課程名稱︰土壤化學 課程性質︰必修 課程教師︰李達源 開課學院：生物資源暨農學院 開課系所︰農業化學系 考試日期（年月日）︰99年11月10日 考試時限（分鐘）：110分鐘 是否需發放獎勵金：是 試題 : 一、請說明何謂錯合離子(complex ion)和離子對(ion pairs)?何者又稱為inner-sphere complex? 何者又稱為outer-sphere complex? 請舉出在土壤溶液中之錯合離子和離 子對各一例，並寫出其穩定常數(stability constant)之表示式。 一般而言，哪個 (inner-sphere complex 或outer-sphere complex)之穩定常數較大？請解釋其原因 。(10%) 二、一含有0.01M Ca2+、0.05M Na+、0.03M Cl-、0.02M SO42-、以及0.01M HCO3-之 溶液其離子強度(ionic strength)為何？請以Davies方程式計算在此混合溶液中 Ca2+和SO42-之活度係數(activity coefficient)。請問此溶液是否會產生CaSO4 之沉澱？(10%) CaSO4之Ksp=10^(-4.6)，Davies方程式:logγ=-AZ^2{[I^0.5/(1+I^0.5)]-0.3I} A=0.511 三、請舉出1:1、2:1和2:1:1之層狀矽酸鹽礦物(layer silicates)各一例，並由其構 造解釋比較它們在CEC、比表面積(specific surface area)、膨脹性、c-軸間距 (c-spacing)大小之差異。(10%) 四、寫出具有0.3層電荷 (layer charge)，其中90%來自八面體層之同構取代 (isomorphic substitution)(Mg2+取代Al3+)，10%來自四面體層的同構取代 (Al3+取代Si4+)之一個蒙特石礦物之半單位化學式 (half unit-cell formula)。 此礦物飽和之陽離子是Na+。請畫圖表示此礦物並指出Mg2+、Al3+、Si4+和Na+的 位置，並估算其CEC。(10%) 五、什麼是下述土壤中pH依賴電荷(pH dependent charge)之主要來源?(10%) (答案須加以說明解釋) (a) 一低有機質、高度風化之礦質土壤 (b) 一低有機質、輕度風化之蒙特石土壤 (c) 一微酸性的森林土壤 (d) 一低有機質、火山灰化育之土壤 六、請說明如何從土壤中萃取出黃酸(fluvic acid)和腐植酸(humic acid)，並請說 明黃酸和腐植酸性質之差異。並請說明為何黃酸和腐植酸具有緩衝土壤pH能力、 影響土壤構造(soil structure)、影響重金屬和微量元素在土壤中動態等功能? (10%) 七、何謂離液系列(lyotropic series)? 並請以此離液系列解釋說明為何土壤膠體對 於各種陽離子有不同之親和力。(10%) 八、請寫出以Na+交換土壤膠體上之Ca2+之Gapon equation (並請註明各項之單位)。 假設已知一土壤之Gapon交換係數(KG)為 0.015 (L*mmole^(-1))^0.5，以一SAR (sodium absorption ratio)為 40 (mmole*L^(-1))^0.5之灌溉水灌溉此一土壤 ，請估算平衡時此土壤之ESR(exchangeable sodium ratio)為何？(10%) 九、何謂擴散電雙層(diffuse double layer, DDL)？請以圖說明陽離子之電荷數和 總體溶液 (bulk solution)中鹽之濃度如何影響此DDL之厚度，並解釋其原因。 並請說明DDL 之厚度如何影響黏粒之絮聚和分散。(10%) 十、請說明瞭解溶質在土壤溶液中之反應以及溶質和土壤固相之反應，以及獲得這些 反應之平衡係數對於評估植物營養要素缺乏或不平衡以及有毒金屬在土壤中移動 速率之重要性。(10%) --

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