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土壤阳离子交换量有什么意义

发布时间:2022-01-23 01:03:39

① 土壤阳离子交换作用有哪些特点

土壤阳离子抄交换量是袭随着土壤在风化过程中形成,一些矿物和有机质被分解成极细小的颗粒。化学变化使得这些颗粒进一步缩小,肉眼便看不见。这些最细小的颗粒叫做“胶体”。每一胶体带净负电荷。电荷是在其形成过程中产生的。它能够吸引保持带正电的颗粒 ,就像磁铁不同的两极相互吸引一样。阳离子是带正电荷的养分离子,如钙(Ca)、镁(Mg)、钾(K)、钠(Na)、氢(H)和铵(NH4)。粘粒是土壤带负电荷的组份。这些带负电的颗粒(粘粒)吸引、保持并释放带正电的养分颗粒(阳离子) 。有机质颗粒也带有负电荷,吸引带正电荷的阳离子。砂粒不起作用。
土壤保持和交换阳离子的能力用阳离子交换量(CEC)来表示,可作为评价土壤保肥能力的指标。阳离子交换量是土壤缓冲性能的主要来源,是改良土壤和合理施肥的重要依据。

② 为什么表层土壤和深层土壤的阳离子交换量不同

土壤的阳离子交换性能是由土壤胶体表面性质所决定,由有机质的交换基与无机质专的交换基所构成属,前者主要是腐殖质酸,后者主要是粘土矿物。它们在土壤中互相结合着,形成了复杂的有机无机胶质复合体,所能吸收的阳离子总量包括交换性盐基(K+、Na+、Ca++、Mg++)和水解性酸,两者的总和即为阳离子交换量。表层土壤和深层土壤有机质含量不同,土壤颗粒的风化程度也不一样,阳离子交换量就不一样。

③ 测定膨润土(蒙脱石)阳离子交换容量CEC有什么意义

膨润土(蒙脱石)晶层中的阳离子具有可交换性能,在一定的物理—化学条件下,不仅Ca2+、Mg2+、Na+、K+等可相互交换,而且H+、多核金属阳离子(如羟基铝十三聚体)、有机阳离子(如二甲基双十八烷基氯化铵)也可交换晶层间的阳离子。阳离子交换性是膨润土(蒙脱石)的重要工艺特性,利用这一特性,可进行膨润土的改型,由钙基膨润土改型为钠基膨润土、活性白土、锂基膨润土、有机膨润土、柱撑蒙脱石等产品。 阳离子交换容量(Cation Exchange Capacity)是指PH值为7的条件下所吸附的K+、Na+、Ca2+、Mg2+ 等阳离子总量,简称为CEC。膨润土矿阳离子交换容量和交换性阳离子是判断膨润土矿质量和划分膨润土矿属型的主要依据, CEC值愈大表示其带负电量愈大,其水化、膨胀和分散能力愈强;反之,其水化、膨胀和分散能力愈差。如北票市膨润土阳离子交换容量CEC 为66.7mmol/100g,阜新市的膨润土阳离子交换容量CEC 为85.55 mmol/100g,内蒙古优质膨润土阳离子交换容量CEC为115—139 mmol/100g。
研究表明,蒙脱土的片层中间的CEC通常在60-120mmol/100G范围内,这是一个比较适合与聚合物插层形成纳米复合材料的离子交换容量。因为如果无机物的离子交换容量太高,极高的层间库仑力使得无机物片层间作用力过大,不利于大分子链的插入;如果无机物的离子交换容量太低,无机物不能有效地与聚合物相互作用,不足以保证无机物与聚合物基体的相容性,同样不能得到插层纳米复合物材料。适宜的离子交换容量、优良的力学性能使得蒙脱土成为制备PLS纳米复合材料的首选矿物。CEC值和膨润土(蒙脱石)的内表面积与蒙脱石含量呈正相关关系,用阳离子交换容量CEC 为100mmol/100g的膨润土和 用阳离子交换容量CEC 为61mmol/100g的膨润土制备插层纳米复合物材料,尽管层间距相差不大(d001=1.98和1.91nm),但比表面(421.5和127.2m2。g-1)和吸氨量(318.3和80.7mg。g-1)却有较大的差别. 与原料土的比表面(76.0和90.5m2。g-1)及吸氨量(49.2和62.1mg。g-1)相比,分别增加5.5和1.4倍及6.5和1.3倍,比表面和吸氨量的增加倍数有一定的对应关系. 这说明层电荷密度主要影响材料的表面性质. 由于层间距(d001)的变化主要取决于交联剂的大小, 因而不同层电荷密度对于采用同种的交联剂制备材料的层间距影响不大。
测定CEC的方法很多,如定氮蒸镏法、醋酸铵法、氯化铵-醋酸钠法、氯化铵-无水乙醇法、氯化铵-氨水法、氯化钡-硫酸法等。目前,膨润土CEC测定是依据国标JC/T 593—1995(膨润土试验方法)。具体方法如下:
(1)方法提要
用含指示阳离子NH4+的提取剂处理膨润土矿试样,将试样中可交换性阳离子全部置换进入提取液中,并使试样饱和吸附指示阳离子转化成铵基上。将铵基土和提取液分离,测定提取液中的钾、钠、钙及镁等离子,则为相应的交换性阳离子量。
(2)主要试剂和材料
a. 离心机:测量范围为0~400r/min;
b. 磁力搅拌器:测量范围为50~2 400r/min’
c. 钾、钠、钙、镁混合标准溶液〔c(0.01Na+、0.005Ca2+、0.005Mg2+、0.002K+)〕称取0.5004g碳酸钙(基准试剂),0.201 5g氧化镁(基准试剂),0.5844g氯化钠(高纯试剂)和0.1491g氯化钾(高纯试剂)于250mL烧杯中,加水后以少量稀盐酸使之溶解(小心防止跳溅)。加热煮沸赶尽二氧化碳,冷却。将溶液移入1 000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,移于干燥塑料瓶中保存;
d. 交换液:称取28.6g氯化铵置于250mL水中,加入600mL无水乙醇,摇匀,用1+1氨水调节pH为8.2,用水稀释至1L,即为0.5mol/L氯化铵-60%乙醇溶液。
e. EDTA标准溶液〔c(0.01EDTA)〕:取3.72g乙二胺四乙酸二钠,溶解于1 000mL水中。
标定:吸取10mL0.01mol/L氯化钙(基准试剂)标准溶液于100mL烧杯中,用水稀释至40~50mL左右。加入5mL4mol/L氢氧化钠溶液,使pH≈12~13,加少许酸性铬蓝K-萘酚绿B混合指示剂,用EDTA溶液滴至纯蓝色为终点。
c1= c2·V3/ V4
式中:
c1——EDTA标准溶液的实际浓度,mol/L;
c2——氯化钙标准溶液的浓度,mol/L;
V3——氯化钙标准溶液的体积,mL;
V4——滴定时消耗EDTA标准溶液的体积,mL。
f. 洗涤液:50%乙醇,95%乙醇。
(3)试验步骤
称取在115~110℃下烘干的试样1.000g,置于100mL离心管中。加入20mL50%乙醇,在磁力搅拌器上搅拌3~5min取下,离心(转速为300r/min左右),弃去管内清液,再在离心管内加入50mL交换液,在磁力搅拌器上搅拌30min后取下,离心,清液收集到100mL容量瓶中。将残渣和离心管内壁用95%乙醇洗涤(约20mL),经搅拌离心后,清液合并于上述100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,待测。残渣弃去。
交换性钙、镁的测定,取上述母液25mL,置于150mL烧杯中,加水稀释至约50mL,加1mL1+1三乙醇胺和3~4mL4mol/L氢氧化钠,再加少许酸性铬蓝K-萘酚绿B混合指示剂,用0.01mol/LEDTA标准溶液滴定至纯蓝色,记下读数V5,然手用1+1盐酸中和pH为7,再加氨水-氯化铵缓冲溶液(pH=10),再用0.01mol/LEDTA标准溶液滴至纯蓝色记下读数V6。
交换性钾、钠的测定:取25mL母液于100mL烧杯中,加入2~3滴1+1盐酸,低温蒸干。加入1mL1+1盐酸及15~20mL水,微热溶解可溶性盐,冷却后溶液移入100mL容量瓶中,以水稀释至刻度、摇匀,在火焰光度计上测定钾、钠。标准曲线的绘制:分取0、3、6、9、12、15mL钾、钠、钙、镁混合标准溶液于100mL容量瓶中,加入2mL1+1盐酸,用水稀释至刻度、摇匀。在与试样同一条件下测量钾、钠的读数,并绘制标准曲线(此标准系列分别相当于每100g样中含有0、170、345、520、690、860mg的交换性钠和0、60、120、175、240、295mg的交换性钾。
(4)结果计算
钙、镁的含量按下式计算:
交换性钙g/100g= (40c5V5)/(2.5m3)
交换性镁g/100g=[ 24c5(V6-V5)]/ (2.5m3)
式中:
c5—EDTA标准溶液的实际摩尔浓度mol/L;
V6、V5—滴定时耗用EDTA标准溶液的毫升数,mL;
m3——试样质量,g。
钾、钠的含量按(10)式计算:
交换性钾(g/100g)= Kmg /(2.5m3)
交换性钠(g/100g)= Namg/(2.5m3)
式中:
Kmg,Namg—由标准曲线上查得的钾钠的毫克数;
m3——试样质量,g。

④ 如何评价土壤阳离子交换量的数据

土壤阳离子交换量的测定受多种因素的影响,如交换剂的性质、盐溶液浓度和pH、淋洗方法等,必须严格掌握操作技术才能获得可靠的结果。 联合国粮农组织规定用于土壤分类的土壤分析中使用经典的中性乙酸铵法或乙酸钠法。中性乙酸铵法也是我国土壤和农化实验室所采用的常规分析方法,适于酸性和中性土壤。最近的土壤化学研究表明,对于热带和亚热带的酸性、微酸性土壤,常规方法由于浸提液pH值太低和离子强度太高,与实际情况相差较大,所得结果较实际情况偏高很多。新方法是将土壤用BaCl2 饱和,然后用相当于土壤溶液中离子强度那样浓度的BaCl2溶液平衡土壤,继而用MgSO4交换Ba测定酸性土壤阳离子交换量。 石灰性土壤阳离子交换量的测定方法有NH4Cl–NH4OAc法、Ca(OAc)2法和NaOAc法。目前应用的较多、而且认为较好的是NH4Cl–NH4OAc法,其测定结果准确、稳定、重现性好。NaOAc法是目前国内广泛应用于石灰性土壤和盐碱土壤交换量测定的常规方法。 随着土壤分析化学的发展,现在已有了测定土壤有效阳离子交换量的方法。如美国农业部规定用求和法测定阳离子交换量;对于可变电荷为主的热带和亚热带地区高度风化的土壤,国际热带农业研究所建议测定用求和法土壤有效阳离子交换量(ECEC);最近国际上又提出测定土壤有效阳离子交换量(ECEC或Q+,E)和潜在阳离子交换量(PCEC或Q+,P)的国际标准方法,如ISO 11260:1994(E)和ISO 13536:1995(P),这两种国际标准方法适合于各种土壤类型。

⑤ 土壤阳离子交换量对土壤化学性质和土壤的污染评价有什么作用

您好:土壤复的阳离子交换制性能是由土壤胶体表面性质所决定,由有机质的交换基与无机质的交换基所构成,前者主要是腐殖质酸,后者主要是粘土矿物。它们在土壤中互相结合着,形成了复杂的有机无机胶质复合体,所能吸收的阳离子总量包括交换性盐基(K+、Na+、Ca++、Mg++)和水解性酸,两者的总和即为阳离子交换量。表层土壤和深层土壤有机质含量不同,土壤颗粒的风化程度也不一样,阳离子交换量就不一样。

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⑥ 土壤中阳离子交换量越大说明土壤越好吗

一般是这样的,阳离子交换量越大,土壤保肥供肥能力越强。但是有一点,阳离子交换量太大的话,施肥的效果会推迟,更持久

⑦ 土壤阳离子交换量的土壤肥料学意义

土壤阳离子交换量的影响因素有 胶体的类型;土壤质地;土壤pH值等。不同的粘土矿物中含腐殖质和2:1性粘土矿物较多,阳离子交换量较大。而含高岭石和氧化物的土壤盐离子交换量较小。这就是北方土壤保肥性能好的原因之一。交换量大也就是土壤能吸附和交换的阳离子容量大,对肥料的影响就不同了。我也总结不好。你还是找本土壤学、植物营养肥料学看看好了。
一般阳离子交换量直接反映了土壤的保肥、供肥性能和缓冲能力。交换量在>20cmol(+)/kg保肥力强的土壤;20~10cmol(+)/kg为保肥力中等的土壤;<10cmol(+)/kg为保肥力弱的土壤。

⑧ 土壤阳离子交换量与土壤有什么性质相关

土壤阳离子交换复量 cation exchange capacity 即CEC 是指土壤制胶体所能吸附各种阳离子的总量,其数值以每千克土壤中含有各种阳离子的物质的量来表示,即mol/kg。
不同土壤的阳离子交换量不同,主要影响因素:a,土壤胶体类型,不同类型的土壤胶体其阳离子交换量差异较大,例如,有机胶体>蒙脱石>水化云母>高岭石>含水氧化铁、铝。b,土壤质地越细,其阳离子交换量越高。c,对于实际的土壤而言,土壤黏土矿物的SiO2/R2O3比率越高,其交换量就越大。d,土壤溶液pH值,因为土壤胶体微粒表面的羟基(OH)的解离受介质pH值的影响,当介质pH值降低时,土壤胶体微粒表面所负电荷也减少,其阳离子交换量也降低;反之就增大。
土壤阳离子交换量是影响土壤缓冲能力高低,也是评价土壤保肥能力、改良土壤和合理施肥的重要依据。

⑨ 为什么PH值可影响土壤阳离子交换量

土壤PH是影响土壤胶体可变电荷数量的重要因素,因此也是影响土壤阳离子交换量的主要因素。一般情况下,随着土壤PH纸的升高,土壤胶体的可变负电荷两增加,阳离子交换量增加

⑩ 为什么说土壤阳离子交换量和盐基饱和度可以反映土壤肥力

如果质地越细,比表面就越就,表面能就越大。细的颗粒往往为粘粒,而粗的往往为砂或砾专石,粘粒往往带有电属荷。不一定就越肥。
盐基饱和度大的土壤对酸的缓冲能力大,而对碱的缓冲能力小。适应植物生长。
原因:土壤交换性阳离子包括H+和盐基离子,盐基饱和度大表明盐基含量高,相对应的H+含量就少了。
当土壤盐基饱和度大时,胶体吸附的盐基离子会将进入土壤的氢离子(活性酸)转化为潜在酸;但当有0H-离子进入土壤时,由于H+的含量相对较少,其缓冲碱的能力也小。

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