[토양학] 토양화학 (토양유기교질물, 교질의 전기이중층)

토양유기교질물, 교질의 전기이중층

토양유기교질물, 교질의 전기이중층

토양유기교질물 (= 토양유기물의 의미!)

• 토양유기교질물이란? 미생물포함 동식물유기체 + 부식(humus)
  (부식 : 토양유기물이 변하여 형성된 안정한 고분자량의 물질)
• 표층+A층에서 무기광물질과 혼합되어 존재하는 생명력없는 유기물질
• 토양유기교질물은 좁은의미에서 부식을 지칭하는 말이다.
• 토양유기물이 교질의 특성을 나타내는 것은 부식 때문이다.

<부식(humus)>

- 비결정질로 교질의 특성이 강함 - 비표면적과 흡착능이 층상의 점토광물(layer silicate clay)에 비해 훨씬 큼. - 등전점이 pH3정도로 낮으므로 pH가 3이상이면 순음전하를 가짐, pH가 높아질수록 순음전하도 증가함.    (등전점이란? +전하와 -전하가 같아지는 매시점) - 부식이 가지는 음전하의 약 55%가 carboxyl기의 해리에 의한것    R-COOH⁺₂ < --- R-COOH ---> R-COO⁻                       H⁺                   OH⁻

교질의 전기이중층

• 전기이중층 : 음전하를 띄는 soil colloid 표면에 양전하를 가진 이온들의 흡착, 따라서(-)층, (+)층이 형성.

1) Helmholtz의 전기이중층 모델

= 가장간단한 모델, 교질표면의 이온분포를 정확히 나타내지 못함.

 

2) Gouy-chapman 의 전기이중층 모델

• 교질표면에 (-)전하가 많으면, 확산되어 나가려는 부분이 커지고, 확산이 쉽게된다.
• 확산전기이중층(diffuse electric double layer)

3) stern의 전기이중층 모델

• 교질표면에 반대이온이 특이적으로 흡착되어 고정층을 형성하고, Stern 층과 확산이중층의 두가지 층이 외측부분을 형성

전하와 양이온의 종류 및 농도별 확산층이 두께

• DDL(확산이중층)의 두께가 두꺼움 : 교질표면(-)가 강할수록 이온농도가 낮아 확산이 쉽게된다.
• DDL(확산이중충)의 두께가 얇음 : 토양용액 중 (+)이온 농도가 높을수록, (+)이온 전하가 클수록, 이온이 작을수록, 이온의 수화도가 작을수록~

전기이중층과 교질물의 응집 및 분산

• 응집 : 토양용액중 총 이온농도가 높을 경우, 특히 다가이온(+2, +3)이 많을 경우
• 분산 : +1가 이며 수화가 잘되는 이온이 많을 경우