㈠ 決定土壤酸鹼性的因素有哪些
土壤的鹽鹼性與降水的關系十分密切,但並不是所有地區土壤的鹽鹼性都是受降水量來決定。土壤之所以有酸鹼性,是因為在土壤中存在少量的氫離子和氫氧離子。當氫離子的濃度大於氫氧離子的濃度時,土壤呈酸性;反之呈鹼性;兩者相等時則為中性。影響土壤鹽鹼度的因素除了降水之外,現在我們更多考慮的是由於人類不合理的生產方式造成了乾旱、半乾旱地區的土壤次生鹽鹼化。土壤性質
(一)土壤吸附性
土壤中兩個最活躍的組分是土壤膠體和土壤微生物,它們對污染物在土壤中的遷移、轉化有重要作用。土壤膠體以其巨大的比表面積和帶電性,而使土壤具有吸附性。
1、土壤膠體的性質
1)土壤膠體具有巨大的比表面和表面能:比表面是單位重量(或體積)物質的表面積。定體積的物質被分割時,隨著顆粒數的增多,比表面也顯著地增大。物質的比表面越大,表面能也就越大。
2)土壤膠體的電性:土壤膠體微粒具有雙電層,微粒的內部稱微粒核,一般帶負電荷,形成一個負離子(即決定電位離子層)其外部由於電性吸引,而形成一個正離子(又稱反離子層,包括非活動性離子層和擴散層),即合稱為雙電層。
3)土壤膠體的凝聚性和分散性:由於膠體的比表面和表面能都很大,為了減小表面能膠體具有相互吸引,凝聚的趨勢,這就是膠體的凝聚性。但是在土壤溶液中,膠體常帶負電荷,即具有負的電動電位,所以膠體微粒又因相同而相互排斥,電動電位越高,相互排斥力越強,膠體微粒呈現出的分散性也越強。
影響土壤凝聚性能的主要因素是土壤膠體的電動電位和擴散層厚度,例如土壤溶液中陽離子增多,由於土壤膠體表面負電荷被中和,從而較強土壤的凝聚。此外,土壤溶液中電解質濃度、pH值也將影響其凝聚性能。
2、土壤膠體的離子交換吸附
在土壤膠體雙電層擴散層中,補償離子可以和溶液中相同電荷的離子價為依據作等價交換,稱為離子交換(或代換)。離子交換作用包括陽離子吸附作用和陰離子交換吸附作用。
每千克干土中所含全部陽離子總量,稱為陽離子交換量。土壤的可交換性陽離子有兩類:一類是致酸離子,包括H+和Al3+;另一類是鹽基離子,包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+等。當土壤膠體上吸附的陽離子均為鹽基離子,且已達到吸附飽和時的土壤,稱為鹽基飽和土壤,否則,這種土壤為鹽基不飽和土壤。在土壤交換性陽離子中鹽基離子所佔的百分數稱為土壤鹽基飽和度。它與土壤母質、氣候等因素有關。
3、土壤酸鹼性
由於土壤是一個復雜的體系,其中存在著各種化學和生物化學反應,因而使土壤表現出不同的酸鹼性。
我國土壤的pH大多在4.5~8.5范圍內,並有由南向北pH值遞增的規律性,長江(北緯330)以南的土壤多為酸性和強酸性,如華南、西南地區廣泛分布的紅壤、黃壤;pH值大多數在4.5~5.5之間,有少數低至3.6~3.8;華中華東地區的紅壤,pH值在5.5~6.5之間;長江以北的土壤多為中性或鹼性,如華北、西北的土壤大多含CaCO3,pH值在7.5~8.5之間,少數強鹼性的pH值高達10.5。
1)土壤酸度
根據土壤中H+離子的存在方式,土壤酸度可分為兩大類:
(1)活性酸度:土壤的活性酸度是土壤溶液中氫離子濃度的直接反映,又稱有效酸度,通常用pH表示。
土壤溶液中氫離子的來源,主要是土壤中CO2溶於水形成的碳酸和有機物質分解產生的有機酸,以及土壤中礦物質氧化產生的無機酸,還有施用肥料中殘留的無機酸,如硝酸、硫酸和磷酸等。此外,由於大氣污染形成的大氣酸沉降,也會使土壤酸化,所以它也是土壤活性酸度的一個重要來源。
(2)潛性酸度:土壤潛性酸度的來源是土壤膠體吸附的可代換性H+和Al3+。當這些離子處於吸附狀態時,是不顯酸性的,但當它們通過離子交換作用進入土壤溶液之後,可增加土壤的H+濃度,使土壤pH值降低。只有鹽基不飽和土壤才有潛性酸度,其大小與土壤代換量和鹽基飽和度有關。
根據測定土壤潛性酸度所用的提取液,可以把潛性酸度分為代換性酸度和水解酸度。
用過量中性鹽(如NaCl或KCl)溶液淋洗土壤,溶液中金屬離子與土壤中H+和Al3+發生離子交換作用,而表現出的酸度,稱為代換性酸度。由土壤礦物質膠體釋放出的氫離子是很少的,只有土壤腐殖質中的腐殖酸才可產生較多的氫離子。
近代研究已經確認,代換性Al3+是礦物質土壤中潛性酸度的主要來源。例如,紅壤的潛性酸度95%以上是由代換性Al3+產生的。
用弱酸強鹼鹽(如醋酸鈉)淋洗土壤,溶液中金屬離子可以將土壤膠體吸附的H+、Al3+代換出來,同時生成某弱酸(醋酸)。此時,測定出的該弱酸的酸度稱為水解性酸度。
水解性酸度一般比代換性酸度高。由於中性鹽所測出的代換性酸度只是水解性酸度的一部分,當土壤溶液在鹼性增大時,土壤膠體上吸附的H+較多被代換出來,所以水解酸度較大。但在紅壤和灰化土中,由於膠體中氫氧根離子中和醋酸,且對醋酸分子有吸附作用,因此,水解性酸度接近於或低於代換性酸度。
(3)活性酸度與潛性酸度的關系:土壤的活性酸度與潛性酸度是同一個平衡體系的兩種酸度。二者可以相互轉化,在一定條件下處於暫時平衡狀態。土壤活性酸度是土壤酸度的根本起點和現實表現。土壤膠體是H+和Al3+的儲存庫,潛性酸度則是活性酸度的儲備。土壤的潛性酸度往往比活性酸度大得多,相差達幾個數量級。
2)土壤鹼度
土壤溶液中OH -離子的主要來源是碳酸根和碳酸氫根的鹼金屬(Ca、Mg)的鹽類。碳酸鹽鹼度和重碳酸鹽度的總稱為總鹼度。不同溶解度的碳酸鹽和重碳酸鹽對土壤鹼性的貢獻不同,CaCO3和MgCO3的溶解度很小,故富含CaCO3和MgCO3的石灰性土壤呈弱鹼性(pH在7.5~8.5);Na2CO3、NaHCO3及Ca(HCO3)2 等都是水溶性鹽類,可以出現在土壤溶液中,使土壤溶液中的鹼度很高,從土壤pH來看,含Na2CO3的土壤,其pH值一般較高,可達10以上,而含NaHCO3及Ca(HCO3)2的土壤,其pH值常在7.5~8.5,鹼性較弱。
當土壤膠體上吸附的Na+、K+、Mg2+(主要是Na+)等離子的飽和度增加到一定程度時會引起交換性陽離子的水解作用。結果在土壤溶液中產生NaOH,使土壤呈鹼性。此時Na+離子飽和度亦稱土壤鹼化度。膠體上吸附的鹽基離子不同,對土壤pH值或土壤鹼度的影響也不同。
3)土壤的緩沖性能
土壤緩沖性能是指具有緩和酸鹼度發生劇烈變化的能力,它可以保持土壤反應的相對穩定,為植物生長和土壤生物的活動創造比較穩定的生活環境,所以土壤的緩沖性能是土壤的重要性質之一。
(1)土壤溶液的緩沖作用:土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其它有機酸等弱酸及其鹽類,構成一個良好的緩沖體系,對酸鹼具有緩沖作用。
(2)土壤膠體的緩沖作用:土壤膠體吸附有各種陽離子,其中鹽基離子和氫離子能分別對酸和鹼起緩沖作用。
土壤膠體的數量和鹽基代換量越大,土壤的緩沖性能就越強。因此,砂土摻粘土及施用各種有機肥料,都是提高土壤緩沖性能的有效措施。在代換量相等的條件下,鹽基飽和度愈高,土壤對酸的緩沖能力愈大;反之,鹽基飽和度愈低,土壤對鹼的緩沖能力愈大。
另外,鋁離子對鹼的也能起到緩沖作用。
(二)土壤氧化還原性
土壤中有許多有機和無機的氧化性和還原性物質,因而使土壤具有氧化還原特性。一般,土壤中主要的氧化劑有:氧氣、NO3-和高價金屬離子,如鐵(Ⅲ)、錳(Ⅳ)、釩(Ⅴ)、鈦(Ⅵ)等。主要的還原劑有:有機質和低價金屬離子。此外,土壤中植物的根系和土壤生物也是土壤發生氧化還原反應的重要參與者。
土壤氧化還原能力的大小可以用土壤的氧化還原電位來衡量。一般旱地土壤好氧化還原電位為+400~+700mV;水田的氧化還原電位在+300~-200 mV。根據土壤的氧化還原電位值可以確定土壤中有機物和無機物可能發生的氧化還原反應和環境行為。
㈡ 如何將物料中的醋酸味去掉
將物料中的醋酸味去掉的方法:
1)如果物料中不怕有醋酸鹽的話亮伏,可以採用中和的方法,將醋酸中和成醋酸鈉。例如,採用碳酸鈉,碳酸氫鈉,將pH值調整到略微偏鹼性,即判鍵喚可將醋酸全部中和掉。
2)如果不能中和,而又是低粘度的液體物料,可以採用陰離子交換樹脂,將醋酸交換到陰離子交換樹脂上,而除去。
3)其它的物掘凱料,可以採用真空汽提的方法,將醋酸味去掉。
㈢ 如果一個蛋白質只是在PH6-6.5范圍內穩定,請設計一個通過離子交換層析純化該蛋白質的實驗
你是不是說混淆了,到底是等電點在pH6-6.5?還是等電點未知,確在6-6.5穩定?
我就先按等電點來理解,回答你的問題。
如果對蛋白純化的濃度要求不高,或者待純化樣品成分簡單,雜蛋白少,就選一種離子交換層析,即陽離子離子交換層析(running buffer 設pH5.0比較合適)或陰離子交換層析(running buffer 設pH7.5比較合適)。
如果雜蛋白多,就用兩步離子交換層析,即結合陰陽離子交換層析。一般建議先做陽離子交換層析(這樣第一步可去掉核酸之類的)。不知你要多具體的步驟,先寫個大致步驟吧:
1,陽離子交換層析:將你的樣品置換到pH5.0的running buffer(一般醋酸鈉buffer)。同時裝住,平衡啥的,然後上樣,平衡,洗脫(升pH或鹽洗脫),收峰。這步就去掉等電點在6之下的大部分雜蛋白;
2,陰離子交換層析:將所收蛋白置換buffer至pH7.5的running buffer(PB),同時裝住,平衡啥的,然後上樣,平衡,洗脫(降pH或鹽洗脫),收峰。去掉pH6.5之上的大部分雜蛋白。
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如果你確實所指在6-6.5穩定,那就看你蛋白的等電點在多少了,只好選一種離子交換層析,在6.5之上就試試pH6.0的running buffer做陽離子交換層析,在6.0之下,就試試pH6.5的running buffer做陰離子交換層析。
若有疑問,歡迎繼續討論,純屬手打,歡迎採納,祝新年愉快!
㈣ 測定膨潤土(蒙脫石)陽離子交換容量CEC有什麼意義
膨潤土(蒙脫石)晶層中的陽離子具有可交換性能,在一定的物理—化學條件下,不僅Ca2+、Mg2+、Na+、K+等可相互交換,而且H+、多核金屬陽離子(如羥基鋁十三聚體)、有機陽離子(如二甲基雙十八烷基氯化銨)也可交換晶層間的陽離子。陽離子交換性是膨潤土(蒙脫石)的重要工藝特性,利用這一特性,可進行膨潤土的改型,由鈣基膨潤土改型為鈉基膨潤土、活性白土、鋰基膨潤土、有機膨潤土、柱撐蒙脫石等產品。 陽離子交換容量(Cation Exchange Capacity)是指PH值為7的條件下所吸附的K+、Na+、Ca2+、Mg2+ 等陽離子總量,簡稱為CEC。膨潤土礦陽離子交換容量和交換性陽離子是判斷膨潤土礦質量和劃分膨潤土礦屬型的主要依據, CEC值愈大表示其帶負電量愈大,其水化、膨脹和分散能力愈強;反之,其水化、膨脹和分散能力愈差。如北票市膨潤土陽離子交換容量CEC 為66.7mmol/100g,阜新市的膨潤土陽離子交換容量CEC 為85.55 mmol/100g,內蒙古優質膨潤土陽離子交換容量CEC為115—139 mmol/100g。
研究表明,蒙脫土的片層中間的CEC通常在60-120mmol/100G范圍內,這是一個比較適合與聚合物插層形成納米復合材料的離子交換容量。因為如果無機物的離子交換容量太高,極高的層間庫侖力使得無機物片層間作用力過大,不利於大分子鏈的插入;如果無機物的離子交換容量太低,無機物不能有效地與聚合物相互作用,不足以保證無機物與聚合物基體的相容性,同樣不能得到插層納米復合物材料。適宜的離子交換容量、優良的力學性能使得蒙脫土成為制備PLS納米復合材料的首選礦物。CEC值和膨潤土(蒙脫石)的內表面積與蒙脫石含量呈正相關關系,用陽離子交換容量CEC 為100mmol/100g的膨潤土和 用陽離子交換容量CEC 為61mmol/100g的膨潤土製備插層納米復合物材料,盡管層間距相差不大(d001=1.98和1.91nm),但比表面(421.5和127.2m2。g-1)和吸氨量(318.3和80.7mg。g-1)卻有較大的差別. 與原料土的比表面(76.0和90.5m2。g-1)及吸氨量(49.2和62.1mg。g-1)相比,分別增加5.5和1.4倍及6.5和1.3倍,比表面和吸氨量的增加倍數有一定的對應關系. 這說明層電荷密度主要影響材料的表面性質. 由於層間距(d001)的變化主要取決於交聯劑的大小, 因而不同層電荷密度對於採用同種的交聯劑制備材料的層間距影響不大。
測定CEC的方法很多,如定氮蒸鎦法、醋酸銨法、氯化銨-醋酸鈉法、氯化銨-無水乙醇法、氯化銨-氨水法、氯化鋇-硫酸法等。目前,膨潤土CEC測定是依據國標JC/T 593—1995(膨潤土試驗方法)。具體方法如下:
(1)方法提要
用含指示陽離子NH4+的提取劑處理膨潤土礦試樣,將試樣中可交換性陽離子全部置換進入提取液中,並使試樣飽和吸附指示陽離子轉化成銨基上。將銨基土和提取液分離,測定提取液中的鉀、鈉、鈣及鎂等離子,則為相應的交換性陽離子量。
(2)主要試劑和材料
a. 離心機:測量范圍為0~400r/min;
b. 磁力攪拌器:測量范圍為50~2 400r/min』
c. 鉀、鈉、鈣、鎂混合標准溶液〔c(0.01Na+、0.005Ca2+、0.005Mg2+、0.002K+)〕稱取0.5004g碳酸鈣(基準試劑),0.201 5g氧化鎂(基準試劑),0.5844g氯化鈉(高純試劑)和0.1491g氯化鉀(高純試劑)於250mL燒杯中,加水後以少量稀鹽酸使之溶解(小心防止跳濺)。加熱煮沸趕盡二氧化碳,冷卻。將溶液移入1 000mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻,移於乾燥塑料瓶中保存;
d. 交換液:稱取28.6g氯化銨置於250mL水中,加入600mL無水乙醇,搖勻,用1+1氨水調節pH為8.2,用水稀釋至1L,即為0.5mol/L氯化銨-60%乙醇溶液。
e. EDTA標准溶液〔c(0.01EDTA)〕:取3.72g乙二胺四乙酸二鈉,溶解於1 000mL水中。
標定:吸取10mL0.01mol/L氯化鈣(基準試劑)標准溶液於100mL燒杯中,用水稀釋至40~50mL左右。加入5mL4mol/L氫氧化鈉溶液,使pH≈12~13,加少許酸性鉻藍K-萘酚綠B混合指示劑,用EDTA溶液滴至純藍色為終點。
c1= c2·V3/ V4
式中:
c1——EDTA標准溶液的實際濃度,mol/L;
c2——氯化鈣標准溶液的濃度,mol/L;
V3——氯化鈣標准溶液的體積,mL;
V4——滴定時消耗EDTA標准溶液的體積,mL。
f. 洗滌液:50%乙醇,95%乙醇。
(3)試驗步驟
稱取在115~110℃下烘乾的試樣1.000g,置於100mL離心管中。加入20mL50%乙醇,在磁力攪拌器上攪拌3~5min取下,離心(轉速為300r/min左右),棄去管內清液,再在離心管內加入50mL交換液,在磁力攪拌器上攪拌30min後取下,離心,清液收集到100mL容量瓶中。將殘渣和離心管內壁用95%乙醇洗滌(約20mL),經攪拌離心後,清液合並於上述100mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻,待測。殘渣棄去。
交換性鈣、鎂的測定,取上述母液25mL,置於150mL燒杯中,加水稀釋至約50mL,加1mL1+1三乙醇胺和3~4mL4mol/L氫氧化鈉,再加少許酸性鉻藍K-萘酚綠B混合指示劑,用0.01mol/LEDTA標准溶液滴定至純藍色,記下讀數V5,然手用1+1鹽酸中和pH為7,再加氨水-氯化銨緩沖溶液(pH=10),再用0.01mol/LEDTA標准溶液滴至純藍色記下讀數V6。
交換性鉀、鈉的測定:取25mL母液於100mL燒杯中,加入2~3滴1+1鹽酸,低溫蒸干。加入1mL1+1鹽酸及15~20mL水,微熱溶解可溶性鹽,冷卻後溶液移入100mL容量瓶中,以水稀釋至刻度、搖勻,在火焰光度計上測定鉀、鈉。標准曲線的繪制:分取0、3、6、9、12、15mL鉀、鈉、鈣、鎂混合標准溶液於100mL容量瓶中,加入2mL1+1鹽酸,用水稀釋至刻度、搖勻。在與試樣同一條件下測量鉀、鈉的讀數,並繪制標准曲線(此標准系列分別相當於每100g樣中含有0、170、345、520、690、860mg的交換性鈉和0、60、120、175、240、295mg的交換性鉀。
(4)結果計算
鈣、鎂的含量按下式計算:
交換性鈣g/100g= (40c5V5)/(2.5m3)
交換性鎂g/100g=[ 24c5(V6-V5)]/ (2.5m3)
式中:
c5—EDTA標准溶液的實際摩爾濃度mol/L;
V6、V5—滴定時耗用EDTA標准溶液的毫升數,mL;
m3——試樣質量,g。
鉀、鈉的含量按(10)式計算:
交換性鉀(g/100g)= Kmg /(2.5m3)
交換性鈉(g/100g)= Namg/(2.5m3)
式中:
Kmg,Namg—由標准曲線上查得的鉀鈉的毫克數;
m3——試樣質量,g。