В состав почвенного поглощающего комплекса входят почвенные коллоиды, то есть частицы меньше 0,00025 мм и более крупные частицы до 0,001 мм, которые имеют некоторые свойства, сходные со свойствами коллоидов, и обладают физико-химической поглотительной способностью. Почвенные коллоиды подразделяют на органические, минеральные и органоминеральные (состав и строение последних изучены мало). Органические коллоиды представлены преимущественно гумусовыми веществами (гумино-вые кислоты, фульвокислоты и их соли). В состав минеральных коллоидов входят как кристаллические соединения, главным образом глинистые минералы (каолинитовой и монтмориллонитовой группы и группы гидрослюд), так и аморфные (кремневая кислота, гидраты полуторных окислов и др.).[ ...]
Способность органических коллоидов и минералов глин к обменному поглощению катионов обусловлена их отрицательным зарядом. Положительный заряд имеют коллоидные гидроокиси железа и алюминия. Остальные почвенные коллоиды заряжены отрицательно. Поэтому способность большинства почв к обменному поглощению катионов выражена сильнее, чем к поглощению анионов.[ ...]
Из минеральных коллоидных частиц отрицательным зарядом и способностью к обменному поглощению катионов обладают алюмосиликатные минералы, особенно вторичные (глинистые) минералы каолинитовой и монтморил-лонитовой групп и гидрослюды. Возникновение отрицательного заряда у этих минералов связано главным образом с изоморфными замещениями в кремнекислородных тетраэдрах и алюмогидроксильных октаэдрах, из которых построена их кристаллическая решетка. Так, в кремнекислородных тетраэдрических слоях часть ионов кремния (четырехвалентных) внутри тетраэдров может быть изоморфно замещена ионами алюминия (трехвалентными), в результате чего возникают отрицательные заряды. Схематически это можно представить так: соединение состава (8Ю2)П нейтрально, но при замещении атома кремния на атом алюминия появляется один отрицательный заряд, при замещении двух атомов кремния на атомы алюминия — два отрицательных заряда и т. д.[ ...]
Возникающие отрицательные заряды компенсируются соответствующим количеством К , N8 , Са‘‘ и других катионов, которые размещаются вне тетраэдрических и октаэдрических слоев. Эти катионы способны к диссоциации и к эквивалентному обмену на любые катионы почвенного раствора.[ ...]
При взаимодействии с растворами солей компенсирующие катионы, расположенные в межпакетных промежутках микрокристаллов монтмориллонита, способны обмениваться на катионы солей, так как при набухании раствор проникает в межпакетные промежутки кристаллической решетки. Следовательно, у минералов этой группы в обмене участвуют не только катионы, находящиеся на поверхности микрокристаллов, но и расположенные внутри кристаллической решетки, в межпакетных промежутках. Этим объясняется значительно более высокая поглотительная способность минералов монтмориллонитовой группы.[ ...]
У минералов группы каолинита изоморфные замещения выражены слабо. Кроме того, связь между пакетами у них значительно прочнее, межпакетные промежутки меньше, и поэтому взаимодействие с раствором и обменное поглощение катионов происходят только на внешней поверхности микрокристаллических частиц.[ ...]
Особенно заметно увеличивается способность к поглощению оснований при переходе от кислой к нейтральной и щелочной реакциям за счет связывания их кислородными ионами по краям тетраэдров у минералов типа каолинита. У минералов же монтмориллонитовой группы обменное поглощение обусловливается в основном изоморфными замещениями в тетраэдрических и октаэдрических слоях кристаллической решетки.[ ...]
Поскольку обмен катионов у каолинита совершается только на внешней поверхности микрокристаллов, то обменное поглощение увеличивается по мере уменьшения размера частиц: чем они мельче, тем больше их поверхность. У минералов монтмориллонитовой группы обмен катионов происходит не только на поверхности, но и внутри микрокристаллических частиц, в межпакетных промежутках.[ ...]
Обменное поглощение катионов различными минералами характеризуется следующими цифрами (в мг-экв. на 100 г минерала): каолинит — 3—15, галлуазит 5—10, монтмориллонит 80—120, бейделлит 55—65, вермикулит 100—150, иллит 10—40.[ ...]
Каолинит по сравнению с монтмориллонитом содержит больше алюминия и меньше кремнекислоты. Алюминий, образующий самостоятельный алю-могидроксильный октаэдрический слой, при определенных условиях может проявлять основные свойства. Гидроксильные ионы, связанные с алюминием в октаэдрическом слое и расположенные на внешней поверхности микрокристаллических частиц, при кислой реакции, то есть при избытке в растворе ионов Н’, могут отщепляться, и на отдельных участках коллоидной частицы возникают положительные заряды [...03812020НА12(0Н)2...]+- - ОН-.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Схема, иллюстрирующая появление свободных отрицательных зарядов в решетке монтмориллонита в результате замещения кремния алюминием и алюминия магнием (по Чу-хрову). |
 |