14. Происхождение, состав и свойства почвенных коллоидов. Какие виды поглотительной способности связаны с коллоидами почвы?

Определение и значение коллоидов

Высокодисперсная часть почвы состоит преимущественно из коллоидов. Почвенные коллоиды – совокупность почвенных частичек размером от 1 до 100 нм. Таким образом, коллоидные растворы занимают промежуточное положение между истинными, или молекулярными растворами (размер частичек 100 нм), с другой.

Почву относят к сложной полидисперсной системе – в ее состав входят частицы различного размера. Исключительно важную роль играет высокодисперсная часть почвы. Она представлена частицами, имеющими размер меньше 0,001 мм. Их содержание в почве может колебаться от 1–2% до 30–40% к массе почвы. Значение высокодисперсной части почвы состоит в том, что она во многом определяет физические и водно-физические свойства почвы, режим питания растений, поглотительную способность почвы.

Происхождение почвенных коллоидов

Происхождение почвенных коллоидов может быть связано с

• Лиспегацией (раздроблением) более крупных частичек, что происходит при выветривании пород.

• В результате активизации поликонденсации и полимеризации низкомолекулярных органических соединений.

Состав коллоидов

По составу бывают

1. Минеральные коллоиды

2. Органические коллоиды

3. Органоминеральные коллоиды.

1. Минеральныеколлоиды представлены преимущественноглинистыми, а также некоторымипервичными минералами(например, кварц), измельченными до коллоидного состояния. Кроме того, минеральные коллоиды образуют гидрооксиды кремния SiO2 • пН2О; железа Fe(OH)3 • пН2О, алюминия А1(ОН)3 • п Н2О, марганца Мп2О3 • пН2О. На долю минералов коллоидов приходится около 80–90 % от массы всех коллоидов почвы.

2. Органическиеколлоиды образуются при гумификации органического вещества. Представлены в почве гумусовыми кислотами и их солями: гуматами, фульватами, алюмо-железогумусовыми соединениями.

3. Органо-минеральныеколлоиды - комплексные соединения сложного состава образующиеся при взаимодействии гумуса с высокодисперсными минералы частичками почвы

Свойства коллоидов

Способность почвы поглощать жидкости, газы, солевые растворы и удерживать твердые частицы называется поглотительной способностью почвы. Она обусловливает удерживание почвой различных растворимых соединений, в том числе биологически важных для жизни растений и микроорганизмов элементов питания.

Решающее значение в явлениях поглотительной способности почв принадлежит тонкодисперсным частицам размером менее 0,2 мкм (0,0002 мм), так называемым коллоидам. При раздроблении (диспергировании) частиц нерастворимого вещества почвы резко возрастает их удельная поверхность. Так, у почвенных коллоидов удельная поверхность достигает 10 - 50 м2 и более на 1 г вещества. Этим, в частности, и объясняется высокая активность почвенных коллоидов при поглощении и других физико - химических процессах, происходящих в почве.

Виды поглотительной связи связанные с коллоидами почвы

Неспецифическая, или обменная, сорбция катионов — способность катионов диффузного слоя почвенных коллоидов обмениваться на эквивалентное количество катионов соприкасающегося с ним раствора. Обменные катионы составляют небольшую часть от их общего содержания в почве. В обменном состоянии в почвах обычно находятся

В незначительных количествах могут встречаться и иные катионы

Основными закономерностями обменной сорбции катионов являются:

1) эквивалентность обмена между поглощенными катионами почвы и катионами взаимодействующего раствора. Термодинамическая константа полностью обратимого (равновесного) обмена двух одинаково заряженных катионов А и В должна быть равна 1:

где — активности катионов в поглощенном состоянии и в равновесном окружающем растворе;

2) в ряду разновалентных ионов энергия поглощения возрастает с увеличением валентности иона:

Под энергией поглощения понимается относительное количество поглощения катионов почвами при одинаковой их концентрации в растворе;

3) энергия поглощения определяется радиусом негидратиро ванного иона: чем меньше радиус, тем слабее связывается ион.

Это объясняется большей плотностью заряда, а следовательно, и большей гидратированностью иона. Гидратационные оболочки изменяю свойства ионов: уменьшают их чувствительность к электростатическому притяжению, изменяют соотношение между размерами ионов;

4) внутри рядов ионов одной валентности энергия поглощения возрастает с увеличением атомной массы, атомного номера. В соответствии с указанными общими закономерностями имеются следующие ряды поглощения ионов: одновалентные: двухвалентные: трехвалентные: Ион или (оксоний) сорбируется аномально прочно, что обусловлено его малым размером и способностью давать со многими анионами слабодиссоциированные соединения.