이온교환 — 토양학 기출 모아보기

O음이온 교환용량은 pH가 증가함에 따라 감소한다.

pH가 증가하면 가변전하 표면의 -OH기가 탈양성자화되어 음전하가 늘고 양전하는 줄어들므로, 양전하에 의존하는 음이온 교환용량은 감소한다.

X토양 pH가 등전점(isoelectric point)보다 높으면 토양표면은 양전하를 갖는다.

등전점보다 pH가 높으면 표면의 -OH기가 탈양성자화되어 순 음전하를 띤다. 양전하는 pH가 등전점보다 낮을 때 나타난다.

O음이온 교환반응은 질소(NO3- )와 염소(Cl- )의 토양 내 저장과 식물체 공급에 있어서 중요한 역할을 한다.

NO3-, Cl-와 같이 약하게 흡착되는 음이온은 양전하 표면의 음이온 교환작용에 의해 일부 보유·저장되며, 이는 용탈 방지와 식물체 공급에 역할을 한다.

O인산(H2PO4- )이 토양표면에 특이적으로 흡착되면 식물에 흡수되기 어렵다.

인산은 철·알루미늄 산화물 표면과 리간드 교환으로 강하게 특이흡착(고정)되어 토양용액 중 유효 인산이 줄어들므로 식물이 흡수하기 어려워진다.

O토양에 비료로 시용한 K+, NH4+은 흡착에 의해 이동성이 감소한다.

K+, NH4+은 점토와 부식의 음전하 교환자리에 흡착되어 토양용액 중 자유 이온이 줄어들므로 용탈에 의한 이동성이 감소한다.

O양이온의 흡착세기는 수화반지름이 작을수록 증가한다.

같은 전하에서는 수화반지름이 작을수록 점토 표면에 더 가까이 접근해 강하게 흡착된다. 이 때문에 수화반지름이 큰 Na+보다 작은 K+가 더 강하게 흡착된다.

X양이온교환용량은 카올리나이트(kaolinite)가 버미큘라이트(vermiculite)보다 더 크다.

버미큘라이트는 동형치환에 의한 영구전하가 매우 커 CEC가 100~150 cmolc/kg에 이르는 반면, 1:1형인 카올리나이트는 3~15 cmolc/kg로 작다. 따라서 카올리나이트가 더 크다는 설명은 틀리다.

O양이온교환작용은 가역적이다.

양이온교환은 흡착된 이온과 용액 중 이온이 농도·전하에 따라 서로 자리바꿈하는 가역적 평형 반응이다.