Коллоиды почвы

УСТОЙЧИВОСТЬ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ

Различают кинетическую и агрегативную устойчивость коллоидных растворов. Кинетическая устойчивость - способность долго не оседать на дно сосуда - обусловлена броуновским движением. Оседание называется седиментацией. Ей противодействует диффузия. Скорость седиментации зависит от размеров частиц, вязкости среды и разности плотностей двух фаз. Седиментация приводит к уменьшению концентрации частиц в верхних слоях и увеличению в нижних, различие концентраций сильнее для более крупных частиц. Распределение частиц по высоте раствора описывается уравнением:

C_h=C₀exp[-4p(r-r₀)r³gh/3kT]

где r - плотность частицы, r₀ - плотность среды, r - радиус частицы.

Агрегативная устойчивость - способность системы сохранять степень дисперсности. Она определяется наличием у частиц одноименных зарядов, препятствующих слипанию. Устойчивость повышается также за счет сольватных оболочек.

Самопроизвольно происходит процесс укрупнения частиц, называемый коагуляцией. Более крупные частицы быстрее оседают на дно. Коагуляция происходит под влиянием добавок электролитов и неэлектролитов, механических воздействий, сильного охлаждения или нагревания, облучения. Основным способом вызвать коагуляцию является добавка электролита, так как при этом уменьшается z-потенциал.

При действии на свежеполученный осадок некоторых электролитов, способных хорошо адсорбироваться на поверхности коллоидных частиц, происходит растворение осадка с образованием золя ( Пептизация). Моющее действие мыла связано с пептизацией. Ионы мыла адсорбируются коллоидными частицами грязи, сообщают им заряд и переводят в коллоидный раствор.

Дисперсионной средой является почвенный раствор, а дисперсной фазой - частицы почвы размером от 10^-9 до 10^-7 м. Эти частицы образуются в результате разрушения горных пород, минералов и протекающих реакций между минеральными и органическими веществами. Состав частиц отличается от состава почвы, в них больше оксидов Fe и Al, а также гумуса и меньше кремнезёма. В глинистых почвах содержится до 50% коллоидных частиц, в суглинках - до 30%, в песчаных почвах - до 3%.

Коллоидные частицы адсорбируют из среды газы, жидкости и ионы. В частности, из почвенного раствора они адсорбируют катионы K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, NH₄⁺, H⁺ и др. до полного насыщения поверхности коллоидных частиц. Дальнейшая адсорбция может происходить за счет ионного обмена. Благодаря адсорбции катионы сохраняются в почве и не вымываются водой. Катионы токсичных металлов прочнее адсорбируются и их почти невозможно удалить из почвы. Общее количество катионов, адсорбированных 100 г почвы, называется ёмкостью обмена почвы. Наибольшей ёмкостью обмена обладают чернозём и торф (до 100 мг/100 г). Если почва адсорбирует много ионов натрия и хлора, она малоплодородна и называется солончаком, если кальцием - хорошо структурированная и плодородная.

Дата добавления: 2014-01-07