У нас: 141825 рефератів
Щойно додані Реферати Тор 100
Скористайтеся пошуком, наприклад Реферат        Грубий пошук Точний пошук
Вхід в абонемент


що пояснюється в основному двома причинами: зниженням концентрації електроліту за поріг коагуляції (розбавлення, діаліз) або заміною багатовалентних катіонів-коагуляторів одновалентними катіонами.

Розглянуті вище особливості і закономірності електролітної коагуляції ґрунтових колоїдів характерні для ідеальних умов цього процесу, які можна створювати штучно в хімічних лабораторіях. Але в ґрунті ці реакції ускладнюються низкою дуже специфічних умов і чинників. Так, В.В. Пономарьова і Т.О. Плотнікова встановили, що для надійної електролітної коагуляції гумусових речовин потрібно від 800 до 1600 мг-екв Са2+ на 100 г гумусу. Такої кількості кальцію, який міг би брати участь у коагуляції гумусових речовин, немає навіть у гумусових горизонтах чорноземів, що ставить під сумнів існування в чорноземах умов для надійної електролітної коагуляції гумусу. Це підтверджується тим фактом, що, скільки б не промивався зразок чорнозему водою з метою зниження концентрації електролітів-коагуляторів, пептизація гумусу не настає. Вочевидь, гумус закріплюється в чорноземах не завдяки електролітній коагуляції. Чим же тоді пояснити міцність його закріплення в чорноземах? Відповідь на це запитання дає такий експеримент. Якщо на лійку з фільтром помістити наважку добре гумусованого чорнозему і обробляти її малими порціями 1 н. розчину NаСІ до повного вилучення з нього Са, то при подальшому промиванні декальційо-ваного ґрунту дистильованою водою у фільтрат переходять темноза-барвлені гумусові речовини, пептизовані натрієм. Отже, кальцій,

що є в чорноземах у кількостях, недостатніх для електролітної коагуляції гумусу, є здатним зв'язувати, прив'язувати новоутворені гумусові речовини до вже сформованих у ґрунті органо-мінеральних комплексів

Таким чином, закріплення в ґрунтах новоутворених гумусових речовин може відбуватися за допомогою багатовалентних катіонів за відсутності умов для електролітної коагуляції. Власне електролітна коагуляція як один з шляхів закріплення колоїдів у ґрунтах відбувається, мабуть, у тих випадках, коли в ґрунтовому розчині утримується багато легкорозчинних солей. У описаному вище експерименті подібна ситуація склалася під впливом обробки чорнозему 1 н. розчином хлористого натрію. Навіть після повної заміни обмінно-увібраного кальцію натрієм пептизація ґрунтових колоїдів не наставала, поки концентрація NаСІ не знизилася за поріг коагуляції внаслідок промивання насиченого натрієм зразка чорнозему дистильованою водою. У природних умовах це виявляється в засолених ґрунтах (солончаках), де після кожного більш-менш сильного дощу відбуваються часткова пептизація та профільний перерозподіл ґрунтових колоїдів. Проте і в цих випадках міцне закріплення ґрунтових (передусім органічних колоїдів) зобов'язане посередницькому (зв'язуючому) впливу багатовалентних обмінних катіонів. Викладене дає змогу дійти висновку, що, на відміну від лабораторних умов, в більшості ґрунтів пептизацію не можна розглядати як процес, протилежний коагуляції.

У ґрунтах значно поширена також взаємна коагуляція колоїдів, яка відбувається при змішуванні золів з протилежними за знаком зарядами. Взаємна коагуляція має свої специфічні особливості і закономірності. Якщо, наприклад, до певного об'єму гідрозолю позитивно зарядженого гідроксиду заліза послідовно додавати порціями електронегативний золь гумусу, починаючи з мінімальних доз, то спочатку коагуляція не спостерігається. Зі збільшенням порцій гумусу, за певного співвідношення відбувається швидке взаємне осаджування цих колоїдів, а при подальшому збільшенні кількості гумусу коагуляція знову зникає. Це пояснюється тим, що спочатку кількість гумусу є надто малою для нейтралізації зарядів міцел гідроксиду заліза, потім настає таке співвідношення між протилежно

зарядженими колоїдами, за якого відбувається їх взаємна коагуляція; якщо ж додавати гумус, то його міцели, з'єднуючись з міцелами Fе(ОН)3, перезаряджають їх, надаючи новоутвореним комплексам негативного заряду, який протидіє їх злипанню.

Цілком ймовірно, що взаємна коагуляція колоїдів може відбуватися лише за таких співвідношень золів, коли заряди умовно взаємно нейтралізуються. Якщо ж у цих агрегатах переважають позитивно або негативно заряджені колоїди, то такий «зайвий» заряд заважатиме об'єднанню новоутворених, хоча й значно більших, агрегатів міцел.

Співвідношення між позитивно і негативно зарядженими колоїдами, за яких вони взаємно коагулюють, називають зоною коагуляції. Навіть під час взаємодії тих самих колоїдів вона може зміщуватися залежно від ступеня дисперсності колоїдних систем і рН середовища.

Взаємна коагуляція колоїдів є незворотною. При електролітній коагуляції гель може бути переведений у стан золю зниженням концентрації елетроліту-коагулятора нижче від порогу коагуляції (розбавлення, діаліз) або заміни в складі електроліту багатовалентних катіонів одновалентними. Перевести ж гелі (коагелі), утворені під час взаємної коагуляції, знову у стан золю практично неможливо, оскільки при цьому коагелі утворюються з'єднанням міцел хімічним шляхом:

R — СООН + Н — Fе (ОН)3 > R — СОО — Fе(ОН)3.

Протилежно заряджені колоїди в нашому прикладі, взаємно нейтралізуючи заряди, з'єднуються між собою за рахунок дуже міцних електровалентних зв'язків. Відділити глину від гумусу в такому разі можна лише окисненням (спалюванням) гумусу. Взаємна коагуляція забезпечує незворотність зв'язків гумусу з глинистою частиною ґрунтів (глино-гумусових комплексів).

Коагуляція гідрозолей електролітами супроводиться відділенням рідкого дисперсійного середовища від дисперсної фази, яка випадає у вигляді гелю, що утримує частину води. Тобто при електролітній коагуляції гідрозоль розділяється на осад (гель) і рідину над ним (так звана гідрофобна коагуляція).

Інший тип утворення гелю (наприклад, застигання желатину) відбувається без розділення системи на рідину і осад. Така гідрофільна коагуляція відбувається з бентонітовими (монтморилоніт, бейделіт) глинами, а також властива для суто ґрунтових колоїдів, насичених натрієм. Такі колоїди схожі на драглі, утворення яких проте не пов'язано зі зміною температур. Драглиста маса таких гелів розріджується вже при простому збовтуванні, що спостерігається на солонцюватих ґрунтів у разі оуксування тракторів, а у спокої вона знову стає драглистою. Цю властивість колоїдів називають тиксотропністю, а саме явище — тиксотропією.

Коагуляцію ґрунтових колоїдів можуть зумовлювати також інші причини, у тому числі висушування та промерзання. Проте утворення гелю


Сторінки: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12