Строение коллоидной мицеллы. Физико-химическая поглотительная способность (обменная). Закономерности поглощения Строение коллоидов
Основу коллоидной частицы, называемой коллоидной мицеллой, составляет ее ядро. Ядро в химическом отношении представляет сложное соединение и имеет аморфное или кристаллическое строение. У минеральных коллоидов ядро состоит из алюмо-магниевых и других силикатов, иногда кремнезема, окислов железа и алюминия. У органических коллоидов ядро состоит из гуминовых и фульвокислот, протеина, клетчатки и других сложных веществ. У органо-минеральных коллоидов ядро образуется в результате взаимодействия органических и минеральных компонентов. На поверхности ядра расположен прочно удерживаемый слой ионов, несущий заряд – слой потенциалопределяющих ионов (рис. 17). Ядро мицеллы вместе со слоем потенциалопределяющих ионов называется гранулой.
Между гранулой и раствором, окружающим коллоид, возникает термодинамический потенциал, под влиянием которого из раствора притягиваются ионы противоположного знака (компенсирующие ионы). Так, вокруг ядра коллоидной мицеллы образуется двойной электрический слой, состоящий из слоя потенциалопределяющих и слоя компенсирующих ионов.
Компенсирующие ионы в почвоведении называются обменными или поглощенными, а сумма этих катионов составляет емкость катионного обмена.
Рисунок 17 - Строение коллоидной мицеллы (по Н.И. Горбунову)
Компенсирующие ионы. В свою очередь, располагаются вокруг гранулы двумя слоями. Один – неподвижный слой, прочно удерживаемый электростатическими силами потенциалопределяющих ионов. Гранула вместе с неподвижным слоем компенсирующих ионов называется коллоидной частицей. Между коллоидной частицей и окружающим раствором возникает электрокинетический потенциал (дзете-потенциал), под влиянием которого находится второй (диффузный) слой компенсирующих ионов.
Физико-химическая (обменная) поглотительная способность – способность почвы поглощать преимущественно катионы в результате эквивалентного обмена катионов, находящихся в почвенном растворе, на катионы диффузного слоя коллоидов. Поглощение преимущественно катионов обусловлено тем, что у большинства почв в поглощающем комплексе преобладают ацидоиды (заряженные коллоиды), в диффузном слое которых в качестве противоионов находятся катионы, способные к эквивалентному обмену.
Физико-химическое поглощение имеет ряд закономерностей:
Поскольку поглощающий (коллоидный) комплекс в целом заряжен отрицательно, обменно поглощаются преимущественно катионы.
Обмен катионов почвенного раствора на катионы диффузного слоя коллоидов происходит в строго эквивалентном количестве. При этом устанавливается динамическое равновесие между почвой и раствором.
Реакция обмена катионов происходит исключительно быстро (за первые 3-5 минут сорбируется до 85% катионов).
Энергия обменного поглощения различных катионов зависит от валентности, а при одинаковой валентности – от атомной массы иона. Энергия поглощения и закрепления катиона в коллоидном комплексе почвы возрастает с увеличением валентности и атомной массы. Это выражает ряд разновалентных катионов:
Li+<Na+<K+<NH4+<<Mg2+<<Ca2+<H+<Al3+
Интенсивность поглощения катионов зависит от концентрации реагирующего с почвой раствора, а при одинаковой концентрации – от количества раствора. Чем выше концентрация раствора, тем более активно поглощаются из него катионы.
Поглощение и закрепление катионов зависит от свойств почвы.
- Практикум по агропочвоведению Учебное пособие
- Красноярск 2013
- Раздел 1. Свойства и оценка почв ………………………………….. 6
- Раздел 2. Система применения удобрений ……………………… 132
- Введение
- Раздел 1. Свойства и оценка почв История развития науки
- Основные этапы развития науки:
- Периоды:
- Теории происхождения почвы:
- Основные понятия о почве и почвоведении
- Функции почв
- Свойства почв ← факторы почвообразования
- Свойства почв ← процессы ← факторы почвообразования Почвенные процессы
- 1. Гранулометрический состав почв
- Основные теоретические положения
- Содержание работы:
- Индивидуальные задания к разделу Вариант 1
- Вариант 2
- Вариант 3
- Вариант 4
- Вариант 5
- Вариант 6
- Вариант 7
- Вариант 8
- Вариант 9
- Вариант 10
- Вариант 11
- Вариант 12
- Вариант 13
- Вариант 14
- Вариант 15
- Вариант 16
- Вариант 17
- Вариант 18
- Вариант 19
- Вариант 20
- Задачи и упражнения
- 2. Морфологические признаки почв
- Основные теоретические положения
- Выделяют пять показателей плотности:
- Показатели пористости:
- Показатели трещиноватости:
- Химические новообразования:
- 6. Глей – образуется в условиях повышенного увлажнения, диагностируется по окраске: ржавая, охристая, сизая, зеленовато-голубоватая. Биологические новообразования:
- Содержание работы
- 3. Основы классификации почв. Буквенные индексы горизонтов. Строение почвенного профиля
- Основные теоретические положения Ключевые принципы классификации почв
- Термины по госТу:
- Буквенные индексы горизонтов и их свойства
- Содержание работы
- 4. Органическое вещество почв
- Основные теоретические положения Функции органического вещества. Значение
- Основные функции:
- Источники органического вещества и гумуса
- Химический состав органических остатков
- Структура органического вещества. Состав и свойства гумуса
- Процессы превращения органических остатков в почве
- Факторы минерализации
- Гумусное состояние почв и приемы его регулирования
- Мероприятия по регулированию гумусного состояния почв
- Содержание работы По данной теме студенты знакомятся с теоретическим блоком и готовятся к семинарскому занятию по следующим вопросам. Вопросы к семинару по теме "Органическое вещество почв"
- 5. Почвенные коллоиды и поглотительная способность почв. Реакция почвенной среды. Кислотность и щелочность.
- Основные теоретические положения Понятие поглотительной способности, ее значение
- Значение поглотительной способности
- Происхождение, состав и свойства почвенных коллоидов Происхождение почвенных коллоидов
- Состав почвенных коллоидов
- Свойства почвенных коллоидов
- Строение коллоидной мицеллы. Физико-химическая поглотительная способность (обменная). Закономерности поглощения Строение коллоидов
- Виды поглотительной способности почв
- Состав обменных катионов и анионов в различных почвах и их влияние на свойства почв
- Основные обменные катионы в почве:
- Основные обменные анионы в почве:
- Примерный состав обменных катионов в почвах:
- Показатели, оценивающие поглотительную способность почв
- Контрольные вопросы
- Содержание работы
- 6. Общие физические и водно-физические свойства почв
- Основные теоретические положения Агрофизика. Структура почвы
- Структура почвы
- 1. Плотность сложения (плотность почвы)
- 2. Плотность твердой фазы
- 3. Пористость почвы
- Вода в почве. Водные свойства, гидрологические константы и режимы
- Водные свойства почв
- Почвенные гидрологические константы
- Категории, формы и виды почвенной влаги
- Типы водного режима
- Регулирование водного режима
- Содержание работы
- 7. Характеристика почв земледельческой части Красноярского края
- Основные теоретические положения Природно-климатические особенности Красноярского региона
- Структура и основные особенности почвенного покрова и почв
- Вопросы к семинару по теме "Почвы Красноярского края"
- 8. Бонитировка почв Основные теоретические положения
- Содержание работы
- Контрольные вопросы:
- Раздел 2. Система применения удобрений Физиологическая роль элементов питания Основные теоретические положения
- 9. Реакция почв и способы ее мелиорации (практическое занятие № 9) Основные теоретические положения
- Различают актуальную и потенциальную кислотность:
- Гидролитическая кислотность - это та часть потенциальной кислотности, которая определяется при взаимодействии с почвой раствора гидролитически щелочной соли сн3сооNa (ацетата натрия) с рН 8,2.
- 9.1 Мелиорация солонцовых почв
- Агротехнические и агробиологические способы улучшения солонцовых почв
- Содержание работы
- Задачи и упражнения
- 9.2. Мелиорация кислых почв
- Содержание работы
- Задачи и упражнения
- 10. Пищевой режим и плодородие почв. (Практическое занятие № 10)
- 10.1 Оценка обеспеченности почв азотом. Потребность сельскохозяйственных культур в азотных удобрениях
- Основные теоретические положения
- Агротехнический метод определения обеспеченности полевых культур азотом
- Основные требования по применению удобрений под овощные культуры:
- Содержание работы
- 10.2 Оценка обеспеченности почв фосфором. Потребность сельскохозяйственных культур в фосфорных удобрениях Основные теоретические положения
- 10.3 Оценка обеспеченности почв калием и определение потребности полевых культур в калии Основные теоретические положения
- Контрольные вопросы
- 11. Рациональное распределение удобрений в севообороте
- Основные теоретические положения Биологические особенности культур в потреблении питательных элементов
- Почвенные факторы эффективности удобрений
- Погодно-климатические условия
- Рациональное распределение удобрений в севообороте с учетом потребности в удобрениях
- Особенности питания полевых культур
- Содержание работы
- Индивидуальные задания к разделу «Рациональное распределение удобрений в севообороте»
- Вопросы к коллоквиуму
- Тестовые задания Тема «Морфологические признаки почв»
- Тема «Строение почвенного профиля»
- Тема «Поглотительная способность почв»
- Тема «Химическая мелиорация почв»
- Тема «Пищевой режим почв»
- Тема «Характеристика минеральных удобрений»
- Тема «Характеристика органических удобрений»
- Тема «Система применения удобрений»
- Заключение
- Приложения
- Литература