单位土壤Eh
提高1个单位所需加入氧
胶体—交换性H+、Al3+ —弱酸，缓冲碱性物质
胶体—交换性盐基 —弱酸盐，缓冲酸性物质
林 学
根据弱酸平衡原理，弱酸用碱中和形成盐，

土壤的氧化还原性PPT课件

土壤的氧化还原性PPT课件

[氧化态]/[还原态]的比值决定了 Eh值高低。比值. 愈大， Eh值愈高，氧化强度愈大；反之，还原强度指标及其与数量因素的关系 氧化还原数量因素是指氧化性物质或还原性物质
的绝对含量。由于土壤物质体系的复杂性，测得的
氧化还原数量往往难以直接与 Eh联系起来。
大量测定结果表明， 土壤的还原性物质越多，
第二季土壤的主要性质
.
四.土壤的氧化还原性
土壤中主要的还原体系
体系
氧体系 有机碳体系
氮体系 硫体系 铁体系 锰体系 氢体系
物质状态
氧化态 O2
还原态
.
O2-
CO2
NO3SO42-
CO、CH4、还原性有机 物等
NO、N2O、N2 NH3…
S S2- H2S…
Fe(OH)3、Fe3+、 Fe2O3…
Fe2+ Fe(OH)2…
其氧化还原电位越低。
氧化还原强度因素与数量因素有着不同的实际 .
意义:前者决定化学反应的方向，后者则是定量研 究各种氧化还原反应时的依据 。两种指标结合起
来，就可以更全面的了解土壤氧化还原状况。
2. 土壤氧化还原过程的特点
1）体系的多样性 .
2）反应的复杂性 3）决定氧化还原电位的体系 4）还原顺序 5）氧化还原平衡的变动
味着低氧化还原电位 。 一个氧化还原反应体系的氧化还原电位可用下
列通用公式表达：
Eh=E0
+
_R_T_
nF
ln
_[_氧__化__态__] [还原态]
能斯特（Nernst）公式
将各常数值代入能斯特公式，在 25℃时，并采 用对数，则有：
h E
=E0+

中小学课件土壤酸碱反应和氧化还原反应.ppt

中小学课件土壤酸碱反应和氧化还原反应.ppt
• 土壤缓冲性为植物和微生物创造一个比较缓和的 生长环境，意义十分重大。
二、产生缓冲性能的机制
1、土壤溶液中弱酸及其盐类的存在 土壤溶液中的硅酸、碳酸、磷酸、腐植酸以及 其它有机酸及其盐类，可以构成良好的缓冲体 系：
Na2CO3 + 2HCl H2CO3 + 2NaCl (酸缓冲)
H2CO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + 2H2O(碱缓冲)
pH低，则反之。
3、对土壤物理性质的影响
• 土壤反应影响土壤胶体上吸附的阳离子种类， 进而影响土壤的物理性质。
• 如：红壤胶体上氢、铝离子多，钙离子少，所 以结构不良；
• 东北黑土中钙离子多，加之有机质含量高，形 成了丰富的团粒结构，物理性状好。
二、土壤反应与植物生长
• 不同作物对土壤酸碱性都有一定的要求，这是 植物长期的自然选择的结果。常见植物对土壤 pH的要求见下表：
• 一些耐盐、耐碱的植物会选择性地富集盐基离 子，其残体分解后会促进土壤碱性的发展。
4、地形
• 不同地形部位的盐基淋失和富集状况不同，土 壤pH也有差异。
• 地形高处的土壤的盐基淋失较强烈，pH可能较 低；
• 低洼处的土壤多接受盐基的淀积，所以pH可能 较高；
• 内陆一些闭流区域或集水洼地，由于大量富集 径流水带来的Ca，Mg，K，Na的重碳酸盐类， pH可能较高。
只有盐基不饱和的土壤，才有潜性酸。
潜性酸表现其酸性的机制
• 吸附的氢离子的解离 • 吸附的氢离子被其它阳离子所代换 • 吸附的铝离子的解离和水解：
Al3+ + H2O Al(OH)2+ + H2O Al(OH)2+ + H2O

土壤学土壤酸碱性和氧化还原反应

土壤学土壤酸碱性和氧化还原反应
1. 氢离子的来源： （1）水的解离： （2）碳酸解离： （3）有机酸的解离： （4）酸雨： （5）其它无机酸
第七章 土壤酸碱性和氧化还原反应
第一节 土壤的酸碱性 一、土壤酸碱性的来源 （一）影响土壤酸碱性的因素 （二）土壤酸性的成因
1. 氢离子的来源： 2. 土壤中铝的活化
土壤中交换性H/Al当量比随时间的变化
当土壤胶体上吸附的阳离子全部是致酸离子，称为盐基完全不饱和态。此时土壤的pH值， 称为土壤的极限pH值。
土壤和土壤胶体的极限pH
土壤或胶体 砖红壤 红壤 黄棕壤
蒙脱石 高岭石
极限pH 4.94 4.51 3.86
3.56 4.5~5.0
四、影响土壤酸碱度（pH值）的因素 （一）土壤胶体类型和性质对pH值的影响 1．土壤胶体的极限pH值
potatoes=5.6 salmon=6.2; cow's milk=6.5
saliva=6.6 - 7.3; blood=7.3; shrimp=7.0 eggs=7.6 - 7.8 sea water=8.2; sodium bicarbonate=8.4 borax=9.0 milk of magnesia=10.5, ammonia=11; lime=12
土壤
0.5hr
4hr
10hr
24hr
砖红壤 红 壤（第四纪） 红 壤（花岗岩） 黄壤 灰化土（黑龙江）
0.93 0.56 0.20 0.95 0.42
0.67 0.34 0.11 0.61 0.26
0.44 0.18 0.08 0.54 0.20
0.35 0.15 0.07 0.43 0.14
第七章 土壤酸碱性和氧化还原反应
石灰位(lime potential) 表示土壤酸强度的另一指标－石灰位。它将氢离子数量与钙离子数量联系起来，

土壤的氧化还原性演示课件

土壤的氧化还原性演示课件
壤溶液中的氧浓度。通气良好的土壤与大气间气体交 换迅速，土壤含氧浓度高，氧化作用占优势，Eh较高。
2）微生物活动
通气土壤中，好氧性微生物的有氧呼吸消耗土壤溶液与土壤空气中的氧气，活动 越激烈，好氧越迅速，趋于使Eh值下降。
3）土壤中易分解有机质的含量
土壤中易分解的有机质越多，耗氧越多，Eh降低的趋势越明显。
Fe2+ Fe(OH)2…
Mn2+ Mn(OH)2…
H2
2
1.土壤氧化还原强度指标
1)氧化还原电位（Eh）
氧化还原电位是长期惯用的氧化还原强度指标。 它可以被理解为物质(原子、离子、分子)提供或接 受电子的趋向或能力。物质接受电子的强列趋势意 味着高氧化还原电位，而提供电子的强烈趋势则意 味着低氧化还原电位。
上述诸因素并不是孤立的，它们相互联系，相互影响，共同控制
8
着土壤的氧化还原状况。
度愈大。
2)土壤氧化还原强度指标及其与数量因素的关系 氧化还原数量因素是指氧化性物质或还原性物质
的绝对含量。由于土壤物质体系的复杂性，测得的 氧化还原数量往往难以直接与Eh联系起来。
4
大量测定结果表明，土壤的还原性物质越多， 其氧化还原电位越低。
氧化还原强度因素与数量因素有着不同的实际 意义:前者决定化学反应的方向，后者则是定量研 究各种氧化还原反应时的依据。两种指标结合起 来，就可以更全面的了解土壤氧化还原状况。
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2. 土壤氧化还原过程的特点
1）体系的多样性 2）反应的复杂性 3）决定氧化还原电位的体系 4）还原顺序 5）氧化还原平衡的变动
6
3.土壤氧化还原状况及其影响因素
在土壤学中，常把+300mV作为氧化性和还原 性的分界点。也有学者根据Eh值对土壤氧化还原 状况进行分级：

土壤学课件第8章土壤酸碱性和氧化还原性

土壤学课件第8章土壤酸碱性和氧化还原性

3、碱性土的成因
➢干旱气候；降水量低于蒸发量 ➢母质； 基性、超基性岩 ➢过量施用石灰； ➢引灌碱性污水； ➢海水pH7.5-8浸渍。
三、土壤缓冲作用
1、定义 ① 狭义：把少量的酸或碱加入到到土壤里，其pH值的变化却不大，这
种对酸碱变化的抵抗能力，叫做土壤的缓冲性能或缓冲作用。 ② 广义：土壤是一个巨大的缓冲体系，对营养元素、污染物质、氧化还
2、氧化还原电位 氧化还原反应的通式：氧化态 + ne- = 还原态
（ 铂电极—甘汞电极，毫伏计） Nernst 公式
✓ E0为标准氧化还原电位（化学手册中可查到）,氧化态和还原态浓度 相等时产生的电位
✓ n为反应中电子转移数 ✓ 用0.059时，单位为v，用59时为mv
Eh可作为土壤通气性的指标。
土壤酸、碱缓冲容量和滴定曲线
在土壤悬液中连续加入标准酸或碱液，测定pH的变化,以纵座 标表示pH，横座标表示加的酸或碱量，绘制滴定曲线，又称缓冲 曲线。
砖红壤、红壤和黄棕壤胶体的中和曲线（于天仁，1987）
四Байду номын сангаас土壤反应与肥力的关系
1、影响土壤微生物的活动
土壤细菌和放线菌，如硝化细菌，固N菌，纤维分解菌等，均 适宜于中性和微碱性环境；在酸性条件，活动急剧降低；真菌对酸 碱性要求不严格。
2、潜性酸：是土壤酸度的潜在来源。数量指标
表现：1、土壤胶体活性功能团解离H+离子 R-COOH = R-COO- + H+
2、土壤胶体上吸附的H+离子其它阳离子代换 3、土壤胶体上吸附的Al3+离子的作用
交换性Al3+离子进入溶液， Al3+离子水解，产生H+
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(H+)浓度直接反应出来的酸度。土壤溶液中氢离子的 浓度越大，则活性酸度也越强。通常用pH值来表示。
9
2．潜性酸 土壤潜性酸是由于土壤胶粒上吸附着H+ 和A13+ 所产生的酸度，这些致酸离子只有在离子交换作 用进入土壤溶液时，才显出酸性。所以它是土壤酸的潜 在来源，故称为潜性酸(soil potential acidi于大气CO2的含量，也很少高于10%，因此
石灰性土壤的pH总是在pH6.8~8.5之间，所以农业施用石灰来中和土壤酸
度是比较安全的，不会使土壤过碱。
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2、碳酸钠的水解
石灰性土壤：含CaCO3及MgCO3的土壤，其pH一般不高，呈弱碱性，
这种因石灰性物质所引起的弱碱性反应(pH7．5～8．5)，在土壤学中称为 石灰性反应，这种土壤称为石灰性土壤，这种土壤用10％的HCI检验，有 C02气泡冒出，称为盐酸反应。
14
二、土壤碱度(soil alkalinity)
（一）碱性土的成因
土壤碱性反应及碱性土壤形成是自然成 土条件和土壤内在因素综合作用的结果。碱性 土壤的碱性物质主要是钙、镁、钠的碳酸盐和 重碳酸盐，以及胶体表面吸附的交换性钠。形 成碱性反应的主要机理是碱性物质的水解反应。
碱性土壤的溶液呈碱性反应的原因：土壤溶液中有弱酸强碱盐
交换性酸量在进行调节土壤酸度，估算石灰用量时，有重 要参考价值。
①交换酸度。用中性盐溶液(KCl、NaCl、BaCI2等)处理酸性土壤时，
土壤胶体上交换性的阳离子大部分被浸提剂中的阳离于交换下来进 入溶液。此时,交换性H+ 可使溶液酸性增加，而交换性A13+ 因水解也 使溶液酸性增加。然后，用酸碱滴定方法测得溶液的酸度，就称为 交换酸度。如下图所示：
一、土壤酸度(soil acidity)
（一）土壤酸性的成因
1．气候因素
2．生物因素
3．施肥和灌溉的影响
氢离子的来源：
（1）水的解离：
（2）碳酸解离：
（3）有机酸的解离：
（4）酸雨：
（5）其它无机酸
8
（二）土壤酸度的类型 1．活性酸(soil active acidity) 土壤活性酸是自由扩散于土壤溶液中的氢离子
(水解性盐类)的存在，主要是碳酸盐和重碳酸盐类，如Na2CO3、 NaHCO3水解时，产生的OH-可使pH升高，如果土壤中这类可溶性盐分 含量很高，可使土壤pH增高，呈强碱性，
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1、碳酸钙水解
从上式可知：（1） 石灰性土壤的pH值，因CO2的偏压大小而变，所以在测 定石灰性土壤pH值时，应在固定的CO2偏压下进行，并必须注意在充分达到 平衡后测读。
3
第一节 土壤酸、碱性的形成
中国土壤酸碱性反应规律
我国土壤的酸碱性反应，大多数在pH4.5~8.5 之间。在地理分布上有“东南酸西北碱”的规律性。 大致可以长江为界（北纬33），长江以南的土壤为 酸性或强酸性，长江以北的土壤多为中性或碱性。 我国土壤的酸碱性南北差异很大。
4
5
土壤酸碱性分为酸性和碱性两部分 土壤胶体上阳离子的组成决定了土壤的酸碱反
3、交换性钠的水解
土壤碱化与盐化有着发生学上的联系。 盐土和碱土并非一物“盐碱土”，盐土的pH值一般小于 17
11
（2）水解性酸度(soil hydrolytic acidity)
用弱酸强碱的盐类溶液（常用的为pH8.2的1mol/L NaOAc 溶液）浸提, 再以NaOH标准液滴定浸出液,根据所消耗的NaOH 的用量换算为土壤酸量。这样测得的潜性酸的量称之为土壤的 水解性酸。是土壤潜在酸的另一种表示方法。 结果使:①交换程度比之用中性盐类溶液更为完全，土壤吸附性 H+、 Al3+的绝大部分可被Na+离子交换。②水化氧化物表面的羟 基和腐殖质的某些功能团（如羟基、羧基）上部分H+解离而进 入浸提液被中和。
土壤胶体上吸附的H+和A13+所反映的潜性酸量，可 用交换性酸度和水解酸度表示。
10
（1）交换性酸度(soil exchangeable acidity)
当用中性盐溶液如1mol Kcl或0.06mol BaCl溶液(pH=7)浸 提土壤时,土壤胶体表面吸附的A13+与H+的大部分均被浸提剂的 阳离子交换而进入溶液，用标准碱液滴定,根据消耗的碱量换 算,为交换性氢与交换性铝的总量,即为交换性酸量(包括活性 酸)。以厘摩尔（＋）/千克）为单位，是土壤酸度的数量指标。
应。土壤的酸碱性与土壤的盐基饱和程度有关， 一般盐基饱和的土壤（土壤胶体上有较多的致酸 离子）呈酸性反应，而盐基饱和的土壤则呈中性 或碱性。
6
土壤酸性的来源
土壤之所以呈酸性反应，是因为土壤含有致酸物质，如酸性 盐，有机酸、无机酸，更主要的是胶体带有大量的致酸离子H+和 Al3+。另外，植被的类型、母质的成分以及不同的农业措施对土 壤酸性的发展也有影响。
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13
3．活性酸和潜性酸的关系
活性酸和潜酸的总和，称为土壤总酸度。由于 它通常是用滴定法测定的，故又称之为土壤的滴定酸 度。它是土壤的酸度的容量指标。它与pH值在意义 上是不同的。
土壤总酸度＝活性酸度＋潜在酸度
活性酸是土壤酸度的起源，代表土壤酸度的强度； 潜在酸是土壤酸度的主体，代表土壤酸度的容量。
第五章 土壤酸碱性和氧化还原反应(二)
1
教学目标
•理解土壤酸碱性的内涵、类型 •了解土壤酸碱性的分级、成因 •学习土壤酸碱性的定量测定与表示 •掌握酸性土壤、碱性土壤壤的改良与治理方法 •了解土壤氧化还原的机理 •明白土壤氧化还原作用对土壤肥力的影响。
2
土壤酸碱性和氧化还原性的重要性
1. 土壤溶液的两项极为重要的化学性质 2. 既与土壤溶液的组成密切相关，又与土壤固相和 气相紧紧相连 3. 随着自然条件的变化（季节性的温度、湿度等的 变化）、人为耕作措施和植物生长的变化而变化 4.对土壤肥力和植物营养有重要影响
土壤碱性的来源
碱性土壤大都分布在干旱、半干旱地区，降雨少，淋溶作用 弱，使岩石矿物及母质风化释放出来的碱金属和碱土金属的简单 盐类，不能彻底淋出土体，土壤胶体表面充斥着大量的这些阳离 子，土壤溶液中也有相当数量的这些盐类。这些盐类经水解可产 生OH-，使土壤溶液显碱性，这是土壤碱性形成的根本原因。
7