Реферат: Вбирання грунтами аніонів

Сульфат-іон дає з кальцієм важкорозчинну у воді сполуку, тобто поглинається хімічно. Реакції хімічного осадження мають велике значення в поглинанні фосфат-іонів. Вони закріплюються в ґрунтах у формі високоосновних фосфатів Са і Mg. Утворення важкорозчинних основних фосфатів кальцію можливо в ґрунтах з реакцією, близькою до нейтральної, у результаті обміну з катіонами кальцію, що знаходяться в дифузійному шарі ґрунтових колоїдів:

У кислих ґрунтах фосфати поглинаються при взаємодії з іонами заліза, алюмінію і марганцю. Хімічне осадження фосфатів протікає по наступних схемах:

Фосфати в природних умовах також поглинаються в результаті фізико-хімічної адсорбції. В адсорбції фосфатів беруть участь амфотерні ґрунтові колоїди (гідрати окислів заліза й алюмінію, ґрунтові білки), а також деякі глинисті мінерали.

Обмінне поглинання фосфат-іона амфотерними колоїдами найбільше яскраво виражено в кислих ґрунтів (дерново-підзолисті, червоноземи). Аморфні гідрати окислів алюмінію і заліза відрізняються значно більшою здатністю до поглинання фосфатів у порівнянні з кристалічними гідроокислами заліза й алюмінію, тому що останні мають меншу поверхню.

Глинисті мінерали можуть хімічно поглинати фосфат-іони завдяки наявності в кристалічних ґратах гідроксилів-іонів, здатних до реакцій обміну. Гідроксили-іони виявляються в дифузійному шарі колоїдних часток у місцях зламу мінералів. В. М. Клечковський і Н. В. Каширкина (1950) вважають за можливе для каолініту обмін фосфат-іонів на гідроксил-іон не тільки на зламах кристалів, але і на поверхні октаєдричного шару. Для монтморилоніту, у якого октаєдричний шар закритий по обидва боки тетраєдричними шарами, таке поглинання неможливе [4,109].

Ряд авторів пояснюють поглинання аніонів амфотерними властивостями органічних колоїдів (білкові сполуки ґрунту). Ф. Фюр і Е. Бремнер (1964) допускають можливість фіксації нітритного азоту органічною частиною болотних і мінеральних ґрунтів.

Органічні колоїди відіграють у поглинанні аніонів менш помітну роль у порівнянні з мінеральними.

Більш гумусовані ґрунту, що містять багато органічних речовини (чорноземи, дерново-карбонатні), адсорбують фосфат-іони слабше, ніж малогумусні.

Розміри поглинання аніонів обумовлені складом колоїдів, їх будовою і ступенем дисперсності. Адсорбційна здатність глинистих мінералів стосовно фосфат-іона залежить від процентного вмісту несилікатних окислів заліза й алюмінію (R2O3), а також від величини відносини Sі2O, R2O3. Тому що несилікатних R2O3 у більшості ґрунтів мало, то головна роль у поглинанні фосфат-іона належить глинистим мінералам. Чим більше в колоїдах R2O3 і чим менше співвідношення Sі2O*R2O3, тим вище здатність колоїду до адсорбції фосфатів. Наприклад, з монтморилонітне відношення Sі2O: R2O3=4, тоді як у каолініту воно дорівнює двом, тому каолініт значно більше поглинає фосфат-іона в порівнянні з монтморилонітом після вирівнювання ступеня дисперсності шляхом розтирання. Зі збільшенням ступеня дисперсності (після розтирання) поглинання аніонів різко зростає (табл. 2).

Таблиця 2. Поглинання фосфору глинистими мінералами і несилікатними полуторними окислами (по Н. І. Горбунозу, 1962)

Зміна реакції середовища дуже впливає на поглинання аніонів ґрунтовими колоїдами. Наприклад, поглинання фосфат-іона в підзолистому ґрунті збільшується в б раз при підкисленні розчину з рн 7,3 до рн 3,5 (С. Г. Рыдкий, 1935). У лужному середовищі молекули фосфорнокислої солі можуть бути поглинені необмежено: фосфат-іон адсорбується в потенціаловизначальному шарі негативно заряджених амфолітоидів, а зв'язаний з ним катіон стає в шар противоіонів (С. Н. Іванов, 1962). При поглинанні фосфат-іона в потенціалвизначаючому шарі збільшується фізико-хімічне поглинання катіонів. Встановлено, що органічні плівки, що обволокують мінеральні агрегати, охороняють ґрунт від необмінного поглинання фосфатів [4,110].

Для аніонів, як і для катіонів, можна обчислити ємність поглинання. Ємністю поглинання аніонів називається сумарна кількість здатних до обміну поглинених аніонів. Ця величина виражається в міліграм-еквівалентах на 100 г ґрунти. Відношення кількості обмінних аніонів, що утримуються в ґрунті, (Л) до ємності поглинання аніонів (ЕА), виражене у відсотках, являє собою ступінь насиченості ґрунтів аніонами:

Аніони ґрунтом поглинаються тим інтенсивніше, чим вище концентрація розчину, що впливає на ґрунт.

Міцність закріплення аніонів і насамперед фосфат-іона відіграє важливу роль в агрономічній практиці. Найбільш міцно зв'язані з ґрунтом фосфат-іони, поглинені в результаті хімічного осадження. Легше інших обмінюються на інші іони фосфат-іони, адсорбовані фізико-хімічним шляхом.

К.К. Гедройц виділяв п'ять видів поглинальної здатності ґрунтів: механічну, біологічну, фізичну, хімічну і фізико-хімічну.

Поглинання аніонів у природних умовах виявляється в декількох формах. Розрізняють хімічне, фізико-хімічне і біологічне поглинання аніонів, а також осадження їх у результаті механічного захоплення при коагуляції колоїдів.

Фізико-хімічна поглинальна здатність ґрунтів пов'язана з адсорбцією іонів у подвійному електричному шарі колоїдів. К. К. Гедройц називав фізико-хімічну поглинальну здатність ґрунтів обмінною.

Розміри поглинання аніонів обумовлені складом колоїдів, їх будовою і ступенем дисперсності. Зі збільшенням ступеня дисперсності (після розтирання) поглинання аніонів різко зростає

Глинисті мінерали можуть хімічно поглинати фосфат-іони завдяки наявності в кристалічних ґратах гідроксилів-іонів, здатних до реакцій обміну.

Зміна реакції середовища дуже впливає на поглинання аніонів ґрунтовими колоїдами.

1.  Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. - Л.: Наука, 1980.

Страницы: 1, 2, 3