Поиск

Почвенные коллоиды и почвенные растворы
28.10.2015

Почва представляет собой полидисперсную систему, в которой первичные механические частицы и агрегаты имеют самые разнообразные размеры, колеблющиеся от сантиметров до микронов и микромикронов. С уменьшением диаметра частиц дисперсные системы приобретают ряд своеобразных свойств, обязанных значительному увеличению внутренней суммарной поверхности тела. Об увеличении внутренней поверхности дисперсных систем по мере уменьшения размера составляющих их частиц можно судить по данным Оствальда, приведенным в табл. 78.

Почвенные коллоиды и почвенные растворы

По подсчетам К.К. Гедройца, внутренняя поверхность 20-сантиметрового пахотного слоя на 1 га растет в зависимости от диаметра частиц, слагающих почву, в следующем порядке:
Почвенные коллоиды и почвенные растворы

Внутренняя поверхность коллоидных систем (с диаметром частиц, меньше 0,30—0,25—0,1 мк) отличается очень большими размерами и достигает 1000—3000 м2 на 1 г вещества.
Почвенные коллоиды и почвенные растворы

В разбавленном состоянии коллоидные системы отличаются весьма высокой устойчивостью. Они могут фильтроваться через грубые среды, но не проходят через плотные фильтры и не диффундируют через полупроницаемые перепонки и клеточные мембраны. Коллоидные частицы видны в ультрамикроскопе.
Дисперсные системы с диаметром частиц меньше 1 ммк представляют собой уже молекулярные растворы, способные диффундировать и проходить через полупроницаемую перепонку. Частицы этих систем в ультрамикроскоп обычно не видны.
Именно в дисперсных системах с частицами коллоидного размера развиваются те важнейшие свойства, которые отличают коллоидные системы от молекулярных и ионных растворов, с одной стороны, и от грубых дисперсий и суспензий — с другой. Коллоидно-дисперсные системы, имея гигантскую внутреннюю поверхность, обладают большой свободной энергией, резко выраженной поглотительной способностью, свойствами коагуляции и пептизации, набухания и связывания жидкости.
Содержание почвенных коллоидов в почвах редко превышает 30—40% по весу, однако многие важные свойства почв, в особенности водный режим, динамика питательных веществ и других элементов почвенного плодородия, связаны с коллоидами. Несмотря на относительно небольшое весовое количество, огромная внутренняя поверхность и свободная энергия коллоидов сказываются на свойствах всей почвенной массы. Почвенные коллоиды играют важную роль в качестве цементирующих и клеящих веществ при формировании почвенной структуры, плотных и слитых горизонтов или конкреций, при образовании покровов, налетов и пленок в порах и трещинах.
В познании роли почвенных коллоидов в формировании почв и почвенного плодородия особенно много сделано выдающимся советским ученым К.К. Гедройцем, а также его учениками и последователями И.Н. Антиловым-Каратаевым, А.Ф. Тюлиным, Е.Н. Гапоном. Многое в изучении природы и значения почвенных коллоидов сделано швейцарским почвоведом Г. Вигнером, шведским почвоведом С. Матсоном и американским ученым Ф. Келли.
В последнее время выяснилось, что при определенной дисперсности в коллоидном состоянии могут находиться и кристаллические вещества (например, золото, серебро, хлористый натрий). Многие вещества, которые считались аморфными, в действительности, по данным рентгеновских исследований, оказались скрытокристаллическими (глины, некоторые белки). В то же время эти вещества ведут себя как типичные коллоиды, проявляя почти все свойства, характерные для некристаллических аморфных соединений — «истинных коллоидов».