用悬液Wien效应研究阳离子与土壤粘粒间的能量关系

从能量关系研究土壤带电粘粒与电解质离子间的相互作用一直是土壤化学家希望解决的课题。本文介绍阳离子与带电粘粒间的平均结合自由能和平均吸附自由能的计算公式,并用悬液Wien效应法研究K 、NH4 、Ca2 和Cd2 与黄棕壤、棕壤和黑土粘粒间的能量关系。研究结果表明:K 和NH4 的平均结合自由能范围为6.3~7.1kJmol-1,K 的结合能稍大于NH4 的;Ca2 和Cd2 的结合能范围为7.2~9.4kJmol-1。同一阳离子与不同土壤的结合能顺序如下:黄棕壤<棕壤<黑土。它们在同一高场强(如150kVcm-1)下的平均吸附能ΔGad值:K 和NH4 在黄棕壤和棕壤粘粒上的很接近,分别为0.9和0.8kJmol-1,而在黑土粘粒上,NH4 的较K 的大0.1kJmol-1;Ca2 在黄棕壤和黑土上的吸附能较Cd2 的分别大0.3和0.6kJmol-1;二价阳离子的平均吸附自由能约为一价阳离子的2~2.5倍。     

用离子活度法和悬液Wien效应法测定土壤对单价阳离子结合能的比较研究

选用黑土、黄棕壤、红壤和砖红壤黏粒与蒙脱土作供试样本,用离子活度法与悬液Wien效应法测定不同黏粒对单价阳离子Na+和K+的平均结合自由能。测试结果表明,对于黑土、黄棕壤和蒙脱土而言,用Wien效应法和离子活度法测定的钠离子的平均结合自由能ΔGbi比较一致,离子活度法相对于Wien效应法测定的钠离子平均自由结合能的相对误差在24%至10%之间;对于黑土和黄棕壤而言,用Wien效应法和离子活度法测定的钾离子平均结合自由能ΔGbi十分一致,相对误差在2%以下;对于红壤,相对误差为11.5%。结果还表明,钠玻璃电极应用于本试验条件下,仅当标准溶液与被测悬液的pH之差在0.5以下,才有测定意义;液膜钾电极在本试验条件下可用于测量土壤悬液中K+离子的活度,但在蒙脱土悬液中K+离子活度测量值偏大而不适用;到目前为止,还不能直接应用Wien效应法来测求带有正电荷的可变电荷土壤,如砖红壤,对单价阳离子的结合能。     

用Wien效应研究土壤有机质对阳离子与黄棕壤型水稻土黏粒相互作用的影响

选择富含有机质的黄棕壤型水稻土,提取小于2μm的黏粒,将其中1/2黏粒去除有机质,分别制成为不同阳离子(Na+、K+、NH4+、Ca2+、Cd2+和La3+)饱和的土样,用Wien效应法研究土壤有机质对阳离子与土壤黏粒相互作用的影响。研究结果表明:原土悬液的起始电导率大于去有机质土者;除含Na+悬液外,去有机质土悬液的电导率随场强而增加的速率在50～100 kV cm-1以上,明显大于原土。有机质会使Na+以外的阳离子的平均结合自由能增大,Ca2+的结合能增加最大(增量为0.57 kJ mol-1),而Cd2+的结合能增加最小(增量为0.03 kJ mol-1)。对于供试土壤悬液,不同阳离子的结合能顺序均为Na+相似文献