比表面specific surface area

单位重量土壤胶体的总表面积，常用每克土壤胶体的总表面积（平方米），即米²/克来表示。
土壤胶体的表面可分为内表面和外表面。内表面是指膨胀性粘土矿物(如蒙脱石，蛭石等)层间的表面。外表面是指粘土矿物的外部表面以及腐殖质，游离氧化铁，游离氧化铝等胶膜的表面。
影响因素
粘土矿物组成及其性质 表1表明，粘土矿物类型不同其比表面大小差别相当大。所以，以蒙脱石和水化云母为主的黑土胶体(<2微米)有较大的比表面，而以高岭石为主的红壤和砖红壤胶体的比表面则较小(表2)。
粘土矿物或胶体所饱和的阳离子也影响比表面(表3)。

表1 粘土矿物的比表面(m²/g)

矿 物	比表面	矿 物	比表面
蒙皂石 蛭石 水化云母 高岭石 水铝英石 无定形氧化铁 纤铁矿	600～800 720～780 90～130 10～20 500～700 203～600 108～187	针铁矿 赤铁矿 三水铝石 γ-Al2O3 TiO2 MnO2 SiO2	17～90 22～88 47～58 73～117 16～20 95±5 5±1

表2 几种土壤胶体(<2μm)的比表面（乙二醇乙醚法测定）

土 壤	比表面(米2/克)	粘土矿物
黑土（黑龙江） 黄绵土（陕西） 黄棕壤（江苏） 红壤（江西） 砖红壤（广东）	506 400 423 200 156	蒙脱石（水化云母） 水化云母(蒙脱石，高岭石) 水化云母(蛭石，高岭石) 高岭石(水化云母，蛭石) 高岭石(三水铝石，氧化铁)

表3 交换性阳离子对粘土矿物比表面影响
(m²/g，乙二醇蒸气法)

矿 物	颗粒大小（微米）	Ca2+	K+
水化云母 高岭石 蒙脱石	<2 <2.5 0.2～1.0	361 88 648	240 53 440

氧化物的比表面因其组成、形态、结晶程度、存在状况如单粒或胶膜等不同而变化。无定形氧化铁的比表面要比结晶的针铁矿、赤铁矿的比表面大好多倍(表1)。人工制备的新鲜的无定形铁铝氧化物比表面约在300～500米²/克之间，一经脱水老化即缩小至原有的2%～13%。
测定方法 测定比表面的方法不同可引起比表面值较大差异，所以各种方法都有一定适用条件。
土壤胶体的有机成分和无机胶膜对表面积也有一定影响。由于它们与粘土矿物之间存在着复杂的结合关系，所以影响也较复杂。
测定
气相吸附法 这是基于BET布鲁诺(Brun-auer)、埃米特(Emmett)和特勒(Teller,1938)的气体多层吸附理论的方法。BET方法能用于单分子层吸附，也能用于多分子层吸附：式中： P为气体吸附平衡压力，帕斯卡；P0为气体在吸附温度时的饱和蒸汽压，帕斯卡；P/P0为相对压力；V为在P/P0时吸附的气体在标准状态下的体积，立方厘米； Vm为在吸附剂表面上形成一单分子层所需要的气体体积（标准状态），立方厘米； C为与吸附热有关的常数。当以P/V(P^0-P)对P/P0作图时应得一直线，其斜率为(C-1)/VmC，截矩为1/V_mC，可求出Vm，即Vm=1/(斜率+截矩)。由下式计算吸附剂比表面积S:式中： W为样品重量；δ为吸附分子的横截面积；N₀为阿佛加德罗常数。若用N2作为吸附气体，则：

S=4.36 V_m/W(米²/克)

气体吸附法测定技术复杂，要求条件也较高。由于被吸附的气体分子不能进入晶层之间，所以测定的表面积只能代表外表面积。此法不适用于膨胀性矿物。
极性有机分子吸附法 使极性有机分子以单分子层或双分子层吸附在土壤颗粒表面。根据吸附的极性有机分子的重量和大小，可算出土壤的总表面积。还可将土壤经过预处理，使膨胀性粘土矿物的晶格破坏，或将膨胀性粘土矿物的晶层阻塞，从这种条件下极性有机分子的吸附量可算出土壤的外表面积。土壤的总表面积减去其外表面积，即为土壤的内表面积。常见的极性有机分子有乙二醇、甘油、乙二醇乙醚等。此法在土壤研究中已被广泛采用。

比表面

单位质量物质的总表面积。用以评价催化剂、吸附剂及其他多孔物质性能的重要参数之一。常用的测量方法有容量吸附法、重量吸附法、流动吸附法等。