898 土壤 学 报 47卷 KNO作指示性交换剂（用稀硝酸作H调节剂），将 的2倍。中性紫色土胶体表面电荷密度(0。)人、表面电 中性紫色土和砖红壤两种土壤胶体表面电荷性质 场强度(E)分别为-Q55Cm、-441E+ 相关数据列于表2。 8】mC。红寒胶体的表面电荷密度、表面电场 从表2可知，在21型电解质中紫色土胶体的表 强度分别为-0038Cm2、-5.40E+07Jm'C。 面电位约为-Q.18V,砖红壤胶体的表面电位约为 紫色土胶体的表面电荷密度、表面电场强度的值均较 -010V。紫色土胶体的表面电位绝对值约为砖红壤 砖红朝胶体高出约一个数量级。 表2两种土壤胶体表面电荷性质的测定结果 Table 2 Surfice dage papenis of the wo spes of soil colbils (T=2%pH=70 类型 电解质体系 0。 Eo Soil bpe Eketmokte (mlg)(molkg')(molm) (V) (Cm) (Jm'c') 中性紫色士胶体 21 087 011 1份43 -0 -03 -44E+0 Npuplio 087 021 19014 -0.39 -0.6 =443E+08 砖红筛胶体 31 036 0m6 938 -0038 -5E+0m Labsololbil 【1 036 0 0B 230B -0.7 -0033 -482E+7 2.1.2电解质浓度对表面电荷性质的影响 知，中性紫色土胶体表面电荷密度随电解质浓度增加 解质浓度对两种土壤胶体表面电荷性质影响如图 呈增加趋势.但曲线很快到达“平台”。紫色土较体 2所示。从图2a可知，砖红壤胶体表面电位的绝 主要含蛭石、云母等Σ1型硅酸盐矿物，以含恒电 对值随着电解质浓度的增加而成小，这表明砖红 荷为主，因此，其电荷总量、表面电荷密度不随电解质 壤胶体表面并不是恒电位表面，这也与李航等 浓度的改变而发生显著的变化。砖红壤胶体表面电 就“人工合成赤铁矿的表面电位与电解质浓度变化关 荷密度的负值随着电解质浓度的增加迅速增加，其增 系”的讨论所得的结果一致不管何种电荷表面的表 幅可以达到15，这与以前的研究所得结果 面电位均随电解质浓度变化而发生变化。由图弘可 致写 06 -020 -0 00 01 04 013 ◇砖红壤Latosol 01 -03 -008 O一中性紫色土Purplish soil 02 O一中性禁色士Purplish soil 01 000005010015020 025 00 0.05 020 电解质浓度 电解质浓度 Electrolyte concentration (mol m 图2电解质浓度对胶体表面电位()和表面电荷密度()的影响 age dens (b) 2.1.3H对表面电荷性质的影响 图3图4 13%,砖红壤胶体的表面电荷密度也出现降低的趋 是用浓度为0.020molm3的系列H值的KN03溶 势.降低了0.01Cm约3%左右，而中性紫色土 液作交换液，采用上述处理方式所获得的中性紫色 胶体表面电荷密度变化较小山>7时砖红壤胶体 土胶体和砖红壤胶体表面电荷性质，从图曲线可以 表面电位、表面电荷密度值随山的升高仍有降低 看出，<7时砖红壤胶体和中性紫色土胶体表面 的趋势，而中性紫色土胶体表面电位、表面电荷密 电位表现出降低的趋势，分别降低了约3%和 度基本保持不变。 C 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http //www.cnki.ne 898 土 壤 学 报 47卷 KNO3作指示性交换剂 (用稀硝酸作 pH 调节剂 ), 将 中性紫色土和砖红壤两种土壤胶体表面电荷性质 相关数据列于表 2。 从表 2可知, 在 2#1型电解质中紫色土胶体的表 面电位约为 - 0
18 V, 砖红壤胶体的表面电位约为 - 0
10 V。紫色土胶体的表面电位绝对值约为砖红壤 的 2倍。中性紫色土胶体表面电荷密度 ( 0 )、表面电 场强度 ( E0 ) 分 别为 - 0
55 C m - 2、- 4
41 E + 08 J m - 1 C - 1。砖红壤胶体的表面电荷密度、表面电场 强度分别为 - 0
038 C m - 2、- 5
40 E + 07 J m - 1 C - 1。 紫色土胶体的表面电荷密度、表面电场强度的值均较 砖红壤胶体高出约一个数量级。 表 2 两种土壤胶体表面电荷性质的测定结果 Table 2 Surface ch arge properties of the two types of soil colloids (T= 298K, pH = 7
0) 类型 Soil typ e 电解质体系 Electrolyte V (m l g - 1 ) N∀ (mol kg - 1 ) cp (m olm - 3 ) !0 (V) 0 (C m - 2 ) E0 ( Jm - 1 C - 1 ) 中性紫色土胶体 Neutral purplish soil colloid 2#1 0
87 0
11 169
43 - 0
18 - 0
55 - 4
41E+ 08 1#1 0
87 0
21 190
14 - 0
39 - 0
56 - 4
43E+ 08 砖红壤胶体 Latoso l colloid 2#1 0
36 0
006 9
38 - 0
10 - 0
038 - 5
40E+ 07 1#1 0
36 0
03 23
03 - 0
17 - 0
033 - 4
82E+ 07 2
1
2 电解质浓度对表面电荷性质的影响 电 解质浓度对两种土壤胶体表面电荷性质影响如图 2所示。从图 2a可知, 砖红壤胶体表面电位的绝 对值随着电解质浓度的增加而减小, 这表明砖红 壤胶体表面并不是恒电位表面, 这也与李航等 [ 16 ] 就∃人工合成赤铁矿的表面电位与电解质浓度变化关 系%的讨论所得的结果一致, 不管何种电荷表面的表 面电位均随电解质浓度变化而发生变化。由图 2b可 知, 中性紫色土胶体表面电荷密度随电解质浓度增加 呈增加趋势, 但曲线很快到达 ∃平台%。紫色土胶体 主要含蛭石、云母等 2#1型硅酸盐矿物 [ 17] , 以含恒电 荷为主, 因此,其电荷总量、表面电荷密度不随电解质 浓度的改变而发生显著的变化。砖红壤胶体表面电 荷密度的负值随着电解质浓度的增加迅速增加, 其增 幅可以达 到 150% , 这与 以前 的研 究所 得结 果 一致 [ 16]。 图 2 电解质浓度对胶体表面电位 ( a)和表面电荷密度 ( b) 的影响 Fig
2 Effect of electrolyte concentration on surface poten tial ( a) and su rface charge density ( b) 2
1
3 pH 对表面电荷性质的影响 图 3、图 4 是用浓度为 0
020 mo lm - 3的系列 pH 值的 KNO3溶 液作交换液, 采用上述处理方式所获得的中性紫色 土胶体和砖红壤胶体表面电荷性质, 从图曲线可以 看出, pH < 7时砖红壤胶体和中性紫色土胶体表面 电位表现出降低的趋势, 分别降低了约 30% 和 15%, 砖红壤胶体的表面电荷密度也出现降低的趋 势, 降低了 0
01 C m - 2 , 约 30%左右, 而中性紫色土 胶体表面电荷密度变化较小; pH > 7时砖红壤胶体 表面电位、表面电荷密度值随 pH 的升高仍有降低 的趋势, 而中性紫色土胶体表面电位、表面电荷密 度基本保持不变