Поиск

Связывание воды почвой
28.03.2015

Почвенные частицы обладают способностью связывать воду. Эта способность заключается в том, что почвенные частицы, соприкасаясь с жидкой или парообразной влагой, притягивают к себе некоторое количество молекул воды, вследствие чего вокруг них образуется водная оболочка той или иной толщины. Вода, входящая в состав этой оболочки, отличается, как мы увидим ниже, от остальной массы воды, содержащейся в почве, некоторыми особыми свойствами.
Способность почвенных частиц притягивать к себе молекулы воды и закреплять их на своей поверхности, называется сорбционной способностью.
Природа сорбционной способности может быть схематически объяснена следующим образом. Почвенные частицы состоят из ионов различных элементов: кремния, кислорода, алюминия, железа, кальция и т. д. Эти ионы в почвенных частицах, т. е. в частицах минералов, расположены не случайно, а в определенном порядке, образуя пространственную кристаллическую решетку. Каждый ион, входящий в состав частицы почвы, обладает, как известно, электрическим зарядом той или иной величины. Эти заряды создают вокруг каждого иона силовое поле Ионы с зарядами противоположного знака притягиваются друг к другу, что и сообщает частице соответствующую механическую прочность. Силовое поле любого иона, находящегося внутри частицы, полностью уравновешивается, погашается силовыми полями соседних ионов, с которыми, связан этот ион.
Силовые поля ионов, образующих поверхностный слой частиц, уравновешены силовыми полями ионов внутренних слоев частицы неполностью. Неуравновешенная часть силового поля любого поверхностного иона, оставаясь свободной, простирается кнаружи от частицы. Эти свободные части силовых полей поверхностно расположенных ионов, сливаясь между собой, создают силовое поле вокруг частицы. Благодаря существованию такого силового поля почвенная частица приобретает способность связывать, сорбировать на своей поверхности тела, обладающие электрическим зарядом, в том числе — дипольные молекулы воды. Последние, сорбируясь на поверхности почвенных частиц, естественно приобретают ориентированное положение, при котором молекула воды обращена к частице только одним своим полюсом. Иными словами, молекулы воды около почвенной частицы располагаются так же, как и при образовании гидратной оболочки вокруг отдельного иона, находящегося в растворе.
Сорбционная способность присуща ионам (а также атомам или молекулам), слагающим поверхностный слой частиц. Она будет тем больше, чем больше суммарная поверхность частиц, т. е. чем мельче раздроблено данное вещество. Напомним, что в процессе дробления данного количества вещества при уменьшении диаметра частиц в 10 раз их суммарная поверхность увеличивается тоже в 10 раз. Следовательно, чем мельче раздроблено данное количество вещества, тем больше его поверхность и сорбционная способность.