
【机】 base-exchangeable ions
alkali; soda
【化】 alkali; base
exchange; interchange; change for; commute; permutation; reciprocation
replacement
【计】 exchange; swap; swapping; switching; transput; X
【医】 chiasmapy; cross-over; crossing-over
【经】 interchange; swap
ion
【化】 ion
【医】 ion
碱交换离子(Base Exchange Ions)是土壤化学和胶体化学领域的重要概念,指土壤胶体表面通过离子交换作用吸附的碱性阳离子,主要包括钙离子(Ca²⁺)、镁离子(Mg²⁺)、钾离子(K⁺)和钠离子(Na⁺)。这一过程遵循质量作用定律,可用公式表达为:
$$
text{胶体-}2text{Na}^+ + text{Ca}^{2+} rightleftharpoons text{胶体-}text{Ca}^{2+} + 2text{Na}^+
$$
其核心机制在于黏土矿物或有机质表面的负电荷点位对阳离子的选择性吸附。例如蒙脱石和伊利石等黏土矿物因晶格置换产生的永久负电荷,能优先结合高价阳离子。这种现象直接影响土壤肥力,表现为阳离子交换容量(CEC)指标,单位为cmol(+)/kg。
在农业实践中,碱交换离子比例决定土壤pH和养分有效性。高钙镁含量提升土壤结构性,而钠离子过量会导致碱化问题。环境工程领域则利用该原理开发离子交换树脂,用于重金属废水处理和硬水软化。
权威参考文献:
中提到的“酸碱反应中的离子交换”相关内容,结合化学原理,对“碱交换离子”的解释如下:
碱交换离子的定义与机制
基本概念
碱交换离子特指在碱性环境中参与离子交换反应的带电粒子(如OH⁻、Na⁺、Ca²⁺等)。离子交换是一种通过静电作用,溶液中的离子与固体材料(如树脂、黏土)表面离子发生置换的过程。
反应特点
在碱性条件下,离子交换材料(如树脂)倾向于释放OH⁻离子,同时吸附溶液中的其他阳离子(如重金属离子)。例如:
$$
text{树脂-OH} + text{Na}^+ rightarrow text{树脂-Na} + text{OH}^-
$$
应用领域(基于)
影响因素
包括pH值、离子浓度、交换材料性质等。碱性环境会增强某些阳离子的吸附能力,但过高pH可能破坏材料结构。
若需进一步了解离子交换树脂的具体类型或反应动力学,可参考化学工程或环境科学领域的专业文献。
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