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实验二 土壤阳离子交换量的测定
一、概述
土壤是环境中污染物迁移转化的重要场所，土壤的吸附和离子交换能力又使它成为重金属类污染物的主要归宿。污染物在土壤表面的吸附及离子交换能力又和土壤的组成、结构等有关，因此，对土壤性能的测定，有助于了解土壤对污染物质的净化能力及对污染负荷的允许程度。
土壤中主要存在三种基本成分，一是无机物，二是有机物，三是微型生物。在无机物中，粘土矿物是其主要部分。粘土矿物的晶格结构中存在许多层状的硅铝酸盐，其结构单元是硅氧四面体和铝氧八面体。四面体硅氧层中的Si4+常被Al3+离子部分取代，取代的结果便在晶格中产生负电荷。这些电荷分布在硅铝酸盐的层面上，并以静电引力吸附层间存在的阳离子，以保持电中性。这些阳离子主要是Ca2+、Mg2+、Al3+、Na+、K+、和H+等。它们往往被吸附在矿物胶体表面上，决定着粘土矿物的阳离子交换行为。
土壤中的有机物质主要是腐殖物质，它们可以分为三类。一类是不能被碱萃取的胡敏素，另一类是被碱萃取，但当萃取液酸化时析出成为沉淀物的腐殖酸，第三类是酸化是不沉淀的富里酸。这些物质成分复杂，分子量不固定，结构单元上存在各种活性基因。它们在土壤中可以提供出很大的阳离子交换能力。而且对重金属污染物在土壤中吸附、结合等行为起着重要作用。
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土壤中存在的这些阳离子可被某些中性盐水溶液中的阳离子交换。若无副反应时，交换反应可以等当量的进行。
上述反应因为存在交换平衡，因此，交换反应实际上不完全。当溶液中交换剂浓度大，交换次数增加时，交换反应趋于完全。同时，交换离子的本性，土壤的物理状态等对交换完全也有影响。
若用过量的强电解质，如硫酸溶液，把交换到土壤中去的钡离子交换下来，这是由于生成了硫酸钡沉淀，且由于氢离子地交换能力很强，交换基本完全。这样通过测定交换前后硫酸含量的变化，就可以算出消耗的酸量，进而算出阳离子交换量。这种交换量是土壤的阳离子交换总量，通常用每100g干土中的毫克当量数来表示。
二、目的要求
1、测定污灌区表层和深层土的阳离子交换总量。 2、了解污灌对阳离子交换量的影响。 三、仪器与试剂 电动离心机 离心管 50毫升 锥形瓶 100毫升 量筒 25毫升
移液管 10毫升，25毫升 滴定管 碱式25毫升 试管 25毫升
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0.1N氢氧化钠标准溶液：称2克分析纯氢氧化钠，溶解在500毫升煮沸后冷却的蒸馏水中。称取0.5克（分析天平上称）于105℃烘箱中烘干后的邻苯二甲酸氢钾两份，分别放入4滴酚酞指示剂，用配置的氢氧化钠标准溶液滴定到淡红色，再用煮沸冷却后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中扣除空白值。计算式
式中W为邻苯二甲酸氢钾的重量（克），VNaOH为耗去的氢氧化钠溶液体积（毫升）。
1N氯化钡溶液：称取62克BaCl2·2H2O溶于500毫升蒸馏水中。 酚酞指示剂1%（W/V） 硫酸溶液0.2N
土壤：风干后磨碎过200目筛 四、实验过程
1、取4个洗净烘干且重量相近的50毫升离心管，分别套在相应的称量架上，然后在扭力天平上称出重量（W克）（称准到0.005克，以下同）。往其中的两个管中各加入1克左右的污灌区表层风干土壤，另外两管中各加入1克左右的的深层凤干土，两个管及其相应的称量架均做好记号。
2、从称量架上取下离心管，用量筒向各管中各加入20毫升氯化钡溶液，加完用玻璃棒搅拌管内容物4分钟。然后用4支离心管放入离心机内，以每分钟3000转的转速离心，直到管内上层溶液澄清，
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