Грунтові колоїди і їх походження - студопедія
Грунтові колоїди утворюються в процесі вивітрювання і грунтоутворення в результаті дроблення великих часток або шляхом з'єднання молекулярно роздроблених речовин. У грунті добре розвинена поверхню розділу між твердою (дисперсна фаза), рідкої і газоподібної (дисперсійне середовище) фазами, між ними постійно відбуваються процеси взаємодії і встановлюється динамічна рівновага. Газоподібна і рідка фази грунту внаслідок властивою їм рухливості мають найбільшу мінливістю. Тверда фаза в цілому значно більше інертна, головним чином внаслідок того, що входять до її складу з'єднання здебільшого нерозчинні в воді. Однак деяка частка твердої фази здатна брати участь у багатьох швидко протікають процеси завдяки властивою їй великий питомої поверхні, яка, в свою чергу, залежить від розміру часток. Ця частка твердої фази виділяється із загальної маси грунту під назвою грунтового колоїдного комплексу.
До складу грунтової маси входять частинки різного розміру. Найдрібніші тонкодисперсні з них з розміром менше 0,0001 мм, відносяться до колоїдам. Утворюються колоїди шляхом роздроблення більших частинок або шляхом конденсації молекул в агрегати молекул. Ці частинки проходять через звичайні фільтри, які не осідають у воді і виявляють броунівський рух - безладний рух частинок речовини, зважених в рідині або газі, що відбувається під впливом зіткнень цих частинок з молекулами навколишнього середовища.
У грунтах колоїди утворюють двофазну систему, що складається з дисперсної фази (тверді колоїдні частинки) і дисперсного середовища (грунтовий розчин). Високодисперсні системи за величиною частинок діляться на три групи: предколлоідние системи (1 мікрометр »мікрон» (10 -6 м) - 100 нанаметр (10 -9 м), колоїдні системи (діаметр частинок 100-1 нм), молекулярні розчини (менше 1 нм).
Грунт відноситься до гетерогенним полідисперсністю утворень, для яких колоїдний стан речовини має велике значення. Поглинальною здатністю володіють як колоїдні частки (0,2-0, 001 мкм), так і предколлоідная фракція (0,2-1 мкм). Діаметр частинок в 1 мкм являє собою межу, що відокремлює механічні елементи з різко вираженою поглинальною здатністю.
Колоїди в грунтах завжди представлені складною системою мінеральних, органічних і органо-з'єднань, склад і кількісне співвідношення яких залежить від характеру грунтоутворюючих порід і типу ґрунтоутворення.
У більшості ґрунтів переважають мінеральні колоїди, на частку яких припадає 85-90% їх загальної маси. Вони складаються головним чином з частинок глинистих мінералів, які в грунті можуть бути успадковані від материнської гірської породи, але можуть і створюватися знову в процесі грунтоутворення.
До мінеральних відносяться глинисті мінерали (каолініт, монтморилоніт, галлуазіт, гідрослюда, Ілліт, вермикуліт та ін.); гідроксиди заліза, алюмінію, марганцю, кремнію та їх комплексні солі - коагелі.
До органічних належать аморфні гумусові речовини, деякі полісахариди і клітини найбільш дрібних бактерій.
Органомінеральні колоїди представлені складними утвореннями гумусових речовин з мінеральними колоїдами і остаточно поки не вивчені.
Таким чином, більша частина ґрунтових колоїдів представлена мінералами, що мають кристалічну будову. Однак до складу колоїдів входять і аморфні освіти-гелі гідратів окисів заліза і алюмінію, органічної речовини.
Основна властивість колоїдів - здатність до поглинання речовин з розчинів як у вигляді молекул, так і у вигляді іонів. Заклопотані речовини можуть обмінюватися на інші, що знаходяться в розчині, тобто колоїди обумовлюють поглинальну і обмінну здатність ґрунтів.
Характерною особливістю ґрунтових колоїдів є наявність великої сумарної і питомої (поверхню грунтових частинок в м 2 або см 2 в одиниці маси або обсягу грунту) поверхні. Питома поверхня є одним з параметрів, що визначають хімічну активність грунтів, так як зі збільшенням дисперсності частинок їх хімічна активність зростає. Характеристикою розміру часток в дисперсних системах є міра дисперсності - відношення загальної поверхні всіх частинок до їх сумарного обсягу або масі частинок. Питома активність (в м 2 / г) колоїдів гумусового горизонту різних суглинкових грунтів становить: дерново-підзолисті -29, сірі лісові - 33, чорноземи - 48.
Зі збільшенням сумарної поверхні зростає сумарна поверхнева енергія і зростає хімічна активність колоїдів. Питома поверхня вище в суглинних грунтах, ніж в пісках і супісках, а також в гумусового горизонту, ніж в нижчих.
Основними грунтовими колоїдами є глина, гумус, кремнезем (електронегативні колоїди), алюміній і залізо (електропозитивні колоїди). Колоїди середньостатистичної грунту зазвичай на 80% представлені алюмосиликатами, 10% складають вільні полуторні окисли, 5% гумус і 5% кремнезем і ін.