
【機】 base-exchangeable ions
alkali; soda
【化】 alkali; base
exchange; interchange; change for; commute; permutation; reciprocation
replacement
【計】 exchange; swap; swapping; switching; transput; X
【醫】 chiasmapy; cross-over; crossing-over
【經】 interchange; swap
ion
【化】 ion
【醫】 ion
堿交換離子(Base Exchange Ions)是土壤化學和膠體化學領域的重要概念,指土壤膠體表面通過離子交換作用吸附的堿性陽離子,主要包括鈣離子(Ca²⁺)、鎂離子(Mg²⁺)、鉀離子(K⁺)和鈉離子(Na⁺)。這一過程遵循質量作用定律,可用公式表達為:
$$
text{膠體-}2text{Na}^+ + text{Ca}^{2+} rightleftharpoons text{膠體-}text{Ca}^{2+} + 2text{Na}^+
$$
其核心機制在于黏土礦物或有機質表面的負電荷點位對陽離子的選擇性吸附。例如蒙脫石和伊利石等黏土礦物因晶格置換産生的永久負電荷,能優先結合高價陽離子。這種現象直接影響土壤肥力,表現為陽離子交換容量(CEC)指标,單位為cmol(+)/kg。
在農業實踐中,堿交換離子比例決定土壤pH和養分有效性。高鈣鎂含量提升土壤結構性,而鈉離子過量會導緻堿化問題。環境工程領域則利用該原理開發離子交換樹脂,用于重金屬廢水處理和硬水軟化。
權威參考文獻:
中提到的“酸堿反應中的離子交換”相關内容,結合化學原理,對“堿交換離子”的解釋如下:
堿交換離子的定義與機制
基本概念
堿交換離子特指在堿性環境中參與離子交換反應的帶電粒子(如OH⁻、Na⁺、Ca²⁺等)。離子交換是一種通過靜電作用,溶液中的離子與固體材料(如樹脂、黏土)表面離子發生置換的過程。
反應特點
在堿性條件下,離子交換材料(如樹脂)傾向于釋放OH⁻離子,同時吸附溶液中的其他陽離子(如重金屬離子)。例如:
$$
text{樹脂-OH} + text{Na}^+ rightarrow text{樹脂-Na} + text{OH}^-
$$
應用領域(基于)
影響因素
包括pH值、離子濃度、交換材料性質等。堿性環境會增強某些陽離子的吸附能力,但過高pH可能破壞材料結構。
若需進一步了解離子交換樹脂的具體類型或反應動力學,可參考化學工程或環境科學領域的專業文獻。
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