Грунтові колоїди і грунтовий вбирний комплекс
Тонкодисперсна частина грунту (частинки розміром менше 0, 001 мм) відіграє значну роль у фізико-хімічних процесах, що відбуваються у грунті. Колоїдна частина цієї фракції (частки розміром < 0, 0001 мм) має велику питому поверхню і високу вбир- ну здатність, яка відіграє дуже важливу роль у грунтоутворенні.
Незалежно від походження колоїди несуть на своїй поверхні заряд. Природа виникнення заряду у мінеральних колоїдів пояс- нюється так. Уламки більшості глинистих мінералів мають крис- талічну структуру. Всередині даного уламку енергетичні зв’язки між іонами, атомами чи групами атомів взаємно врівноважені, а на поверхні вони частково ненасичені. Поверхневі іони кристаліч- ної решітки діють на вільні іони грунтового розчину — відштовху- ють однойменні заряди або притягують іони з протилежним заря- дом. Явище притягання іонів колоїдною часткою називають сорб- цією (лат. sorbere—вбирання).
Сила сорбції окремого колоїду незначна. Проте при подрібнен- ні уламків, коли різко зростає питома поверхня частокданої маси, сумарний ефект дії поверхневих іонів стає значним. Заряд колоїдів органічних речовин виникає за рахунок дисоціації водневих іонів карбоксильних (СООН—) і фенолгідроксильних (ОН—) груп.
Якщо колоїдні частки знаходяться в розчині і взаємодіють з йо- го іонами, то вони набувають певної будови.
Будова колоїдної міцели. Поняття колоїдна міцела ввів у ко- лоїдну хімію швейцарський вчений грунтознавець Г. Вігнер. Осно- вою колоїдної міцели є ядро, яке являє собою складну сполуку аморфної або кристалічної будови різного хімічного складу.
На поверхні ядра розташований шар іонів, який визначає по- тенціал частки. Ядро міцели з цим шаром іонів називають гра- нулою. Між гранулою і розчином, що оточує колоїд, виникає елек- тричний потенціал, завдяки якому з розчину вбираються іони з про- тилежним зарядом. Так формується шар компенсуючих іонів. Таким чином, навколо ядра міцели утворюється подвійний електронний шар (рис. 17).
Іони компенсуючого шару, в свою чергу, розташовані навколо гранули двома шарами. Внутрішній — нерухомий шар, іони якого міцно утримуються на поверхні гранули. Гранулу разом з нерухо- мим шаром називають колоїдною часткою. Зовнішній шар компен-
суючих іонів називають ди- фузним. Іони цього шару мо- жуть еквівалентно обміню- ватись на іони грунтового розчину.
В грунтах одночасно на- явні мінеральні, органічні і органо-мінеральні колоїди Сукупність їх називають колоїдним, або грунтовим вбирним комплексом (КВК ГВК).
Рис. 17. Схема будови колоїдної міцели.
| Грунтові колоїди утво- рюються в процесі вивітрю- вання гірських порід і грун- тоутворення в результаті подрібнення крупних часток або шляхом з’єднання мо- лекулярно подрібнених ре- човин. Їх стан підпорядко- ваний законам фізичної і колоїдної хімії. В грунтових колоїдних розчинах вони становлять дисперсну фазу, де дисперсним середо- вищем є вода. Між дисперсною фазою і дисперсним середовищем постійно відбуваються процеси взаємодії, існує динамічна рівно- вага.
Фізичні властивості грунту і його родючість залежать від скла- ду КВК і кількості увібраних іонів. Здебільшого в грунтах містять- ся мінеральні колоїди груп монтморилоніту і каолініту, органічні колоїди представлені гуміновими кислотами.
|