土壤陽離子交換量的順序

㈠ 土壤陽離子交換量怎麼算

在一定的pH值條件下（一般pH為7），每千克干土所吸收的全部交換性陽離子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、H+、Al3+等)總量。

常用單位：每千克厘摩爾數cmol(+)/kg土

國際單位：mmol/kg土

(1)土壤陽離子交換量的順序擴展閱讀：

土壤陽離子交換量(CEC)的大小，基本上代表了土壤可能保持的養分數量，即保肥性的高低。陽離子交換量的大小，可作為評價土壤保肥能力的指標。陽離子交換量是土壤緩沖性能的主要來源，是改良土壤和合理施肥的重要依據。

b、土壤質地越細，其陽離子交換量越高。

c、對於實際的土壤而言，土壤黏土礦物的SiO2/R2O3比率越高，其交換量就越大。

d、土壤溶液pH值，因為土壤膠體微粒表面的羥基（OH）的解離受介質pH值的影響，當介質pH值降低時，土壤膠體微粒表面所負電荷也減少，其陽離子交換量也降低；反之就增大。

㈡ 吸附-解吸作用

吸附-解吸是水-岩（土）系統調節氟濃度的一種重要作用。除了由母岩和風化殼轉移而進入土壤的氟化物大部分作為土壤的原生礦物而存在外，土壤中其餘的氟多以膠體吸附態的離子（簡單陰離子或復雜配離子）和分子（主要是氟化物）形式存在於土壤。

關於吸附解吸的機理相當復雜，基本包括機械吸附、物理化學吸附和生物吸附。土壤是多孔體系，有大孔隙，也有小孔隙，孔隙的狀況極其復雜，如大小孔隙相互連接，孔徑彎曲多種多樣，因而可以對進入其中的氟化物起機械阻留作用。機械吸附對可溶性的分子和離子，如水溶性養分等不起保存作用。物理化學吸附是發生在土壤溶液和土壤膠體界面上的一種物理化學反應，土壤膠體藉助於極大的表面積和電性，把土壤溶液中的離子吸附在膠體的表面上而保存下來。

在氟遷移和轉化過程中，由於氟與一些金屬離子的配合作用以及含氟礦物或氟化物沉澱和溶解作用，使土壤中一些束縛態的氟以氟陰離子或氟配合物的形式游離於水-岩（土）系統，而水-岩（土）系統是一個非常復雜的多相復合系統，土壤中存在大量的黏土礦物和沉澱的氫氧化鐵、無定形硅酸以及有機物和腐殖質，它們在水-岩（土）系統中會發生不同程度的電離，而使它們帶電，根據吸附作用的本質，游離於土壤溶液中的氟陰離子或氟配合物在它們隨淋濾液遷移時會與水-岩（土）系統中的黏土礦物和沉澱的氫氧化鐵、無定形硅酸、有機物以及腐殖質等發生不同程度的物理、化學或物理化學吸附作用。

土壤中黏土礦物和沉澱的氫氧化鐵、無定形硅酸以及有機物等是F^-主要吸附劑。在岩土中，由於氟離子和羥基離子的大小相近，電性相同，所以氟可以和金屬氧化物中與金屬離子配位的羥基、水合基以及腐殖質含有的—COOH和—OH等官能團發生離子交換，把這種作用過程稱為離子交換吸附，並且這種反應過程是可逆的，其反應式如下：

河南省地下水中氟的分布及形成機理研究

以氧化鐵為例，其交換方式可用下式表示。

（1）與配位羥基交換：

河南省地下水中氟的分布及形成機理研究

（2）與配位水合基交換：

河南省地下水中氟的分布及形成機理研究

土壤腐殖質也是土壤中氟的重要吸附劑。土壤腐殖質主要是由在分子的三維方向上帶有很多活性基團的芳烴所組成，故具有較強的吸附表面。土壤腐殖質與氟的吸附，主要通過與腐殖質中的—COOH和—OH等功能團的離子交換反應進行。反應式如下：

河南省地下水中氟的分布及形成機理研究

研究表明，被吸附離子半徑越接近OH^-的離子半徑（r＝1.32～1.40×10^-10m），其交換吸附能力愈大。由於氟的離子半徑與OH^-非常接近，所以土壤對F^-交換吸附能力與其他一些陰離子相比，確實要大得多。下面是土壤中陰離子吸附能力大小的排列順序：

河南省地下水中氟的分布及形成機理研究

除沉澱等因素的影響，一般來說，岩土中氟與相應陰離子或水分子的交換能力與岩土中羥基等可交換離子的物質的量有關，而岩土中的羥基等可交換離子的物質的量又與遷移液的pH、岩土本身的酸鹼性、岩土中鐵鋁氧化物膠體、腐殖質以及氟的陽離子配合物的物質的量密切相關，所以，單位質量的岩土顆粒所含的羥基越多，對氟的吸附量就越大；岩土中腐殖質越多，岩土的pH越大，對氟的吸附量也愈大。

從以上分析可以看出，溶液中F^-取代了土壤膠體上的OH^-，由於土壤溶液中增加了OH^-，勢必導致土壤pH值的增高，從而使土壤向鹼性反應發展。有研究表明，土壤氟的數量即氟離子吸附量隨OH^-的釋放而明顯增加。不過，土壤溶液中OH^-的增加量與土壤膠體上F的吸附量之間並不存在簡單的數量關系，這可能是因為土壤中形成一定量的酸鹼使土壤具有較大的緩沖能力。

在土壤中，被膠體靜電吸附的陽離子，一般都可以被溶液中另一種陽離子交換而從膠體表面解吸。對這種能相互交換的陽離子稱為交換性陽離子，把發生在土壤膠體表面的交換反應稱為陽離子交換作用。而土壤對於金屬-氟配合物的吸附就是通過這一作用來實現的。通常高價陽離子的交換能力大於低價陽離子，就同價離子而言，水化半徑較小的陽離子的交換能力較強。土壤中常見的幾種交換性陽離子的交換能力順序如下：

Fe³⁺、Al³⁺＞H⁺＞Ca²⁺＞Mg²⁺＞K⁺＞Na⁺

衡量土壤陽離子交換能力的指標為陽離子交換容量（CEC），它指土壤所能吸附和交換的陽離子的容量。它與土壤膠體的比表面積和表面電荷有關。按照土壤的交換能力，一般將土壤劃分為三個等級：一般認為陽離子交換容量為20cmol/kg以上的為交換能力強的土壤；20～10cmol/kg為交換能力中等的土壤；小於10cmol/kg的為交換能力弱的土壤。對周口開封地區取樣坑的土壤測定其陽離子交換容量，結果見表7-3。

表7-3中顯示，本區域土壤的陽離子交換容量均在20cmol/kg以上，屬於交換性比較強的土壤，為吸附金屬-氟配合物提供了有利條件。

總之，土壤吸附性氟包括對氟陰離子（F^-）和金屬-氟配合物陽離子（如 AlF²⁺、

、FeF²⁺、

、CoF²⁺、

等）的吸附。其中，對F^-吸附主要是通過與黏土礦物和土壤腐殖質上OH^-的交換實現吸附，對金屬-氟配合物陽離子的吸附則主要通過與黏土礦物或土壤腐殖質上的陽離子交換實現吸附。在紅壤和黃壤等酸性、富鐵鋁土壤上吸附態氟主要是氟配合離子，而在石灰性土壤和鹽鹼土上的吸附態氟主要是F。

表7-3 周口開封地區取樣坑陽離子交換量統計表

㈢ 陽離子交換量試驗步驟

首先，准備四隻100毫升的離心管，每隻精確稱重至0.0001克。將其中兩只離心管分別加入1.0克表層風干土壤樣品，另外兩只則加入1.0克深層風干土壤樣品，並進行標記。然後，向每隻管中注入20毫升氯化鋇溶液，用玻棒充分攪拌4分鍾後，以3000轉/分鍾的轉速離心，直到下層土樣緊實。將上層的清液棄去，重復此步驟，再次加入20毫升氯化鋇溶液。

接下來，往每隻離心管內加入20毫升蒸餾水，攪拌1分鍾後離心，棄去上清液。接著，再次稱量離心管連同土樣的總重量。隨後，從每隻離心管中移取25.00毫升0.1摩爾/升的硫酸溶液，充分攪拌10分鍾後靜置20分鍾，然後離心分離。將上清液分別倒入四隻試管中。同時，從0.1摩爾/升的硫酸溶液中各取10.00毫升，分別加入另外兩只錐形瓶中。

在這六個錐形瓶中，各加入10毫升蒸餾水和一滴酚酞指示劑。然後用標准氫氧化鈉溶液進行滴定，當溶液變為紅色且保持數分鍾不褪色時，即為滴定終點。完成上述步驟後，實驗數據便已收集完畢。

㈣ 什麼是土壤的陽離子交換量

土壤陽離子交換量是指土壤所吸附的能夠被交換性的各種陽別離子總量，主要是H+、Al3+、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+，用每 千克土壤一價陽離子的厘摩爾數表示，英文簡寫為CEC。其中H+ 和Al3+使土壤呈酸性，故稱為致酸離子；其他離子使土壤呈鹼性， 故稱為鹽基離子。不同土壤的陽離子交換量不同，主要影響因素有土壤膠體類型、土壤質地、黏土礦物的Si02/R203和土壤pH。例如，不同膠體 的陽離子交換量為：有機膠體>蒙脫石>水化雲母>高嶺石>含水氧 化鐵、鋁。土壤質地越細，其陽離子交換量越高。土壤黏土礦物的Si02/R203比率越高，其交換量就越大。土壤膠體微粒表面的輕 基（一0H)的解離受介質pH的影響，當介質pH降低時，土壤膠 體微粒表面負電荷也減少，其陽離子交換量也降低；反之就增 大。

㈤ 關於土壤陽離子交換量正確的是

陽離子電荷數越高，陽離子交換能力越強 同價離子中，離子半徑越大，陽離子交換能力越強 土壤質地越細，陽離子交換量越高

㈥ 陽離子交換量的測定

陽離子交換量的測定：是指土壤陽離子交換量（CEc是指土壤膠體所能吸附的各種陽離子）的總量。酸性、中性土壤多用傳統的乙酸銨交換法測定，使用乙酸銨溶液反復處理土壤，使土壤成為銨離子飽和土；用乙醇洗去多餘的乙酸銨後。

蒸餾法測定銨離子的量並換算為土壤陽離子交換量。此法的優點是交換液中可同時測定各種交換性鹽基離子。石灰性土壤用氯化銨-乙酸銨作交換劑，鹽鹼土用乙酸鈉作交換劑進行測定。不同的交換劑與測定操作對實驗結果影響較大，報告實驗結果時應標出。

方法

氯化鋇-硫酸強迫交換法。將土壤用氯化鋇飽和，然後用相當於土壤溶液中離子強度那樣濃度的氯化鋇溶液平衡土壤，繼而用硫酸溶液交換鋇離子，生成硫酸鋇沉澱。通過測定交換反應前後的硫酸含量的變化，可以計算出硫酸消耗量，進而計算出陽離子交換量。

㈦ 陽離子交換量的試驗步驟

取4隻100 mL離心管，分別稱出其重量（准確至0.0001 g,下同）。在其中2隻加入專1.0 g污灌區表層屬風干土壤樣品，其餘2隻加入1.0 g深層風干土壤樣品，並作標記。向各管中加入20 mL氯化鋇溶液，用玻棒攪拌4 min後，以3000r/min轉速離心至下層土樣緊實為止。棄去上清液，再加20 mL氯化鋇溶液，重復上述操作。
在各離心管內加20 mL蒸餾水，用玻棒攪拌1 min後，離心沉降，棄去上清液。稱出離心管連同土樣的重量。移取25.00 mL 0.1 mol/L硫酸溶液至各離心管中，攪拌10 min後，放置20 min，離心沉降，將上清液分別倒入4隻試管中。再從各試管中分別移取10.00 mL上清液至4隻100 mL錐形瓶中。同時，分別移取10.00 mL 0.1 mol/L硫酸溶液至另外2隻錐形瓶中。在這6隻錐形瓶中分別加入10 mL蒸餾水、1滴酚酞指示劑，用標准氫氧化鈉滴定，溶液轉為紅色並數分鍾不褪色為終點。