土壤酸碱反应和氧化还原反应.ppt
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1、第五章土壤酸碱反应和氧化还原反应,第一节、土壤的酸碱性,土壤酸性土壤碱性影响土壤酸碱性的因素,一、土壤酸性,(一)土壤酸性的类型1、活性酸-游离于土壤溶液中的H+所表现出来的酸度。-H+活度越大,活性酸度越强。-通常用pH值表示活性酸度。,土壤酸碱性的分级,强酸性 pH8.5,2、潜性酸,(1)概念与成因 土壤胶粒上吸附的氢离子和铝离子进入土壤溶液后表现出来的酸度,称为潜性酸。在一般矿质土壤中,由交换性铝离子产生的酸度,比由交换性氢离子产生的酸度重要。红壤的交换性酸度,90%以上是由交换性铝所引起。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
2、阳离子所代换吸附的铝离子的解离和水解:Al3+H2O Al(OH)2+H+Al(OH)2+H2O Al(OH)2+H+Al(OH)2+H2O Al(OH)3+H+,(2)测定方法-代换性酸度:用过量的中性盐(如KCl)溶液与土壤作用,将胶体上吸附的氢离子和铝离子代换出来。H+me/100g,Cmol(+)/kg,水解性酸度 用弱酸强碱盐(通常用pH8.2的醋酸钠)浸提的土壤溶液的酸度。4CH3COONa+3H2O+H-(S)Al Na 4CH3COOH+Al(OH)3+(S)Na Na Na,二、土壤碱性,土壤碱性是由于土壤中OH-浓度高于H+离子浓度而造成的。土壤中OH-主要来自于强碱弱酸盐
3、的水解和土壤吸附的钠离子的解离。土壤中的强碱弱酸盐主要是碳酸盐或重碳酸盐的碱金属(K+,Na+)或碱土金属(Ca2+,Mg2+)的盐类。,含有游离碳酸钙的土壤称为石灰性土壤。碳酸钙的溶解度不大,水解作用弱,产生的碱度也较弱。因此石灰性土壤的pH一般低于8.5,多在之间。土壤的交换性钠是土壤碱性的重要指标。钠饱和度大于15%时,土壤pH可达8.5,甚至于10.,三、影响土壤酸碱性的因素,1、气候的影响:气候对土壤酸碱性有深刻的影响。-南方多雨,盐基淋失强烈,土壤盐基饱和度低,土壤多呈酸性。-西北雨量较少,盐基淋失较弱,盐基饱和度较高,土壤多呈碱性。,2、母质的影响:-石灰岩、基性岩、超基性岩的盐
4、基含量较高。当土壤的淋溶程度较弱时,土壤pH会比附近其它母质上发育的土壤高。-滨海盐土含有丰富的易溶盐类及碳酸钙,加之地下水矿化度较高。因此,发育的土壤的pH一般较高,土壤常呈碱性。,3、自然植被,不同植被凋落物的分解产物对土壤酸碱性产生不同影响。针叶林凋落物分解后形成的有机酸较多,盐基较少,故其下的土壤一般呈酸性。滨海红树林残体分解后形成大量SO42-,使土壤呈强酸性。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
5、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。,5、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;,第二节、土壤缓冲性能,概念及其意义产生机制,一、土壤缓冲性的概念和意义,当土壤溶液中的H+或OH-离子浓度发生较大变化时,土壤通过自身的调节能力使土壤酸碱性不致于发生太大变化的能力,称为土壤缓冲性。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
6、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),2、土壤胶体的阳离子交换作用,吸附的交换性阳离子对酸起缓冲作用;(S)-M+HCl(S)-H+MCl(M=盐基离子)吸附的H+,Al3+对碱性物质起缓冲作用(S)-H+NaOH(S)-Na+H2O,3、酸性土壤铝离子聚合对碱的缓冲作用,在pH5的土壤中,Al3+被6个水分子所环绕,形成水合铝离子。当土壤中OH-增多时,水合铝离子聚合成更大的离子团,释放出H+:2Al(H2O)63+2OH-Al2(OH)2(H2O)84+4
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