Conceptul de coloizi. Fizic, solul este un sistem polidispersa complex format din mai multe componente, inclusiv coloizilor din sol.
Coloizii solului sunt numite particule, al cărui diametru este mai mic de 0,1 microni.
Toate coloizii solului din compoziție pot fi împărțite în 3 grupe majore - minerale, organice și organo.
Coloizii minerale sunt prezentate particule în principal secundare de minerale, în special argile ale montmorilonit, nontronit, haloizit, caolinit, bidelit, alofanul și particule de minerale care aparțin grupei de hidroxizi, - hidroxid feric [Fe (OH) 3 # 8729; nH 2 O], aluminiu [A1 (OH) 3 # 8729; n H2O], mangan (M n 2 O3 # 8729; n H2O), dioxid de siliciu (SiO 2 # 8729; nH 2 O), și altele.
Coloizii organice reprezentate de particule de diferite substanțe humice din sol.
Coloizii organice minerale sunt compuse din particule formate prin interacțiunea coloizilor organice și minerale.
Prezența coloizilor în sol este în întregime dependentă de conținutul său de argilă și humus.
Structura coloizi. Coloizii sunt substanțe care sunt într-o stare foarte dispersată. Fiecare soluție coloidală de particule are o sarcină electrică specifică. Majoritatea coloizilor solului, atât minerale și organice, are o sarcină negativă.
particula coloidala numit miceliu. Ea are o structură complexă. Partea interioară este compus dintr-un ansamblu de molecule care constituie miceliilor substanță în vrac. Această parte, care poartă numele miezului micelei poate fi reprezentat sau corpul amorf sau un corp cu o structură cristalină distinctă. Punct de vedere chimic, nucleul miceliilor se caracterizează printr-o varietate de compoziții. De exemplu, produs artificial coloizii al căror miez este format din oxid de fier, alumină, silice și alte molecule proteice.
Pe suprafața miezului este un strat de molecule. Acest strat este numit un dublu strat ionic sau electric.
Când disocierea ionică a moleculelor de un strat de ioni direct se sprijină particulele de miez și mediul de dispersie sunt aranjate opus încărcate ioni.
Ionii rămase pe suprafața nucleului sunt denumite potențiale de determinare a ionilor sau ioni ai stratului interior sau placa interioară a stratului dublu electric.
Ionii situate dincolo de periferia stratului interior și purtătorii de sarcină de semn opus pentru a forma stratul exterior al ionilor; Acest strat este numit teaca exterioara a stratului dublu electric, stratul de adsorbție, ionii compensatoare sau contrari.
Însărcinarea particulelor depinde de ce fel de ioni - anioni sau cationi - direct adiacente miezului. În cazul în care particula nucleu anioni adiacente poartă o sarcină negativă, și în jurul acestuia în jurul dispersioinoy mediului sunt încărcate pozitiv cationi; dacă cationii adiacente kernel, particula poartă o sarcină pozitivă, iar în mediul de dispersie înconjurătoare sunt încărcate negativ anioni.
Astfel, în mod schematic, fiecare particulă coloidală (micela) are 3 părți componente, care sunt interconectate cu o altă putere: 1) un miez interior constând din substanța prezentă în stare coloidală; 2) căptușeala interioară a stratului dublu, care este atașat la miez, se poate spune fix și determină taxa de particule, și 3) un strat exterior, sau difuză a ionilor de sarcini electrice opuse.
Conceptul de coloizi de sarcină, prin urmare, nu se referă la un miceliu ca un întreg, ci doar o parte din ea, fără stratul de difuzie sau fără ioni otdissotsiirovannyh. Un bun exemplu este structura micelelor de acid silicic (pentru N. I. Gorbunovu).
Miezul interior al miceliului este compus din molecule de SiO2 unitate; -din ionii săi obklada interioare SiO 3 -. format prin disocierea H 2 Si 03 molecule; un strat de difuzie va fi ionii H +. Deoarece particula are un strat ionic compus din ioni SiO 3 -. având o sarcină negativă, particule coloidale în sine este, de asemenea, încărcat negativ.
Această sarcină este compensată prin suma de semn opus acuză ionii inerente ce compun stratul exterior al particulelor coloidale. În general, prin urmare, particula coloidala este electric neutru. Dar, în unele soluție apoasă este de obicei foarte mică, o parte din stratul exterior al ionilor din jurul particulei scindate în apă, formând un strat de difuzie. Din cauza acestei taxe de particule inerente nu este pe deplin compensată, și dobândește un anumit potențial, numit potențial electrocinetic sau zeta.
Potențialul zeta este măsurat prin ordinul câtorva zeci de milivolți.
Ca-particule încărcate se resping, iar cea mai mare potențial, cu atât mai puternică este repulsia.
Starea particulelor coloidale la care zeta potențial este zero se numește punctul izoelectric.
Cea mai mare parte a coloizilor solului au o sarcină negativă, și doar o mică parte din ele este încărcat pozitiv. Coloizi, care transportă o sarcină negativă, se numesc acidoids, încărcat pozitiv coloizi bazoidami numit coloizi cu semn de încărcare variabilă - amfolitoidami.
Cea mai mare parte a solului este acidoids coloizi și conține cationi în stratul difuz. Prin acidoids sunt dispersate sub formă de silice coloidali, minerale argiloase (montmorillonit, bidelit, haloizit, alofanul, etc.), hidrați de oxid de mangan (M n 2 O3 # 8729; n H2O) și acid humic. Prin acidoids și includ coloizi organo-minerale ce constituie minerale argiloase, acizi humici pelicule filmate.
Dintre proprietățile esențiale caracteristice ale coloizilor trebuie nota hidrofilie și hidrofobie lor, t. E. Raportul dintre coloizi la apă.
coloizi hidrofili sunt adsorbiți pe suprafața moleculelor de apă, caracterizată prin capacitatea de a se umfla mult în apă, și rămân stabile în starea de soluție coloidală. Dimpotrivă, coloizi hidrofili, hidrofobe nu adsorb moleculele de apă: acestea sunt caracterizate printr-o ușoară umflare, și capacitatea de a coagula precipitatul și se mișcă.
Coloizii solului pot fi aplicate la unul și celălalt grup sau ocupă o poziție intermediară, în funcție de natura lor.
In acest coloizii organici, de obicei, întotdeauna mai hidrofili decât mineral.
Coagularea și peptization coloizilor. Toate coloizii pot fi în două stări diferite: 1) într-o stare de soluție coloidală sau sol, și 2) o stare gelificată, sau un precipitat amorf, sub formă de fulgi - un gel.
Coloizii sol sunt în măsură să atât timp cât acestea au o taxa. Dar, de îndată ce această taxă este într-un fel sau altul, vor fi distruse sau vor fi reduse, astfel încât forța de gravitație va fi mai multe forțe repulsive, particulele coloidale individuale încep să se coaguleze în agregate mai mari și vor cădea în sedimente. Acest proces este numit coloizii de coagulare sau de coagulare. Procesul invers, adică. E. Tranziția gelului în suspensie sau coloidală, numită peptization.
Procesul de coagulare a coloizilor are loc în principal în interacțiunea cu electroliti coloizi, t. E. Cu soluții de săruri, acizi și baze. Astfel, particulele coloidale având încărcate negativ sunt cationi coagulate aceleași coloizi cu o sarcină pozitivă - anioni. Deoarece solul este dominat de coloizilor încărcate negativ ale coagulării pot să apară în principal sub efectul cationilor încărcate pozitiv din soluția solului.
Cationi în funcție de valență și greutatea atomică au o magnitudine de încărcare diferite și, prin urmare, capacitatea lor coagulant variază.
cationilor monovalenți coagulează bivalentă mai slab; bivalent - mai slab decât trivalent. După gradul de creștere a capacității coagulante cationilor comune în soluția solului în ordinea următoare:
Singura excepție este ion H *, care este mai mare decât capacitatea de coagulare a ionilor bivalenți.
Coagularea coloid poate fi reversibil și ireversibil, adică, într-un caz, soluția coloidală convertit la un gel poate merge din nou în soluție ..; în celălalt - tranziția gelului într-un sol va fi dificil sau complet imposibil. În această coagulare reversibilă este cauzată de influența cationilor monovalenți (Na +, K + H +.), Un ireversibil - bivalent (. Ca ++ Mg ++), Precum și cationi trivalenți, de exemplu, Al +++ și Fe +++. Prin urmare, dacă precipitarea sau coagularea coloizilor datorită monovalente cationi, o astfel de coagulare este fragil.
In schimb, coagulare, fabricat de bivalent și cationi trivalenți chiar înaltă rezistență mai diferite și rezistența la dizolvare acțiunea apei.
Comasarea coloizii solului, în plus față de acțiunile electrolitii pot să apară în coagularea mutuală a coloizilor prin uscare încărcate opus și înghețarea solului, precum și sub influența timpului ca rezultat al așa-numitei îmbătrânire a coloizilor.
Astfel, coloizii constituie partea cea mai activă și importantă a solului, care este, în principal concentrat și capacitatea solului de a tot felul de reacții.
Toate Coloizii solului formează împreună un absorbant fenomene complexe de absorbție condiționare a solului coloidal.
Valoarea complexului de absorbție în soluri diferite, nu este același lucru. Argiloase și solurile argiloase bogate în humus cantitate semnificativă, caracterizat printr-un complex absorbant ridicat; în solurile nisipoase, humus sărace, cantitatea de complex de absorbție în majoritatea cazurilor neglijabile.