什么是土壤胶体？土壤胶体具有哪些特性？

2025-03-02 01:47:47

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回答1：

§1 土壤胶体的概念
土壤胶体：土壤中粒径<1μ m或2μ m的矿物质颗粒和腐殖质（分散相）分散在土壤溶液（分散介质）中的分散体系。
胶体是指直径在1—100nm之间的颗粒，但是实际上土壤中直径＜1000 nm的粘粒都具有胶体的性质，所以通常所说的土壤胶体实际上是指直径在1—1000 nm之间的土壤颗粒，它是土壤中最细微的部分。

粗分散体系
胶体分散体系
分子、离子分散体系

§2 土壤胶体的类型

土壤胶体一般可分为无机胶体、有机胶体、有机—无机复合胶体。下面我们介绍这三类胶体。
二）土壤胶体特性
1、土壤胶体的比表面和表面能
土壤胶体的表面按位置可分为：
外表面：粘土矿物、Fe、Al、Si等氧化物、腐殖质分子暴露在外的表面。
内表面：主要指的是层状硅酸盐矿物晶层之间的表面以及腐殖质分子聚集体内部的表面。
比表面：单位重量或单位体积物体的总表面积，很显然颗粒越小，比表面越大，从P72页的表3—4可以看出，砂粒与粗粉粒的比表面相对于粘粒来讲很小，可以忽略不计，所以土壤的比表面实际上主要取决于粘粒。另外土粒的表面凸凹不平，并非光滑的球体，它的比表面比光滑的球体要大，而且粉粒和粘粒大多呈片状比表面更大。
另外有些无机胶体（比如蒙脱石类粘土矿物）除了有巨大的外表面，而且表面可向晶层之间扩展，还有巨大的内表面。
有机胶体除了有巨大的外表面，同样也有巨大的内表面。所以有机胶体同样有巨大的比表面。比如腐殖质分子比表面可高达1000㎡/g。
由于土壤胶体有巨大的比表面，所以会产生巨大的表面能，我们知道物体内部的分子周围是与它相同的分子，所以在各个方向上受的分子引力相等而相互抵消。而表面分子则不同，它与外界的气体或液体接触，在内外两面受到的是不同的分子引力，不能相互抵消，所以具有剩余的分子引力，由此而产生表面能，这种表面能可以做功，吸附外界分子，胶体数量越多，比表面越大，表面能也越大，吸附能力也愈强。
2、土壤胶体的带电性
土壤胶体的种类不同，产生电荷的机制也不同，根据土壤胶体电荷产生的机制，一般可分为永久电荷和可变电荷。
a：永久电荷：这是由于粘土矿物晶格中的同晶置换所产生的电荷，我们前面介绍过，粘土矿物的结构单位是硅氧四面体和铝氧八面体，硅氧四面体的中心离子Si4+和铝氧八面体的中心离子Al3+能被其它离子所代替，从而使粘土矿物带上电荷。如果中心离子被低价阳离子所代替，粘土矿物带负电荷；如果中心离子被高价阳离子所代替，粘土矿物带正电荷。多数情况下是粘土矿物的中心离子被低价阳离子所取代：比如Al3+→Si4+，Mg2+→Al3+，所以粘土矿物以带负电荷为主，由于同晶置换一般发生在粘土矿物的结晶过程中，存在于晶格的内部，这种电荷一旦形成就不会受到外界环境（pH、电解质浓度）的影响，称永久电荷。
b：土壤中有些电荷不是永久不变的，这些电荷的数量和性质会随着介质pH的改变而改变称为可变电荷，可变电荷是因为土壤胶体向土壤中释放离子或吸附离子而产生。比如：
①含水氧化硅的解离

pH0=2，一般不产生正电荷.
pH↑，SiO2•H2O的解离越大，所带负电荷越多。
②含水氧化Fe、Al的解离
比如三水铝石：Al2O3•3H2O pH0= 4.8

③粘土矿物晶面上OH基的解离

高岭石的表面就有很多OH，能解离出H+，从而带上负电荷，这是高岭石带负电荷的主要原因。
④腐殖质某些功能团的解离，比如：

以上所介绍的胶体电荷的产生都与pH有关，会随介质pH的改变而改变→可变电荷。
按电性不同可分为：
a：正电荷：土壤中游离的Fe、Al氧化物是产生正电荷的主要物质（酸性条件下解离可带正电荷），高岭石裸露在外的铝氧八面体在酸性条件下的质子化可带正电荷，有机质——NH2在酸性条件下的质子化也能带正电荷。
b：负电荷：同晶置换、含水氧化硅的解离、含水氧化Fe、Al在碱性条件下的解离、粘土矿物表面OH在碱性条件下的解离、腐殖质功能团中R—COOH、R—CH2—OH、—OH等的解离。
净电荷：土壤正负电荷的代数和，由于一般情况下土壤带负电荷的数量远大于正电荷的数量，所以大多数土壤带有净负电荷，只有少数含Fe、Al氧化物较高强酸性土壤上才有可能带净正电荷。
3、土壤胶体的凝集作用和分散作用
土壤胶体有两种不同的状态，一种是土壤胶体微粒均匀地分散在水中，呈高度分散的溶胶，一种是胶体微粒彼此凝集在一起呈絮状的凝胶。
土壤胶体受某些因素的影响，使胶体微粒下沉，由溶胶变成凝胶的过程称土壤胶体的凝集作用，反之，由凝胶分散成溶胶的过程称胶体的分散作用。
土壤胶体是凝集还是分散主要取决于电动电位：通常土壤胶体是带负电荷的，土壤胶体之间带有负的电动电位，是相互排斥的，这种负电动电位越高，排斥力越强，越能成为稳定的溶胶，但当这种负电动电位降低到土壤胶体之间分子引力大于静电排斥力时，胶体就会相互凝集形成凝胶。
比如向溶液中加入多价离子就能降低负电动电位促使胶体凝集。
凝集力：Fe3+ ＞Al3+＞Ca2+＞ Mg2+＞H+＞NH4+＞K+＞Na+
在土壤中土壤胶体处在凝胶状态时，有利于水稳性团粒的形成，有利于改善土壤结构，所以向土壤中施用石灰能促进胶体凝集，有利于水稳性团粒的形成，对改良土壤结构有良好作用。当土壤胶体处在溶胶状态时，会使土壤粘结性、粘着性、可塑性增加，降低宜耕期，降低耕作质量。

回答2：

1.土壤胶体比表面和比表面能（比表面是指单位重量或单位体积物体的总表面积）
2.土壤胶体电荷（分为永久电荷和可变电荷）
3土壤胶体有凝集和分散作用

回答3：

一种固溶胶

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