Что называют почвенными коллоидами
Почвенные коллоиды и их происхождение
Почвенные коллоиды образуются в процессе выветривания и почвообразования в результате дробления крупных частиц или путем соединения молекулярно раздробленных веществ. В почве хорошо развита поверхность раздела между твердой (дисперсная фаза), жидкой и газообразной (дисперсионная среда) фазами, между ними постоянно происходят процессы взаимодействия и устанавливается динамическое равновесие. Газообразная и жидкая фазы почвы вследствие присущей им подвижности обладают наибольшей изменчивостью. Твердая фаза в целом значительно более инертна, главным образом вследствие того, что входящие в ее состав соединения большей частью нерастворимы в воде.Однако некоторая доля твердой фазы способна принимать участие во многих быстро протекающих процессах благодаря присущей ей большой удельной поверхности, которая, в свою очередь, зависит от размера частиц. Эта доля твердой фазы выделяется из общей массы почвы под названием почвенного коллоидного комплекса.
Почва относится к гетерогенным полидисперсным образованиям, для которых коллоидное состояние вещества имеет большое значение. Поглотительной способностью обладают как коллоидные частицы (0,2-0, 001 мкм), так и предколлоидная фракция (0,2-1 мкм). Диаметр частиц в 1 мкм представляет собой грань, отделяющую механические элементы с резко выраженной поглотительной способностью.
Коллоиды в почвах всегда представлены сложной системой минеральных, органических и органоминеральных соединений, состав и количественное соотношение которых зависит от характера почвообразующих пород и типа почвообразования.
В большинстве почв преобладают минеральные коллоиды, на долю которых приходится 85-90% их общей массы. Они состоят главным образом из частиц глинистых минералов, которые в почве могут быть унаследованы от материнской горной породы, но могут и создаваться вновь в процессе почвообразования.
К минеральным относятся глинистые минералы (каолинит, монтмориллонит, галлуазит, гидрослюда, иллит, вермикулит и др.); гидроксиды железа, алюминия, марганца, кремния и их комплексные соли – коагели.
К органическим относятся аморфные гумусовые вещества, некоторые полисахариды и клетки наиболее мелких бактерий.
Органоминеральные коллоиды представлены сложными образованиями гумусовых веществ с минеральными коллоидами и окончательно пока не изучены.
Таким образом, большая часть почвенных коллоидов представлена минералами, имеющими кристаллическое строение. Однако в состав коллоидов входят и аморфные образования- гели гидратов окисей железа и алюминия, органического вещества.
Основное свойство коллоидов – способность к поглощению веществ из растворов как в виде молекул, так и в виде ионов. Поглощенные вещества могут обмениваться на другие, находящиеся в растворе, т.е. коллоиды обусловливают поглотительную и обменную способность почв.
С увеличением суммарной поверхности растет суммарная поверхностная энергия и возрастает химическая активность коллоидов. Удельная поверхность выше в суглинистых почвах, чем в песках и супесях, а также в гумусовом горизонте, чем в нижележащих.
Основными почвенными коллоидами являются глина, гумус, кремнезем (электроотрицательные коллоиды), алюминий и железо (электроположительные коллоиды). Коллоиды среднестатистической почвы обычно на 80 % представлены алюмосиликатами, 10 % составляют свободные полуторные окислы, 5 % гумус и 5 % кремнезем и др.
Вопрос 28. Происхождение, состав, строение почвенных коллоидов. Свойства почвенных коллоидов.
Образуются почвенные коллоиды при раздроблении более крупных частиц в процессе выветривания, путем поликонденсации и образовании гумуса, при химических реакциях между продуктами выветривания и почвообразования. Количество коллоидов в почвах различно и составляет от 1–2 до 30–40 % массы почвы.
Коллоиды как двухфазная система состоят их дисперсной фазы (коллоидные частицы) и дисперсионной среды (почвенный раствор). Свойства почвенных коллоидов зависят от размеров частиц, их состава и строения. Состав почвенных коллоидов может быть минеральным, органическим, органоминеральным.
Минеральные коллоиды – это глинные минералы, коллоидные формы кремнезема, оксиды алюминия, железа.
Органические коллоиды состоят из веществ гумусовой и белковой природы, содержать полисахариды и другие органические вещества.
Органоминеральные коллоиды представлены соединениями гумусовых веществ с глинными минералами и осажденными формами оксидов алюминия и железа.
Поглотительная способность этих трех групп соединений отличается, зависит от удельной поверхности частиц, строении коллоидов, наличия двойного электрического слоя ионов на границе раздела между дисперсной фазой и дисперсной средой.
Коллоидную частицу называют мицеллой. Ядро мицеллы представляет собой агрегат из недиссоциированных молекул какого-либо вещества. Например, глинные минералы (каолинит), гуминовые кислоты, коллоидные формы кремнезема. На поверхности ядра формируется двойной электрический слой ионов (ионогенный слой). Он состоит из внутреннего потенциалопределяющего слоя прочно связанных с ядром неподвижных ионов и внешнего слоя компенсирующих противоположно заряженных ионов. Ядро с потенциалопределяющим слоем ионов называется гранулой, гранула и слой компенсирующих ионов – частицей. Часть ионов компенсирующего слоя диффундирует в почвенный раствор, образуя внешний (диффузный) слой. В результате диффузии внешнего слоя между потенциалопределяющим и диффузным слоями возникает разность потенциалов. Она определяет заряд коллоидной частицы и называется электрокинетическим или дзета-потенциалом. Величина дзета-потенциала колеблется от 0 до 40–60 мВ. Когда электрокинетический потенциал равен 0, коллоид находиться в электронейтральном, или изоэлектрическом, состоянии. Оно называется изоэлектрической точкой коллоида.
В зависимости от состава ионов в потенциалопределяющем слое коллоиды могут иметь отрицательный, положительный или переменные заряды. Коллоиды, содержащие в потенциалопределяющем слое анионы, заряжены отрицательно и называются ацидоиды. Коллоиды, содержащие в потенциалопределяющем слое катионы, заряжены положительно и называются базоиды. Коллоиды, способные менять характер диссоциации молекул двойного электрического слоя ионов в зависимости от реакции среды, имеют переменный заряд и ведут себя как базоиды или ацидоиды. Такие коллоиды называют амфолитоиды. В условиях кислой среды, когда в растворе много ионов Н + и мало ОН – –ионов, амфолитоиды ведут себя как основания: Al(OH)3 ↔ Al(OH)2 + + OH –
Al(OH)3 диссоциирует как кислота:
Так же ведут себя при изменении реакции и коллоиды гидроксидов железа.
При диссоциации амфолитоидов в равной степени по основному и кислотному типу, коллоидная система электронейтральна.
Считается что большинство почвенных коллоидов – ацидоиды, в диффузном слое которых находятся катионы, способные к обменным реакциям. Присутствуют амфолитоиды, типичных базоидов в почве нет.
К ацидоидам относят большинство минеральных, органических, органоминеральных коллоидов. К амфолитоидам относят группы минеральных высокодисперсных форм гидроксидов железа и алюминия, некоторых глинных материалов, органических коллоидов, состоящих из белков микроорганизмов.
Наличие заряда определяет электрокинетические свойства почвенных коллоидов. В зависимости от наличия или отсутствия заряда коллоиды могут находиться в состоянии золя или геля.
Золь – коллоидный раствор. Обусловлен наличием заряда в коллоидной системе; представляет собой состояние коллоидно-раздробленного вещества.
Гель – коллоидный осадок. При отсутствии заряда в коллоидной системе дисперсная фаза укрупняется и отделяется от дисперсионной среды.
Коагуляция – переход коллоида из состояния золя в состояние геля. Коагуляция может происходить под действием электролитов, при взаимодействии двух противоположно заряженных коллоидных систем, при высушивании или замораживании почв. Коагуляция способствует образованию почвенной структуры, уменьшению связности тяжелых по гранулометрическому составу почв, сохранению от вымывания коллоидов.
Пептизация – переход от состояния геля в состояние золя. Она связана с восстановлением заряда коллоидной системы, повышением её дзета-потенциала за счет действия щелочей и щелочных солей. Например, за счет образования гумусовых солей щелочных металлов, чаще натрия. При пептизации разрушается структура, коллоиды распыляются и приобретают способность к передвижению по почвенному профилю. Верхние горизонты почв обедняются коллоидами, качество почв ухудшается.
Гидратация – способность коллоида поглощать молекулы воды. Гидрофобные коллоиды практически не гидратируются, почвы плохо смачиваются.
Вопрос 29. Ёмкость катионного обмена. Почвенно- поглощающий комплекс.
Научная электронная библиотека
4. Почвенные коллоиды
В составе почвы очень важную роль играют почвенные коллоиды (частицы мельче 0,2 мк), учение о которых было разработано К.К. Гедройцем. Почвенные коллоиды образуются в результате раздробления крупных частиц при выветривании или путем конденсации молекул или ионов. По своему происхождению и составу все почвенные коллоиды можно разделить на три группы: минеральные, органические и органо-минеральные. Минеральные коллоиды образуются в результате выветривания горных пород и минералов. Органические коллоиды образуются в процессе разложения и гумификации органических остатков. При взаимодействии гумусовых веществ с высокодисперсными минеральными частицами образуются комплексные соединения более сложного состава – органо-минеральные коллоиды. Чем тяжелее почва по механическому составу и чем больше в ней гумуса, тем больше в ней коллоидов.
Коллоиды могут находиться в двух состояниях: золя (взвеси или коллоидного раствора) и геля (студенистого, хлопьевидного или аморфного коллоидного осадка).
Коллоидная частица, иначе ее называют коллоидной мицеллой, имеет сложное строение (рис. 4).
Почвенные коллоиды благодаря их электрокинетическим свойствам играют большую роль в почвообразовании. Они способны поглощать и обменивать ионы диффузного слоя мицеллы на ионы окружающего ее раствора. На этой способности основаны методы химической мелиорации почв и внесения удобрений. От содержания коллоидов в почве зависит ее поглотительная способность. Поглотительная способность – это свойство почвы поглощать и удерживать различные вещества, находящиеся в жидком, газообразном, растворенном или взвешенном состоянии.
Всю совокупность коллоидов, обусловливающих поглотительную способность почв, академик К.К. Гедройц назвал почвенным поглощающим комплексом (ППК). Он выделил пять видов поглотительной способности почв: механическую, физическую (адсорбционную), физико-химическую (обменную), химическую и биологическую.
Механическая поглотительная способность обусловлена свойством почвы, как всякого пористого тела, задерживать в своих порах взмученные в воде частицы крупнее почвенных пор. Чем больше в почве глинистых частиц, гумуса и чем мельче почвенные поры, тем лучшей механической поглотительной способностью она обладает. Механически могут задерживаться не только почвенные частицы, но и различные микроорганизмы. Механическое поглощение имеет большое значение в почвообразовании.
Рис. 4. Схема строения коллоидной мицеллы (по Н.И. Горбунову)
Свойство почвы поглощать из раствора молекулы веществ называется физическим поглощением или молекулярной адсорбцией. Физическое поглощение обусловлено наличием на поверхности коллоидных частиц молекулярных сил притяжения, за счет которых коллоиды сорбируют вещества, находящиеся в воде в виде истинных или коллоидных растворов.
Почва поглощает не только молекулы вещества, но и ионы. Способность почвы обменивать некоторую часть ионов, находящихся на поверхности твердых частиц почвы, на эквивалентное количество ионов, находящихся в соприкасающемся с ними растворе, называется физико-химической или обменной адсорбцией. Последняя обусловлена наличием на поверхности коллоидных частиц электрического заряда (положительного или отрицательного).
Химическая поглотительная способность проявляется в том, что многие находящиеся в почвенном растворе вещества, соприкасаясь друг с другом или нерастворимой частью почвы, вступая в химические реакции, дают нерастворимые или труднорастворимые в воде соединения.
Биологическая поглотительная способность обусловлена жизнедеятельностью растений и почвенных микроорганизмов, которые усваивают из почвенного раствора и воздуха различные вещества и переводят их в органические соединения своего тела.
ПОЧВЕННЫЕ КОЛЛОИДЫ
Коллоиды представляют собой наиболее дисперсную часть твердой фазы почвы. Их размеры колеблются в пределах 0,2.0,001 мкм. Благодаря работам К. К. Гедройца свойства почвенных коллоидов, их роль в почвообразовании и плодородии почв стали предметом пристального изучения. В последующем их исследовали многие ученые: Е. Н. Гапон, А. Н. Соколовский, А. Ф. Тюлин, И. Н. Антипов-Каратаев, С. Н. Алешин, Н. И. Горбунов А. Д. Воронин, Д. ди-Глерия, Ф. Келли и др.
В коллоидной химии за верхнюю границу диаметра коллоидных частиц принимают величину 0,1 мкм, в почвоведении — 0,2 мкм. В общем это разделение условно и не имеет принципиального значения. Существенно то, что при размере менее 0,1. 0,2 мкм резко возрастает адсорбционная емкость почвенных частиц благодаря быстрому росту их удельной поверхности.
Обычно коллоидные свойства в той или иной степени начинают проявляться у частиц размером меньше 1 мкм, поэтому выделяют еще предколлоидную фракцию, объединяющую частицы размером от 1 до 0,2 мкм. Интерес к выделению и особому изучению коллоидов почвы вполне понятен, поскольку они обусловливают главные физико-химические и химические свойства почв. Коллоиды не только поглощают и удерживают ноны и органические вещества, но и служат цементом для более крупных частиц и агрегатов, влияя на структуру почвы, от которой зависит ее водно- воздушный режим.
Коллоиды образуются в процессе выветривания и почвообразования путем раздробления крупных частиц до коллоидных размеров, а также в результате соединения молекул и ионов до размеров коллоида. Содержание коллоидов в почве различно — от 1.2 до 30.40% от массы почвы. В воде они образуют коллоидные растворы или системы, состоящие из дисперсной фазы (массы коллоидных частиц) и дисперсионной среды (почвенного раствора).
Состав почвенных коллоидов. По вещественному составу коллоиды почвы бывают минеральные, органические и органо-минеральные. В большинстве своем минеральные коллоиды представлены вторичными минералами. Часть из них находится в кристаллическом состоянии. Это прежде всего глинистые минералы: монтмориллонит, каолинит, вермикулит, гидрослюды и др. Кроме них в коллоидной фракции всегда присутствует небольшая примесь тонкодисперсных первичных минералов, главным образом кварца и слюд, не проявляющих коллоидные свойства. Широко представлены в почвах влажных субтропических и тропических областей минеральные коллоиды аморфной природы. Это аллофаны, гидроксиды алюминия, железа и марганца, а также кремнезем в коллоидной форме.
Органические коллоиды состоят преимущественно из гумусовых веществ и белков. В коллоидно-дисперсном состоянии могут находиться полисахариды, лигнин и некоторые другие соединения, а также клетки наиболее мелких бактерий, диаметр которых соответствует диаметру коллоидных частиц.
Органо-минеральные коллоиды представлены соединениями гумусовых веществ с глинистыми минералами и полуторными оксидами в осажденной форме. В почвах присутствуют и многочисленные комплексные минеральные и органо-минеральные соединения коллоидной природы, образующиеся при совместном осаждении двух или нескольких веществ. Сюда относят кремне-алюминиевые и кремне-железистые образования, жгелезисто-марганцевые, органо-железисто-марганцевые и другие соединения. Вбольшинстве почв преобладают минеральные коллоиды, составляющие 85. 90% их общей массы.
Строение коллоидов. Основу коллоида составляет ядро (внутренняя часть коллоида), представляющее собой аморфное или кристаллическое вещество различного химического состава. На поверхности ядра находится слой ионов, несущих заряд (рис.). Ионы, расположенные на поверхности ядра и несущие заряд, называют потенциалопределяющими, а ядро со слоем ионов — гранулой. Заряд у различных коллоидов связан с их химическим составом и структурой. У глинистых минералов отрицательный заряд обусловлен свободными валентностями краевых ионов кислорода кристаллической решетки. Отрицательный заряд возникает и за счет изоморфного замещения в кремнекислородных тетраэдрах четырехвалентного кремния на трехвалентный алюминий, а в октаэдрах — алюминия двухвалентными ионами железа и магния. Помимо магния и железа ионы в октаэдрических слоях
Схема строения коллоидной мицеллы (поН. И. Горбунову)
могут быть замещены различными микроэлементами: в двухслойных минералах (каолините, галлуазите и др.) – медь, никель, в трехслойных минералах (монтмориллоните, нонтроните, бейделите) никель, цинк, медь СО2.
Заряд может возникать и за счет диссоциации ионов поверхностного слоя в окружающую среду- Это типично для коллоидов органической природы (гуминовых кислот и фульвокислот), гидроксидов железа и алюминия, кремниевой кислоты в коллоидной форме. Так, в кислой среде коллоидный гидроксид железа приобретает положительный заряд вследствие диссоциации в раствор гидроксильного иона. Ион ОН — соединяется с ионом водорода почвенного раствора с образованием молекулы воды, а на поверхности коллоида остается некомпенсированный положительный
Аналогичным образом ведет себя гидроксид алюминия:
В щелочной среде диссоциация гидроксильных ионов подавляется. При этом гидроксиды железа и алюминия будут продуцировать в почвенный раствор Н-ионы, а сами приобретать отрицательны заряд:
Между гранулой и окружающим раствором на границе раздела фаз возникает термодинамический потенциал, и под действием электростатических сил из раствора притягиваются ноны противоположного знака, образуя компенсирующий слой ионов. Вокруг ядра коллоида образуется двойной электрический слой, состоящий из слоя потенциалопределяющих ионов и слоя компенсирующих ионов.
Часть ионов компенсирующего слоя прочно удерживается электростатическими силами и образует неподвижный слой, находящийся в непосредственной близости к межфазной поверхности, на молекулярном расстоянии от поверхности ядра. Гранулу вместе с неподвижным слоем компенсирующих ионов называют частицей. Другая часть ионов компенсирующего слоя благодаря тепловому движению, стремящемуся равномерно распределить их во всем объеме, удалена от поверхности ядра на расстояние, превышающее молекулярное. Эти ионы образуют диффузный слой, толщина которого в разбавленных растворах колеблется от 0,001 до 0,01 мкм. Концентрация ионов с зарядом, противоположным заряду коллоида, убывает по мере удаления от его поверхности, при этом уменьшается и связь ионов с коллоидом. На определенном расстоянии силы электростатического притяжения уравновешиваются силами теплового движения, и концентрация ионов с различными зарядами выравнивается. Это расстояние и определяет толщину диффузного слоя. Между коллоидной частицей и окружающим раствором возникает электрокинетический потенциал, под влиянием которого и находятся ноны диффузного слоя. Коллоидную частицу вместе с диффузным слоем ионов называют мицеллой. Коллоидная мицелла электронейтральна, однако поскольку основная масса ее приходится на гранулу, заряд последней и рассматривается как заряд коллоида.
Свойства почвенныхколлоидов. Важнейшее свойство почвенных коллоидов — способность обменивать ноны, находящиеся в компенсирующем слое, на ионы того же знака, находящиеся в дисперсионной среде. Ионы диффузного слоя обмениваются легко, гораздо труднее обмениваются ионы неподвижного слоя. Коллоиды, имеющие в потенциалопределяющем слое отрицательно заряженные ионы, называют ацидоидами. Они несут отрицательный заряд и способны к поглощению и обмену катионов. К ацидоидам относятся коллоидная кремнекислота, гуминовые и фульвокислоты, глинистые минералы.
Коллоиды, имеющие в потенциалопределяющем слое положительно заряженные ноны, называют базоидам. Они несут положительный заряд и способны к поглощению и обмену анионов. К ним относятся гидроксиды железа и алюминия, а также белковые соединения.
Значение рН, при котором коллоид посылает в окружающий раствор одинаковое количество катионов и анионов, называется изоэлектрической точкой. При этом коллоид становится электронейтральным. Для гидроксида железа рН изоэлектрической точки равен 7,1, для гидроксида алюминия 8,1.
Среди почвенных коллоидов преобладают ацидоиды, играющие важнейшую роль в поглощении почвой катионов. В почвах с сильнокислой реакцией среды, особенно сформированных на аллитной коре выветривания, заметно возрастает роль базоидов. Такие почвы плохо поглощают катионы, но активно сорбируют анионы, особенно фосфат-ионы.
Наряду с поглощением ионов коллоиды способны притягивать к себе молекулы воды, или гидратироваться, что обусловлено проявлением поляризационных сил. При приближении молекулы воды к заряженной коллоидной частице ее электронейтральная оболочка деформируется. Хотя молекула воды остается в целом нейтральной, она принимает форму диполя. Попадая в сферу электрического поля заряженной частицы, диполи строго ориентируются, обращаясь к ней концами, несущими заряд, противоположный заряду частицы. Вокруг коллоида образуется связанная с ним пленка воды, мощность которой зависит от природы коллоида и величины заряда частицы. В зависимости от количества воды, которое удерживают коллоиды, их разделяют на гидрофильные и гидрофобные. Коллоиды, способные сильно гидратироваться, т. с. удерживать мощные водные пленки, называют гидрофильными. Это аморфная кремниевая кислота, минералы группы монтмориллонита, гумусовые кислоты. Коллоиды, слабо гидратирующиеся, называют гидрофобными. К ним относят гидроксиды железа и алюминия, минералы группы каолинита и другие вещества. Деление почвенных коллоидов на гидрофильные и гидрофобные условно. Это связано с тем, что по мере диспергирования и измельчения твердых коллоидных частиц гидратация их возрастает, они становятся более гидрофильными, чем до измельчения. На способность к гидратации влияет не только природа коллоида, но и состав ионов компенсирующего слоя, которые сами способны притягивать молекулы воды с помощью электростатических сил. Каждый ион, подобно коллоидной мицелле, окружен диполями воды. Чем больше водная пленка, тем меньше энергия поглощения иона, так как сильногидратированный ион не может достаточно близко подойти к частице. Это влечет за собой увеличение диффузного слоя и электрокинетического потенциала. Гидратация ионов возрастает от трехвалентных к одновалентным. Например, если монтмориллонит будет иметь в диффузном слое двух- и трехвалентные катионы, то гидрофильность его будет невысокой. При заполнении диффузного слоя одновалентными катионами гидрофильность монтмориллонита резко возрастет.
Важнейшее свойство почвенных коллоидов — их агрегативная устойчивость, т. е. способность коллоидной системы сохранять степень дисперсности неизменной.
В почве коллоиды могут находиться в состоянии золя или во взвешенном состоянии, разделенные жидкой фазой. Такое существование коллоидных частиц связно с наличием электрического заряда (электрокинетического потенциала) и гидратной оболочки на поверхности частиц. Электрический заряд способствует взаимному отталкиванию коллоидных частиц, а гидратная оболочка препятствует их слипанию при столкновениях друг с другом.
При насыщении коллоидов одновалентными катионами их электрокинетический потенциал значительно выше, чем при насыщении двухвалентными. Следовательно, чем больше валентность ионов компенсирующего слоя, тем меньше их электрокинетический потенциал, тем быстрее идет процесс коагуляции. К. К. Гедройц расположил все катионы по их коагулирующей способности в лиотропный ряд:
В почвах коллоиды, насыщенные одновалентными катионами обычно находятся в состоянии золя. Такие почвы характеризуются неблагоприятными агрофизичеcкими свойствами. Во влажном состоянии они сильно набухают, имеют низкую консистенцию, содержат много влаги, недоступной растениям. В сухом состоянии эти почвы очень плотные, с небольшим количеством агрономически ценных агрегатов. При замене натрия на кальций, магний или железо коллоиды переходят в гель, благодаря чему улучшаются агрофизичеcкие свойства почвы.
Коагулирующее действие электролитов проявляется также в том, что они отнимают молекулы воды от гидратной оболочки, что приводит к сжатию диффузного слоя и укрупнению частиц вследствие их слипания. Коагуляция может происходить и в результате взаимодействия разнозаряженных коллоидных частиц. Так в кислой среде взаимодействуют положительно заряженные гидроксиды железа и алюминия с отрицательно заряженными коллоидами гумусовых кислот.
Некоторые коллоиды способны переходить обратно из геля в золь. Это явление называют пептизацией. Она происходит под влиянием одновалентных катионов и при уменьшении концентрации солей в почвенном растворе. Коллоиды, которые могут легко переходить из золя в гель и обратно, называют обратимыми. Обычно легко обратимы гидрофильные коллоиды, насыщенные одновалентными катионами. Необратимая коагуляция характерна для гидрофобных коллоидов, насыщенных двух- и трехвалентными катионами.
Особый вид коагуляции — тиксотропия — самопроизвольное обратимое превращение золя в гель. При тиксотропии происходит застудневание дисперсной фазы вместе с дисперсионной средой. При механическом воздействии гель снова может перейти в золь. Это явление встречается во многих зонах. В яркой форме тиксотропия проявляется в мерзлотных и слитых почвах, а также в отдельных генетических горизонтах солонцов. Тиксотропии способствуют преобладание минералов монтмориллонитовой группы, насыщенность ППК одновалентными катионами, высокая влажность и щелочная реакция. Тиксотропная почва содержит много воды, лишена воздухопроницаемости, в ней создаются анаэробные условия и развивается процесс оглеения.
В почвах происходит и так называемый процесс старения коллоидов. При этом процессе химический и минералогический состав остается прежним, а свойства коллоидов резко изменяются. Снижается их гидрофильность, способность к адсорбции, степень дисперсности. Коллоиды утрачивают связь с дисперсионной средой и коагулируют. В дальнейшем может произойти частичная кристаллизация гелей.
Агрегативная устойчивость коллоидных систем возрастает в присутствии веществ, называемых стабилизаторами. В почвах в качестве стабилизаторов часто выступают гуматы и фульваты натрия. Они адсорбируются на поверхности гидрофобных частиц и способствуют повышению их гидратации при адсорбции на коллоидных частицах веществ стабилизация может происходить и в результате теплового движения и взаимного отталкивания гибких макромолекул, только частично связанных с коллоидами в результате адсорбции их отдельных участков.
Атрегативная устойчивость коллоидных систем имеет важное значение в процессах дифференциации веществ в почвенном профиле. Коллоиды, имеющие высокую устойчивость и длительное время находящиеся в состоянии золя, способны перемещаться в почвенном профиле на разную глубину, что приводит к формированию системы элювиальных и иллювиальных горизонтов. Мало- устойчивые коллоиды быстро выпадают в осадок.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет