酸性条件下 H+-Ca2+在红壤表面反应的能量特征

• 作者: 卞永荣 王代长 王芳 蒋新 贺纪正
• 来源期刊: 土壤学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 土壤酸化 表面反应动力学 离子扩散 土壤缓冲机制 能量特征
• 年，卷（期）: 2004,（4）
• 页码范围: 536-543
• 页数: 8页
• 分类号: X144
• 字数: 6042字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:0564-3929.2004.04.007

摘要

用自行设计的动力学装置研究了酸性条件下H+-Ca2+在红壤表面的反应动力学能量特征.结果表明,酸性条件下Ca2+吸附分为快反应和慢反应.用一级动力学方程拟合的Ca2+最大吸附量随酸度增加显著下降,随温度升高提前达到平衡.用双常数方程描述Ca2+在吸附点位能量分布的不均匀性,用扩散速率常数计算的活化能(Eb*)随酸度的增加而增加,Ca2+扩散需克服的能障加大;△H*值为正,温度升高可促进Ca2+的扩散;△S*值均为负,说明吸附反应使体系有序度增加.原液pH为4.5和5.6时,流出液的pH急剧下降,H+表观释放量用一级动力学和双常数方程拟合为最佳模型,其次是Elovich方程、扩散方程和零级方程;pH5.6处理时H+、Al3+扩散进入溶液克服的能障比pH 4.5处理的小,后者质子扩散需热能较大而不易进行;H+扩散活化焓变为正,其扩散是吸热过程.pH 3.5时流入液比流出液的pH高,是由于土壤的缓冲作用、土壤表面质子化和硫酸根专性吸附释放羟基;当溶液中H+超过一定数量后,向颗粒表面扩散的H+量比向外释放的多,反应初期的H+消耗是快反应过程.H+消耗的活化能及热焓比其释放的低,更有利于H+的吸附,因H+对矿物的溶蚀成为速率控制步骤,H+对矿物的溶解可用扩散方程和Elovich方程描述.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	蒋新	中国科学院南京土壤研究所	127	4325	38.0	61.0
2	卞永荣	中国科学院南京土壤研究所	49	1417	20.0	37.0
3	王芳	中国科学院南京土壤研究所	202	2968	29.0	47.0
4	王代长	中国科学院南京土壤研究所	25	971	17.0	25.0
8	贺纪正	华中农业大学资源与环境学院	28	1115	18.0	28.0