Будова колоїдів, властивості, значення в грунтоутворенні, формуванні агрономічних властивостей і
27 Будова колоїдів, властивості, значення в грунтоутворенні, формуванні агрономічних властивостей і родючості грунтів
Грунтові колоїди - органічні і неорганічні (мінеральні) частки грунту, які мають розмір менше 0,0001 мм. Складають одну з фракцій гранулометричних елементів грунту.
Грунтові колоїди утворюються при роздробленні великих частинок або при конденсації внаслідок фізичного або хімічної сполуки молекул (укрупнення молекул).
Окремі колоїдні частинки, складові дисперсную фазу, називаються Міцели. Міцела складається з:
- колоїдної частинки. що складається з гранули (ядро і шар потенциалопределяющих іонів) і нерухомого шару компенсуючих іонів (шар виникає через притягання з розчину іонів протилежного гранулі знака).
- дифузійного шару компенсуючих іонів (заряд протилежний заряду гранули), утвореного під впливом електрокінетичного потенціалу між колоїдної часткою і навколишнім розчином.
Схема будови колоїдної міцели (Горбунов):
- колоїдної частинки. що складається з гранули (включає ядро і шар потенциалопределяющих іонів) і нерухомого шару компенсуючих іонів.
- дифузійного шару компенсуючих іонів.
1) По заряду в потенціалопределяющего шарі колоїди бувають:
- ацідоіди (кіслотоподобние, напр. кремнекислота, гумінових кислот) -в потенціалопределяющего шарі мають "-" заряджені іони і диссоциируют в розчин водень-іони;
- базоіди (підстави) - в потенціалопределяющего шарі мають "+" заряджені іони і посилають в розчин іони ОН.
- амфотерні колоїди (наприклад, колоїди гідроксидів Fe, Al, протеїни) - в залежності від реакції середовища поводяться то як кислоти (ацідоіди), то як підстави (базоіди).
2) По відношенню до води колоїди діляться на:
- гідрофільні - поглинають воду;
- гідрофобні - не здатні поглинати молекули води.
3) Коагуляція і пептизація колоїдів. Колоїди можуть перебувати в 2х станах - золю (колоїдного розчину) і гелі (колоїдного осаду).
Коагуляція - процес переходу колоїдів з стану золю в стан гелю. Злипання колоїдів відбувається під впливом електролітів (ацідоіди злипаються від катіонів електроліту, базоіди - від аніонів) або при взаємодії протилежно заряджених колоїдів. При висушуванні або заморожування підвищення концентрації електроліту грунтового розчину, що також викликає коагуляцію колоїдів.
Коагуляція поліпшуються фіз. властивості грунту (відбувається склеювання елементарних ґрунтових частинок в грудочки). Наприклад, іон кальцій Са2 + сприяє утворенню структури і зменшує кислотність грунтів.
Пептизація - процес переходу колоїдів з гелю в золь. Відбувається при впливі розчинів лужних солей. Наприклад, під впливом одновалентного катіона натрію спостерігається посилена гідратація колоїдів і перехід їх в стан золю.
При пептізаціі руйнується цінна структура і погіршуються властивості грунту. Так, стовпчастий горизонт солонцевих грунтів, насичений гідратованими катіонами натрію, у вологому стані набухає, а при висиханні розтріскується на великі окремо.
Органічні колоїди. Представлені в грунті гумусними кислотами і гуматами (фульвати і їх солями). Це гідрофільні колоїди - пептізіруются під дією лужних розчинів і коагулируются під впливом 2 і 3 валентних катіонів.
Мінеральні колоїди. Глинисті мінерали, гідроксиди заліза і Al. Здатні до коагуляції при впливі 2х і 3х валентних катіонів.
Органомінеральні колоїди - поглинають з ґрунтового розчину іони і молекули.
Значення колоїдів в родючості грунтів дуже велике:
- завдяки великій поглинальної здатності поглинають з ґрунтового розчину і зберігають від вимивання катіони (елементи живлення);
- завдяки клеїться здатності утворюється структура грунту (склеювання хутро-х частинок в агрегати);
- містять N, P, S і інші елементи, харчування яких переходить в доступну форму;
- чим вище в грунті колоїдної фракції, тим вище гігроскопічність грунтів і максимальна гігроскопічність (МГ).
При дерново процесі у верхній частині утворюються і накопичуються органічні і органо-колоїди.