Жидкая фаза почв. Трофимов С.Я - 28 стр.

UptoLike

Рубрика: 

30
В засоленных почвах, а также в нижних минеральных горизонтах, где содержание
анионов слабых органических кислот незначительно, электростатические взаимодействия
являются доминирующими, и поэтому использование коэффициентов активности может быть
достаточным для расчета реальных активностей, особенно с применением математических
моделей, учитывающих ассоциацию ионов.
Однако в большинстве случаев в почвенных растворах, помимо электростатических
взаимодействий ионов, протекают многочисленные реакции химического взаимодействия -
конкурирующие реакции (комплексообразование, протонирование и др). В этих условиях один
элемент может присутствовать в нескольких разных ионных формах, может быть представлен
свободным ионом или входить в состав различных комплексных ионов. Концентрация любой
ионной формы данного катиона или аниона M составляет некоторую часть от его общей
аналитической концентрации C
М
:
[M]=
М
.
C
М
(9)
где коэффициент, характеризующий глубину протекания конкурирующей реакции между
данным ионом М и другими ионами, присутствующими в растворе (глубина химической
реакции характеризует полноту превращения исходных веществ в продукты реакции).
Коэффициент конкурирующей реакции можно определить как мольную долю конкретной
ионной формы от общего содержания иона в растворе:
][C
[M]
M
M
a ().
Например, карбонат-ион в почвенном растворе может входить также в состав
гидрокарбонат-иона и угольной кислоты, тогда его общая аналитическая концентрация (во всех
формах
3
) С
CO
будет складываться из концентраций собственно карбонат-ионов,
гидрокарбонат-ионов и угольной кислоты:
С
CO
= [СО
3
2-
] + [HCO
3
-
] + [H
2
CO
3
]
0
(10)
Последнее уравнение называют уравнением материального баланса. Аналогично, ионы
трехвалентного железа даже в водном растворе, не содержащем никаких иных компонентов,
присутствуют в зависимости от рН в различных формах: например, Fe
3+
, Fe (OH)
2+
, Fe(OH)
2
+
,
Fe(OH)
3
0
, Fe(OH)
4
-
; ионы серы в виде S
2-
, HS
-
, H
2
S
0
.
В почвенных растворах, где только в макроколичествах присутствует как минимум по 10
разновидностей катионов и анионов, могут формироваться сотни различных комплексов, что
делает весьма сложной задачу расчета его реального состава. Для этого применяется аппарат
математического моделирования, который рассмотрен ниже.
3
Общая концентрация компонента во всех ионных формах налитическая, суммарная) обозначается также С

и С(Kt) (или
C(An))
        В засоленных почвах,             а также в нижних минеральных горизонтах, где содержание
анионов слабых органических кислот незначительно,                     электростатические взаимодействия
являются доминирующими, и поэтому использование коэффициентов активности может быть
достаточным для расчета реальных активностей, особенно с применением математических
моделей, учитывающих ассоциацию ионов.
        Однако в большинстве случаев в почвенных растворах, помимо электростатических
взаимодействий ионов, протекают многочисленные реакции химического взаимодействия -
конкурирующие реакции (комплексообразование, протонирование и др). В этих условиях один
элемент может присутствовать в нескольких разных ионных формах, может быть представлен
свободным ионом или входить в состав различных комплексных ионов. Концентрация любой
ионной формы данного катиона или аниона M составляет некоторую часть от его общей
аналитической концентрации CМ:
                                   [M]=М.C М                               (9)
где коэффициент, характеризующий глубину протекания конкурирующей реакции между
данным ионом М и другими ионами, присутствующими в растворе (глубина химической
реакции характеризует полноту превращения исходных веществ в продукты реакции).
Коэффициент конкурирующей реакции можно определить как мольную долю конкретной
ионной формы от общего содержания иона в растворе:
                                         [M]
                                  aM                                      (9а).
                                         [CM]

        Например, карбонат-ион в почвенном растворе может входить также                                 в состав
гидрокарбонат-иона и угольной кислоты, тогда его общая аналитическая концентрация (во всех
формах3)      СCO     будет     складываться       из    концентраций        собственно       карбонат-ионов,
гидрокарбонат-ионов и угольной кислоты:
                          С CO= [СО32-] + [HCO3-] + [H2CO3]0                      (10)
Последнее уравнение называют уравнением                       материального баланса. Аналогично, ионы
трехвалентного железа даже в водном растворе, не содержащем никаких иных компонентов,
присутствуют в зависимости от рН в различных формах: например, Fe3+, Fe (OH)2+, Fe(OH)2+,
Fe(OH)30, Fe(OH)4-; ионы серы в виде S2-, HS-, H2S0.
        В почвенных растворах, где только в макроколичествах присутствует как минимум по 10
разновидностей катионов и анионов, могут формироваться сотни различных комплексов, что
делает весьма сложной задачу расчета его реального состава. Для этого применяется аппарат
математического моделирования, который рассмотрен ниже.



3
 Общая концентрация компонента во всех ионных формах (аналитическая, суммарная) обозначается также С и С(Kt) (или
C(An))

                                                         30