Питома поверхня колоїдних систем дуже велика, із зменшенням розмірів частинок вона швидко зростає. У колоїдних системах питома поверхня граничне максимальна. При подальшому подрібненні дисперсної фази, якщо це можливо, поверхня поділу зникає й утворюється гомогенна система - молекулярний, або істинний, розчин.

Явища, які відбуваються на поверхні поділу фаз, називаються поверхневими (концентрація енергії адсорбції або поглинання, змочування тощо). Колоїдні системи мають великий запас або надлишок вільної енергії, сконцентрований на поверхні частинок дисперсної фази, тобто у молекулах, розміщених на межі поділу фаз. Ґрунтові колоїди завдяки своїм малим розмірам мають великі загальну поверхню і вільну поверхневу енергію. Великим її запасом вільної поверхневої енергії пояснюються такі важливі властивості колоїдів: висока адсорбційна здатність (поглинання), здатність до агрегації частинок, сильно виражена каталітична дія.

Сукупність ґрунтових частинок, що мають властивості колоїдів, прийнято називати колоїдним комплексом ґрунту, або ґрунтовим вбирним комплексом (ГВК). Ця назва відтворює важливу властивість ґрунтових колоїдів - їх вбирну здатність. До складу ґрунтового вбирного комплексу входять ґрунтові колоїди, тобто часточки розміром менші за 0,00025 мм і більші-до 0,001 мм.

За складом колоїди ґрунту поділяються на три групи: мінеральні, органічні та органо-мінеральні. Кількісно у ґрунті переважають мінеральні колоїди, в основному із групи глинистих мінералів, гідроксидів і оксидів.

Здатність органічних колоїдів і мінералів глин до обмінного вбирання катіонів зумовлена їхнім негативним зарядом. Позитивний заряд мають колоїдні гідроксиди заліза та алюмінію. Решта ґрунтових колоїдів заряджена негативно. Тому здатність більшості ґрунтів до обмінного вбирання катіонів виражена сильніше, ніж до вбирання аніонів.

Органічні колоїди ґрунту складаються з гумусових речовин (гумінові кислоти, фульвокислоти та їхні солі), тому верхні горизонти ґрунтів містять більше органічних колоїдів, ніж нижні.

Органо-мінеральні колоїди складаються з комплексних сполук гумусових і мінеральних речовин (комплексні солі гумінової кислоти і фульво-кислоти з півтораоксидами металів тощо).

Вміст колоїдів у ґрунті залежить від гранулометричного складу і вмісту гумусу. Найбагатші на колоїди глинисті і суглинкові ґрунти, які мають високий вміст гумусу. Піщані і супіщані ґрунти збіднені на мулисту фракцію і гумус, тому й вміст колоїдів у них незначний.

Для колоїдів, у тому числі і ґрунтових, характерні такі властивості:

1) вони можуть перебувати у двох станах: у формі колоїдного розчину

золю і колоїдного осаду гелю. Якщо тверді колоїдні частинки ґрунту розподілені у великому об'ємі води і відокремлені одна від одної, колоїди перебувають у стані золю. Такий стан зумовлений наявністю у колоїдів електричного заряду і водної оболонки, яка перешкоджає їх склеюванню, а однойменні заряди сприяють їх відштовхуванню;

2) усі колоїди, в тому числі й ґрунтові, у стані золю мають заряд, який в одних колоїдів сталий, а в інших змінний, залежно від умов середовища. Негативно заряджені колоїди називаються ацидоїдами, позитивно -базоїдами, із змінним зарядом - амфолітоїдами. Більшість колоїдів ґрунту належить до перших. Іноді зустрічаються амфолітоїди (вільні оксиди алюмінію та заліза, протеїнові речовини гумусу), а типових базоїдів у ґрунтах майже не буває.

Причини, які зумовлюють перехід колоїдів із стану золю в стан гелю (осаду):

Процес сполучення (злипання) колоїдних частинок називається коагуляцією. Мінімальна концентрація електроліту, за якої наступає коагуляція, називається порогом коагуляції.

За відношенням до води (рідкої фази ґрунту) колоїди поділяються на гідрофільні і гідрофобні. До гідрофільних колоїдів належать, в основному, органічні колоїди (білки, гумусові кислоти), які здатні гідратуватися, утримувати багатошарові плівки води, гідрофобні (мінерали групи каолініту, гідроксид заліза) гідратуються слабко.

Для перших процес коагуляції може бути зворотним, тобто можливий їх перехід із стану осаду (гелю) у стан розчину (золю). Цей перехід називається пептизацією. Процес коагуляції для гідрофобних колоїдів незворотний, зумовлює нагромадження у ґрунті колоїдів, запобігає їх вимиванню, сприяє створенню міцних структурних агрегатів. У процесі пептизації колоїдів відбувається руйнування їхньої структури і посилюється їх вимивання вниз по профілю ґрунту (у солонцях).

Міцела разом із шарами іонів і молекул води, розміщеними на її поверхні, називається колоїдною міцелою. В ній розрізняють такі складові частини або шари: а) ядро міцели; б) потенціаловизначальний шар - шар іонів, який визначає потенціал або заряд колоїдної часточки; в) шар компенсуючих іонів-зовнішній шар іонів, які нейтралізують заряд. Він поділяється на два підшари: підшар нерухомих іонів і дифузний підшар іонів, у якому невелика їх кількість розміщена на деякій віддалі від потенціаловизначального шару. Ядро міцели разом із останнім і шаром нерухомих компенсуючих іонів називається колоїдною часточкою. Вона має заряд, а колоїдна міцела є електронейтральною.

Ядро міцели може бути аморфним і кристалічним. Утворення шарів міцели і виникнення заряду у колоїдної часточки може відбуватися двома шляхами: 1) внаслідок часткової дисоціації молекул на поверхні ядра; 2) внаслідок вбирання іонів з навколишнього середовища.

Міцела гумінової кислоти утворюється першим шляхом, тобто на поверхні ядра розміщується шар молекул, здатних дисоціювати на іони. Вони створюють подвійний електричний шар. Іони, близькі за хімічними властивостями до речовини ядра, утримуються навколо нього, формуючи нерухомий потенціаловизначальний негативно заряджений шар, а протиіони розміщуються за ним, створюючи шари компенсуючих іонів - нерухомий і дифузний

Рис. 1Схема вбирання