Физическая адсорбция
Свойство почвы поглощать из раствора целые молекулы минеральных и органических веществ, а также молекулы воды называется физическим поглощением, или физической адсорбцией.
Физическое поглощение (адсорбция) обусловлено молекулярным притяжением между твердыми частицами почвы и веществами, находящимися в воде в виде истинных или коллоидальных растворов.
Влажная почва представляет собой дисперсную систему, в которой вода, содержащая растворенные вещества, может рассматриваться как дисперсионная среда, а твердые минералы и органические частицы — как дисперсная фаза. Поверхностная энергия такой системы измеряется произведением поверхностного натяжения, возникающего на границе соприкосновения частиц дисперсной фазы с дисперсной средой, на величину суммарной поверхности частиц дисперсной фазы. Сумма этой энергии возрастает с увеличением площади суммарной поверхности.
Для измерения поверхностного натяжения твердых тел пока нет точных методов. Однако ряд авторов указывают, что поверхностное натяжение твердых тел превышает на 60 дин × см2 поверхностное натяжение жидкости.
Свободная поверхностная энергия системы обычно стремится к наибольшему сокращению. Это достигается или укрупнением частиц (рост кристаллов), или понижением поверхностного натяжения путем адсорбции на поверхности частиц некоторых веществ.
Вещества, понижающие поверхностное натяжение, называются поверхностно-активными. К ним относятся: спирты, органические кислоты, алкалоиды и многие высокомолекулярные органические соединения, в том числе и водорастворимые гумусовые кислоты. Эти вещества притягиваются к поверхности коллоидных частиц или, как говорят, испытывают положительную физическую адсорбцию.
Большинство минеральных солей, кислот и щелочей, а также некоторые органические соединения несколько повышают поверхностное натяжение воды. Эти вещества вызывают явление отрицательной физической адсорбции, при которой концентрация данных веществ уменьшается по мере приближения к поверхности частичек. Отрицательная адсорбция также связана со стремлением дисперсной системы понизить поверхностное натяжение, что достигается избирательным поглощением молекул самой воды, а не растворенных в ней веществ.
Таким образом, образование молекулярно-связанной воды в почвах определяется их физической поглотительной способностью и зависит в известной мере от состава почвенного раствора.
Вещества с положительной физической адсорбцией вымываются из почвенной толщи с большим трудом, чем вещества с отрицательной адсорбцией.
Повышение концентрации гумусовых кислот на границе раздела жидкости и твердой фазы почвы вследствие положительной адсорбции способствует их более тесному взаимодействию с минеральными коллоидами и образованию органоминеральных соединений. Пленки органического вещества, покрывающие минеральные коллоиды, в значительной мере изменяют свойства последних (способность к набуханию, емкость поглощения и т. д.).
Дата добавления: 2015-06-27; просмотров: 1070;