土壤阳离子交换综述
土壤阳离子交换量的大概数值
土壤阳离子交换量的大概数值阳离子交换量（CEC）是土壤中阳性离子（如钾、钙、镁、铵离子等）的含量，也可以从另一个角度被称为土壤中的碱性可溶性质量。
CEC是土壤碱性可溶性质量的另一个量化表示方式，一般来说，在合适的pH值（一般在5-7）情况下，CEC可以作为土壤肥力的一个重要指标。
一般情况下，土壤中的CEC由阴离子和阳离子共同决定，在实际应用中，CEC一般以阳离子的质量来计算，因为阴离子一般质量较低，一般而言，CEC的含量可以作为土壤碱性可溶性质量的一个量化表示。
土壤中的CEC的大概含量一般从0.5到100mmolc/Kg，体的数值与几种因素有关，如土壤的类型、含量、pH值、温度、水分等。
以沙质土壤为例，其CEC含量一般为50150mmolc/Kg，其含量在腐殖质土壤中要高出许多，一般为150300mmolc/Kg，而黏质土壤中的CEC含量为100-200mmolc/Kg，其中有粘性土壤的CEC含量最高，一般达到300mmolc/Kg。
另外，土壤中CEC的数值也可以通过添加消缺量来改变，总的来说，消缺量一般有石灰石膏（CaCO3）、水熔碱（石灰）、硫酸钾等，通过添加不同的消缺量，可以改变土壤中CEC的数值。
如果土壤中CEC含量太高，可以添加硫酸钾，如果土壤中CEC含量太低，可以添加石灰石膏等。
此外，土壤中CEC的数值也可以通过复氮技术来改变，复氮技术是一种以氨基酸类物质为原料采取氮素复合物，然后加以在土壤中稳定贮存，来提高土壤中CEC的一种技术。
也可以通过有机肥料技术，加入一定量的有机肥，可以提高土壤的CEC值，一定程度上也能提高土壤的肥力。
综上所述，土壤中CEC的大概数值一般从0.5到100mmolc/Kg，其中，土壤类型、含量、pH值、温度、水分等因素会影响CEC的大概值，此外，还可以通过消缺量和复氮技术等，来改变土壤中CEC的大概数值。
第8章 土壤阳离子交换量分析.ppt.Convertor
第八章土壤阳离子交换性能的分析P152第一节概述土壤中阳离子交换作用，早在19世纪50年代已为土壤科学家所认识。
当土壤用一种盐溶液（例如醋酸铵）淋洗时，土壤具有吸附溶液中阳离子（例如铵离子）的能力，同时释放出等量的其它阳离子如Ca 2+、Mg2+、K+、Na+等交换性阳离子。
在交换中还可能有少量的金属微量元素和铝。
Fe3+ (Fe2+)一般不作为交换性阳离子，因为它们的盐类容易水解生成难溶性的氢氧化物或氧化物。
土壤吸附阳离子的能力用吸附的阳离子总量表示，称为阳离子交换量[cation exchange capacity，简作（Q）]，其数值以厘摩尔每千克（cmol·kg-1）表示。
土壤交换性能的分析包括土壤阳离子交换量的测定、交换性阳离子组成分析和盐基饱和度、石灰、石膏需要量的计算。
土壤交换性能是土壤胶体的属性。
土壤胶体有无机胶体和有机胶体。
土壤有机胶体腐殖质阳离子交换量200～400cmol·kg -1。
无机胶体包括各种类型的粘土矿物，其中2:1型的粘土矿物如蒙脱石的交换量为60～100cmol·kg-1，1:1型的粘土矿物如高岭石的交换量为10～15cmol·kg-1。
因此，不同土壤由于粘土矿物和腐殖质的性质和数量不同，阳离子交换量差异很大。
例如东北的黑钙土的交换量为30～50cmol·kg-1，而华南的土壤阳离子交换量均小于10cmol·kg-1：这是因为黑钙土的腐殖质含量高，粘土矿物以2:1型为主；而红壤的腐殖质含量低，粘土矿物又以1:1型为主。
阳离子交换量的测定受多种因素影响。
例如交换剂的性质、盐溶液的浓度和pH等，必须严格掌握操作技术才能获得可靠的结果。
作为指示阳离子常用的有NH4+、Na+、Ba 2+，亦有选用H+作为指示阳离子。
各种离子的置换能力为：Al 3+ > Ba2+> Ca 2+> Mg 2+> NH4+> K+> Na+。
土壤阳离子交换性能的分析
土壤阳离子交换性能的分析1.1概述土壤中阳离子交换作用，早在19世纪50年代已为土壤科学家所认识。
当土壤用一种盐溶液（例如醋酸铵）淋洗时，土壤具有吸附溶液中阳离子的能力，同时释放出等量的其它阳离子如Ca2+、Mg2+、K+、Na+等。
它们称为交换性阳离子。
在交换中还可能有少量的金属微量元素和铁、铝。
Fe3+ (Fe2+)一般不作为交换性阳离子。
因为它们的盐类容易水解生成难溶性的氢氧化物或氧化物。
土壤吸附阳离子的能力用吸附的阳离子总量表示，称为阳离子交换量[cation exchange capacity，简作（Q）]，其数值以厘摩尔每千克（cmol·kg-1）表示。
土壤交换性能的分析包括土壤阳离子交换量的测定、交换性阳离子组成分析和盐基饱和度、石灰、石膏需要量的计算。
土壤交换性能是土壤胶体的属性。
土壤胶体有无机胶体和有机胶体。
土壤有机胶体腐殖质的阳离子交换量为200～400cmol·kg-1。
无机胶体包括各种类型的粘土矿物，其中2:1型的粘土矿物如蒙脱石的交换量为60～100cmol·kg-1，1:1型的粘土矿物如高岭石的交换量为10～15cmol·kg-1。
因此，不同土壤由于粘土矿物和腐殖质的性质和数量不同，阳离子交换量差异很大。
例如东北的黑钙土的交换量为30～50cmol·kg-1，而华南的土壤阳离子交换量均小于10cmol·kg-1，这是因为黑钙土的腐殖质含量高，粘土矿物以2:1型为主；而红壤的腐殖质含量低，粘土矿物又以1:1型为主。
阳离子交换量的测定受多种因素影响。
例如交换剂的性质、盐溶液的浓度和pH等，必须严格掌握操作技术才能获得可靠的结果。
作为指示阳离子常用的有NH4+、Na+、Ba2+，亦有选用H+作为指示阳离子。
各种离子的置换能力为Al3+> Ba2+>Ca2+> Mg2+> NH4+> K+> Na+。
7第七章 土壤阳离子交换性能的分析
① Ca2+、Mg2+ 的总量 以铬黑T为指示剂（加缓冲液） ② Ca2+的量 Ca指示剂，用NaOH调pH>10，使Mg沉淀。
注意：
三乙醇胺：掩蔽剂，排除Fe3+、Al3+等的干扰。 盐酸羟胺：保持还原条件，防止铬黑T被氧化失效（在碱性液
中，铬黑T易氧化而褪色 ）
酸度控制（pH）：单测Ca2+时， pH>10.
玻璃电极与泥糊接触
土壤pH（活性酸）的测定
操作步骤 仪器校准 测定 注释（P165）
二、土壤交换酸的测定 （容量指标）
土壤用一种盐溶液处理，然后用标准碱滴定滤液中的酸，称 总酸度，包括活性酸和潜在酸。
BaCl2-TEA法 潜在总酸度 1N 中性NH4OAc 交换酸总量 1N KCl或0.2M CaCl2 盐可提取酸度 NaOAc（用于强酸性土，Al3+） 土壤水解性总酸度
（5）EDTA—铵盐快速法（中性、酸性、石灰性土壤都适用）
0.5M EDTA和1N NH4OAc配合液作交换剂 ，EDTA与阳离 子(Ca、Mg)形成络合物，NH4+再代换。
二、CEC的测定（NH4OAc淋洗法）
原理：
第一步进行完后：
NH4+交换，查Ca2+：确保所有交换 性阳离子已被置换完全； 乙醇洗余NH4+ ，查NH4+：确保乙醇 把多余的NH4OAc淋洗液去除完； （1）
溶解: K2CO3 …+ 2HCl(过量) → 2KCl+CO2↑+H20 滴定： HCl （过量）+ NaOH → NaCl + H20 问题讨论：
1. 其他碳酸盐类（Fe，Al）也会消耗HCl，结果偏大。
阳离子交换量：一般而言,土壤胶体表面带负电, 能够把土 …
阳离子交换量：一般而言，土壤胶体表面带负电, 能够把土壤溶液中的阳离子通过静电吸附过程吸附到土壤胶体表面, 这为阳离子吸附。
相反地, 土壤胶体表面吸附阳离子转移到土壤溶液中称为阳离子解吸。
吸附-解吸处于动态的平衡之中。
阳离子交换量是土壤所能吸附和交换的阳离子的容量（cmol(+)/kg），反映了土壤CEC实际上是土壤所带负电荷的数量，它与土壤胶体的比表面和表面电荷有关，受土壤质地、有机质含量、土壤胶体类型和土壤溶液的pH制等因素的影响。
土壤 阳离子交换性能的分析
一、交换方法：
1、多次淋洗或离心交换法： • 根据化学平衡移动规律，用交换剂多次淋 洗（或离心）土壤，使交换完全。此法交 换程度完全，但费时。 2、一次平衡交换法（快速测定法）： • 土样加入交换剂，振荡后过滤，此法交换 不完全，但简便、快速，可满足一般分析 的要求。
二、交换剂的选择
1、影响CEC测定的因素： 交换剂性质 不同交换剂阳离子交换土壤阳离子的能力不同： Al3+＞Ba2+＞Mg2+＞H+＞NH4+＞K+＞Na+ 交换剂盐浓度： 越高，交换能力越强 交换剂pH值 (1) CEC由土壤胶体表面净负电荷总量决定，无机、有机 胶体官能团产生的正负电荷和数量常因溶液pH改变而改变。 (2)酸性土壤中，一部分负电荷可能为带正电荷的铁、铝 氧化物所掩蔽，一旦溶液pH升高，铁、铝氧化物沉淀而增 强土壤胶体负电荷。
因此，测量土壤CEC时交换剂常具有一定的pH缓冲性能。
2、交换剂的选择
（1）酸性和中性土壤： 一般用pH 7.0的1 mol/L NH4OAc作交换剂。 优点： a、土壤中NH4+含量很少，不干扰测定； b、NH4+易除去，在淋洗多余的NH4+时，不易引起土壤分散； c、交换到土壤上的NH4+，测定方法多（蒸馏、比色等），简 便。 注意： 含蛭石多的土壤能固定NH4+，使测值偏低，所以不能用 NH4OAc法，可改用其它交换剂，如Na+、Ba2+的盐溶液。 NH4OAc交换剂不适合于石灰性土壤，因为它对石灰质溶 解性大（如对CaCO3、MgCO3）。
H+
Al3+
H+
Soil Clay
Al3+ Ca2+ 2+ 2+ Mg Mg Ca2+ Soil Solution NH4+ NH4+ K+ + + + K Na Na
第六章 二、土壤阳离子交换作用
土壤中阳离子交换量的测定
土壤中阳离子交换量的测定土壤是农业生产的基础，而土壤中阳离子交换量（Cation Exchange Capacity，简称 CEC）是评价土壤肥力和土壤质量的重要指标之一。
它反映了土壤保持和供应植物所需养分离子的能力，对于合理施肥、土壤改良以及环境保护都具有重要意义。
那么，如何准确测定土壤中的阳离子交换量呢？阳离子交换量指的是在一定 pH 值条件下，每千克土壤所能吸附的全部交换性阳离子的厘摩尔数（cmol/kg）。
这些阳离子包括钾（K⁺）、钠（Na⁺）、钙（Ca²⁺）、镁（Mg²⁺）、铵（NH₄⁺）等。
土壤中的胶体物质，如黏土矿物、腐殖质等，带有负电荷，能够吸附这些阳离子，并在一定条件下与溶液中的其他阳离子进行交换。
测定土壤阳离子交换量的方法有多种，常见的有乙酸铵法、氯化铵乙酸铵法等。
下面以乙酸铵法为例，介绍一下测定的具体步骤。
首先，需要准备实验所需的仪器和试剂。
仪器包括离心机、电动振荡器、火焰光度计等；试剂有乙酸铵溶液（pH 70）、乙醇、氧化镁等。
接着，进行土壤样品的采集和处理。
采集的土壤样品要具有代表性，去除其中的杂质，如石块、植物残体等，然后将其风干、磨细，并通过一定孔径的筛子。
然后，进行样品的预处理。
称取一定量的土壤样品放入离心管中，加入乙酸铵溶液，在电动振荡器上振荡一定时间，使土壤中的阳离子充分与乙酸铵溶液中的铵离子进行交换。
振荡结束后，离心分离，倒掉上清液。
用乙醇洗涤样品，以去除多余的乙酸铵，然后再次离心，倒掉上清液。
接下来，将处理后的样品放入烘箱中烘干，然后加入氧化镁进行蒸馏。
蒸馏出的氨用硼酸溶液吸收。
最后，用标准酸溶液滴定吸收液，根据滴定所消耗的酸量，计算出土壤中阳离子交换量。
在测定过程中，需要注意以下几点：1、实验操作要规范、准确，严格按照实验步骤进行，以减少误差。
2、试剂的配制要精确，浓度要符合要求。
3、仪器要校准，确保测量结果的准确性。
此外，不同类型的土壤，其阳离子交换量的范围有所不同。
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土壤中阳离子交换量测定综述
摘要; 土壤阳离子交换量是随着土壤在风化过程中形成，一些矿物和有机质被分解成极细小的颗粒。
化学变化使得这些颗粒进一步缩小，肉眼便看不见。
这些最细小的颗粒叫做“胶体”。
每一胶体带净负电荷。
电荷是在其形成过程中产生的。
它能够吸引保持带正电的颗粒，就像磁铁不同的两极相互吸引一样。
阳离子是带正电荷的养分离子，如钙（Ca)、镁（Mg)、钾（K)、钠（Na)、氢（H)和铵(NH4)。
粘粒是土壤带负电荷的组份。
这些带负电的颗粒（粘粒）吸引、保持并释放带正电的养分颗粒（阳离子）。
有机质颗粒也带有负电荷，吸引带正电荷的阳离子。
砂粒不起作用。
阳离子交换量（CEC)是指土壤保持和交换阳离子的能力，也有人将它称之为土壤的保肥能力
关键词阳离子交换量：氯化钡
化钡一硫酸强迫交换法
正文.
2.1原理
氯化钡一硫酸强迫交换法f简称氯化钡法。
下同1其原理是：土壤中存在的各种阳离子可被氯化钡(BaCl2)水溶液中的阳离子(Ba2+ )）等价交换。
土壤B aCl2溶液处理。
使之和Ba2+ 饱和，洗去剩余的B aC乜溶液后，再用强电解质硫酸溶液把交换到土壤中的Ba2+交换下来。
由于生成了硫酸钡沉淀，而且氢离子的交换吸附能力很强，使交换反应基本趋于完全。
这样通过测定交换反应前后硫酸含量的变化，可以讣算出消耗硫酸的量，从而计算出阳离子交换量。
1.2.2操作步骤
A、称取过2mm筛孔土样2g至100 ml离心管，向管中加入30 ml BaC l2（0.5m olL-1）溶液，用带橡皮头玻璃棒搅拌3～5min后，以3000r/m讪转速离心至下层土壤紧实为止。
弃其上清液，再加30mlBaC L溶液，重复上述操作。
B、在离心管内加50 ml蒸馏水，用橡皮头玻璃棒搅拌3～5min后，离心沉降，弃其上清液。
重复数次。
直至无氯离子f用硝酸银溶液检验1。
C、移取25. 00 ml 0.1 moIL-1。
1（浓度需标定1的硫酸溶液至离心管中，搅拌分散土壤，用振荡机振荡15min后。
将离心管内溶液全部过滤入250m1锥形瓶中，用蒸馏水冲洗离心管及滤纸数次，直至无硫酸根离子f用氯化钡溶液检验在锥形瓶中，加1～2滴酚酞指示剂，再用0. 1molL-1 f浓度需标定）标准氢氧化钠溶液滴定，溶液转为红色并数分钟不褪色为终点。
D、在锥形瓶中, 加1~ 2滴酚酞指示剂, 再用0.11molL- 1 (浓度需标定) 标准氢氧化钠溶液滴定, 溶液转为红色并数分钟不褪色为终点
E、CEC值计算：
[C (H2 SO4 ) x 50-NxB(NaOH)] x 100／
(Wo×K2)
式中：CEC -土壤阳离子交换量。
cmokg-1；
C-标准硫酸溶液浓度，moIL-1：
B-滴定消耗标准氢氧化钠溶液体积，ml
Wo-称取昀土样重，g
N-标准氢氧化钠溶液的浓度，m 01L。
1
K2 -水分换算系数。
2试剂及设备
A、氯化钡溶液：称取60 g氯化钡(BaC l2 2H2O )溶于水中，转移至500 ml容量瓶中，用蒸馏水定容。
B、0. 1%酚酞指示剂(W/V)：称取0.1 g酚酞溶于100 m190%的乙醇溶液中。
C、硫酸溶液(0.1 moIL-1)：移取5.36 ml浓硫酸至1000m l容量瓶中。
用水稀释至刻度后，用标准氢氧化钠溶液标定浓度。
D、标准氢氧化钠溶液(0.1 molL-1）：称取2g氢氧化钠溶解于500 ml煮沸后冷却的蒸馏水中，其浓度需要标定。
E、氢氧化钠溶液标定方法：各称取两份0.5000g邻苯二甲酸氢钾（预先在烘箱中105℃烘干）于250 ml锥形瓶中，加100 ml煮沸后冷却的蒸馏水溶解，再加4滴酚酞指示剂，用配制好的氢氧化钠溶液滴定至淡红色。
再用煮沸后冷却的蒸馏水做一个空白试验。
并从滴定邻苯二甲酸氢钾的氢氧化钠溶液的体积中扣除空白值。
计算公式如下
N N 2OH =Wx100/(V1 - V0 )x 204.23
式中：
（NaOH）——氢氧化钠溶液浓度，moIL。
1；
W-邻苯二甲酸氢钾的重量，g
V1-滴定邻苯二甲酸氢钾消耗的氢氧化钠体积。
ml
V o-漓定空白蒸馏水消耗的氢氧化钠体积，ml
204.23 -邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量。
gmol-1
分析
土壤阳离子交换量(CEC)是指土壤胶体所能吸附各种阳离子的总量。
本文用氯化钡一硫酸强迫交换法，土壤样本的CEC值。
氯化钡一硫酸强迫交换法较乙酸铵离心交换法测定结果重复性强；氯化钡一硫酸强迫交换法测定结果受土壤rH值影响较大。