[토양학]토양 이온의 교환 흡착 반응

소개

토양 내에서 일어나는 이온의 교환흡착 반응에 관한 이론

목차

1. 토양 콜로이드
2. 양이온 교환능력 (C.E.C.)
3. 음이온의 흡착
4. 확산이중층과 그 전위
5. 주요 이온의 이액순위와 침출순위
6. 교질물의 이온치환용량과 염기포화도

본문내용

1. 토양 콜로이드
① 토양교질물이란 토양입자 중에서 입경이 0.1이하의 미세입자를 말한다. 이에는 무기교질물과 유기교질물의 구분이 있으며, 전자는 암석의 풍화산물이 토양생성과정에서 재합성된 점토광물들을 말하고, 후자는 유기물의 분해잔사인 부식을 말한다. 이들 교질물은 미세입자이기 때문에 활성표면적이 크고 양분 • 수분을 흡착하며 이밖에 토양의 이화학적성질을 지배하는데 중요한 역할을 하고 있다.
② 그런데 토양의 무기교질물과 유기교질물은 각각 독립적인 역할을 하지만 서로 결합하여 작용하기도 하며, 토양교질물의 함량이 많은 토양일수록 토양 중 유효수분의 증발 및 유실이 적어 보수력이 클 뿐만 아니라 작물생육에 필요한 각종 무기양분의 보비력도 크다.
③ 따라서 이들 교질물의 보존유지는 토양비옥도 유지 • 증진 상 매우 중요하다. 우리나라의 경사지 밭토양이나 항시 담수하는 논토양에서는 교질물의 유실이나 용탈이 쉬우므로 그 보존관리가 큰 문제가 된다.
* 무기 콜로이드 : 점토(규산염 점토광물), 철 및 알루미늄의 가수산화이다.
* 유기 콜로이드 : 부식 (유기물이 완전 분해되기 직전의 물질)
➃ 토양 콜로이드의 성질
㉠ 음(-) 전기적 성질을 띤다.
㉡ 강한 산성토양(pH4이하)에서는 양(+)전기를 띤다.
㉠㉡은 양성 colloid이다.
그러나 일반 토양은 pH4 이하가 되지 않는다.
㉢ 등전점 : 토양의 colloid가 음전기와 양전기의 양이 같아지는 토양산도, 일반적으로 pH 3~4에서 이루어진다.

2. 양이온 교환능력 (C.E.C.)
토양에서의 양이온교환의 원리는 동적평형이다. 토양의 교질물에 흡착되어 있는 양이온은 정지되어 있는 것이 아니라 열운동에 의해 일정한 거리에 떨어져 있지만 음전하의 영향으로 일정한 가까운 범위에 머무르고 있다. 흡착(Stern층)과 확산(Gouy층)이 일어나는 이 범위를 확산이중층(diffuse double layer)이라고 하는데, 이 층에 있던 양이온들은 열운동에 의해 외부로 분산되거나 외부의 양이온이 이 층의 내부로 유입되면서 교환반응이 일어나면서 동적평형상태를 유지한다. 토양에서 발생되는 양이온들의 흡착력은 원소에 따라, 음전하의 발생 위치에 따라 차이가 있으며, 일반적으로 원자가가 크고 원자량이 큰 양이온의 교환 침투력이 크다. 양이온에 대한 상대적인 교환 침투력은 다음과 같다.

참고자료

· 없음