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[科普中国]-土壤专性吸附作用

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专性吸附作用是指非静电因素引起的土壤对离子的吸附。而土粒表面由静电引力对离子的吸附都称为土壤非专性吸附。专性吸附是由于土壤溶液中的离子与同相表面的物质发生化学反应而吸附在固相表面。它与前面讲的静电作用下的吸附过程的显著差异是:静电吸附是一个物理化学过程,是可逆的,没有新物质的形成;而专性吸附过程往往是不可逆的,可形成复杂的化合物。

简介专性吸附作用是指非静电因素引起的土壤对离子的吸附。而土粒表面由静电引力对离子的吸附都称为土壤非专性吸附。专性吸附是由于土壤溶液中的离子与同相表面的物质发生化学反应而吸附在固相表面。它与前面讲的静电作用下的吸附过程的显著差异是:静电吸附是一个物理化学过程,是可逆的,没有新物质的形成;而专性吸附过程往往是不可逆的,可形成复杂的化合物。1

形成过程土壤中产生专性吸附的物质主要是铁、铝、锰等氧化物及其水合物、腐殖质以及高岭石晶面的边缘基团。而专性吸附的机制主要是发生在胶体表面上的化学反应。专性吸附一般发生在胶体双电层的内层,而交换性吸附一般发生在扩散层中。1

阴阳离子的专性吸附(1)阳离子的专性吸附

土壤中的过渡金属离子在水溶液中以水合离子的形态存在,且较易水解成羟基阳离子,减少了离子的平均电荷,致使离子在向吸附剂表面靠近时所需克服的能量降低,使这些离子容易与胶体表面靠近,从而有利于与表面的相互作用。过渡金属元素的原子结构的这些特点是导致金属离子产生专性吸附,而不同于胶体表面碱金属和碱土金属静电吸附的根本。

(2)阴离子的专性吸附

土壤易产生专性吸附的阴离子有F-、磷酸根、硫酸根、砷酸根、有机酸根等含氧酸根离子。这些离子在黏土矿物或氧化物表面与金属原子配位中的羟基或水合基团发生反应,以配位性或化学键连接在胶体表面。1

本词条内容贡献者为:

张勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院