第4章 土壤胶体化学和表面化学

，常呈胶膜被覆于土粒表面。 常呈胶膜被覆于土粒表面。
主要是腐殖质及其各种组分， （二）土壤有机胶体 主要是腐殖质及其各种组分，此外还有少量的蛋白质 或氨基酸，多肽，多糖类化合物。 或氨基酸，多肽，多糖类二、土壤胶体的构造
土壤胶体是一种分散系统。土壤胶体分散 土壤胶体是一种分散系统。 系统由胶体微粒（分散相） 系统由胶体微粒（分散相）和微粒间溶液 分散介质）两大部分构成。 （分散介质）两大部分构成。 胶体微粒在构造上可分为微粒核、 胶体微粒在构造上可分为微粒核、决定电 位离子层和补偿电位离子层三部分， 位离子层和补偿电位离子层三部分，决定 电位离子层与补偿电位离子层共同组成胶 体微粒的双电层。 体微粒的双电层。
由于表面的存在而产生的能量，叫做表 由于表面的存在而产生的能量， 面能。表面能可以做功， 面能。表面能可以做功，能够吸附其他 物质，物质的比面积越大， 物质，物质的比面积越大，吸附能力也 越强，由于土壤胶体具有巨大的表面积， 越强，由于土壤胶体具有巨大的表面积， 因而具有巨大的表面能。 因而具有巨大的表面能。
pH值对土壤胶体带电状况影响很大，通 pH值对土壤胶体带电状况影响很大， 值对土壤胶体带电状况影响很大 常自然界中土壤pH值大多在 值大多在5 之间， 常自然界中土壤pH值大多在5－9之间， 等电点， 高于土壤胶体大部分组分的 等电点，所 以大部分土壤胶体在通常条件下带负电， 以大部分土壤胶体在通常条件下带负电， 但强酸性条件下的土壤及某些两性胶体 的某些部位也会出现正电荷。 的某些部位也会出现正电荷。
（二）胶体带有电荷 1、胶体带电的原因 土壤胶体表面带有电荷是其最重要的胶体化学特性。 土壤胶体表面带有电荷是其最重要的胶体化学特性。 造成胶体带电的原因主要有以下三种： 造成胶体带电的原因主要有以下三种： （1）同晶代换 （2）断键 （3）表面分子的解离 土壤胶体能解离出H 而带负电的胶体称为酸胶基 土壤胶体能解离出H+,而带负电的胶体称为酸胶基 或负胶体； 或负胶体； 能解离出OH 胶体称为碱胶基或正胶体 碱胶基或正胶体， 能解离出OH-而带正电的 胶体称为碱胶基或正胶体， 能解离出H 也能解离出OH 的则称为两性胶体 两性胶体。 能解离出H+也能解离出OH-的则称为两性胶体。

第七章 土壤胶体化学和表面反应
Soil colloid and Ion Exchange
第一节 土壤胶体 soil colloid
一.土壤胶体概念（soil colloid）
（一）分散系统（分散体系） 分散体系是由两种或两种以上物质组成的，一种物质呈连续分 布状态，量相对也比较大，称为分散介质(分散剂）；另一种物质分 子不连续，量也比较小，称为分散相（质）。分散相如果与分散介 质之间没有明显物理界面，分散体系称为溶液，若果分散介质与分 散相有明显的物理界面，叫做悬浮液（粗分散体系）。当分散相介 于二者之间时，构成了相对稳定的体系，叫做胶体系统。 土壤本身就是一个复杂的 The soil contains minute particles called soil colloids. They are smaller than one hundredth-thousand of a millimeter. Soil colloids are thin and disc-like. There are mineral as well as organic soil colloids. Mineral colloids are usually found to be fine particles of clay minerals.
Isomorphic substitution is the replacement of one atom by another of similar size in a crystal lattice without disrupting or changing the crystal structure of the mineral , either in the tetrahedral or octahedral layer. Excess negative charge also occurs when octahedrally coordinated divalent cations such as Mg(II) or Fe(II) substitute for Al(III) in the octahedral layer. Isomorphic substitution that does not give rise to charge is Fe(III) substituting for Al in the octahedral layer. This is because both cations have a charge of +3.

23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
土壤胶体化学和表面反应
51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
2பைடு நூலகம்、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈

第四章土壤环境化学1．什么是土壤的活性酸度与潜性酸度？试用它们二者的关系讨论我国南方土壤酸度偏高的原因。

根据土壤中H+的存在方式，土壤酸度可分为活性酸度与潜性酸度两大类。

（1）活性酸度：土壤的活性酸度是土壤溶液中氢离子浓度的直接反映，又称有效酸度，通常用pH表示。

（2）潜性酸度：土壤潜性酸度的来源是土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+。

当这些离子处于吸附状态时，是不显酸性的，但当它们经离子交换作用进入土壤溶液后，即可增加土壤溶液的H+浓度，使土壤pH值降低。

南方土壤中岩石或成土母质的晶格被不同程度破坏，导致晶格中Al3+释放出来，变成代换性Al3+，增加了土壤的潜性酸度，在一定条件下转化为土壤活性酸度，表现为pH值减小，酸度偏高。

2．土壤的缓冲作用有哪几种？举例说明其作用原理。

土壤缓冲性能包括土壤溶液的缓冲性能和土壤胶体的缓冲性能：（1）土壤溶液的缓冲性能：土壤溶液中H2CO3、H3PO4、H4SiO4、腐殖酸和其他有机酸等弱酸及其盐类具有缓冲作用。

以碳酸及其钠盐为例说明。

向土壤加入盐酸，碳酸钠与它生成中性盐和碳酸，大大抑制了土壤酸度的提高。

Na2CO3 + 2HCl2NaCl + H2CO3当加入Ca(OH)2时，碳酸与它作用生成难溶碳酸钙，也限制了土壤碱度的变化范围。

H2CO3 + Ca(OH)2CaCO3 + 2H2O土壤中的某些有机酸（如氨基酸、胡敏酸等）是两性物质，具有缓冲作用，如氨基酸既有氨基，又有羧基，对酸碱均有缓冲作用。

RCHNH2COOH+ HClNH3ClR CHCOOH+ NaOH + H 2ORCHNH 2COOH R CH NH 2COONa（2）土壤胶体的缓冲作用：土壤胶体吸附有各种阳离子，其中盐基离子和氢离子能分别对酸和碱起缓冲作用。

对酸缓冲（M －盐基离子）：土壤胶体 M ＋HCl 土壤胶体 H ＋MCl对碱缓冲：土壤胶体 H ＋MOH 土壤胶体 M ＋H 2OAl 3+对碱的缓冲作用：在pH 小于5的酸性土壤中，土壤溶液中Al 3+有6个水分子围绕，当OH －增多时，Al 3+周围的6个水分子中有一、二个水分子离解出H +，中和OH -：2Al(H 2O)63＋ + 2OH － [Al 2(OH)2(H 2O)8]4+ + 4H 2O3．植物对重金属污染产生耐性作用的主要机制是什么？不同种类的植物对重金属的耐性不同，同种植物由于其分布和生长的环境各异可能表现出对某种重金属有明显的耐性。