Жидкая фаза почв. Трофимов С.Я - 8 стр.

UptoLike

Рубрика: 

10
диссоциации по первой ступени, причем истинная константа ионизации довольно велика:
рК
1
=3,3 (больше, чем у уксусной кислоты). В почвенной литературе используется кажущаяся
константа ионизации, рКк=6,4, при расчете которой в знаменатель подставляется суммарное
содержание собственно угольной кислоты и растворенного в воде СО
2
:
С учетом высокой концентрации СО
2
в почвенном воздухе (0,3%, а в переувлажненных
почвах до 20%), растворение углекислого газа способствует значительному снижению значений
рН почвенного раствора. Так, при Р
СО2
=0,03, рН находящейся с ним в равновесии воды
составляет 5,64, а при Р
СО2
=3 снижается до 4,64.
Изменения парциального давления СО
2
в почвенному воздухе будет оказывать влияние
на растворение карбонатов, поскольку растворимость кальцита зависит от концентрации в
почвенном растворе карбонат-ионов, а последние образуются при диссоциации угольной
кислоты. В почве, содержащей карбонаты, концентрация кальция в растворе регулируется
произведением растворимости кальцита:
где К
1
и К
2
константы диссоциации угольной кислоты по 1 и 2 ступени, а концентрация
угольной кислоты в растворе определяется законом Генри.
1.2.2. Взаимодействие твердой и жидкой фазы почвы
Поступление веществ в почвенный раствор определяется вещественным составом
твердой фазы, с которой этот раствор взаимодействует. Основной вклад создается процессами
растворения легкорастворимых солей, и в этом случае зависимость концентрации
соответствующих компонентов от влажности почвы чаще всего линейна. Концентрация
элементов, входящих в состав труднорастворимых соединений, поддерживается на
определенном уровне, который зависит от величин произведения растворимости
соответствующих веществ. Так, концентрация ионов Al в растворе, находящемся в равновесии
с кристаллическим гиббситом Al(OH)
3
, определяется величиной рН и произведением
растворимости ПР
Al(OH)3
=10
-34.6
. Растворение гиббсита протекает в соответствии с уравнением:
Al(OH)
3
=Al
3+
+3OH
-
,
откуда ПР=(Al
3+
)
.
(OH
-
)
3
, а (Al
3+
)= ПР
Al(OH)3
/(OH
-
)
3
(круглые скобки обозначают в данном случае
активность ионов). Для расчетов необходимо знать, в состав каких компонентов раствора
входит алюминий (гидроксокомплексы, комплексы с органическими и неорганическими
2
3221
2
3
2
3
2
][
][
][
]][[
3
H
COHKK
CO
COCaПР
СаСО
][][
]][[
322
COHCO
3
HCOH
Kк
диссоциации по первой ступени, причем истинная константа ионизации довольно велика:
рК1=3,3 (больше, чем у уксусной кислоты). В почвенной литературе используется кажущаяся
константа ионизации, рКк=6,4, при расчете которой в знаменатель подставляется суммарное
содержание собственно угольной кислоты и растворенного в воде СО2:

                                                                           
                                             [ H  ][ HCO ]
                                      Kк                 3
                                            [CO2 ]  [ H 2CO3 ]
      С учетом высокой концентрации СО2 в почвенном воздухе (0,3%, а в переувлажненных
почвах до 20%), растворение углекислого газа способствует значительному снижению значений
рН почвенного раствора. Так, при РСО2=0,03, рН находящейся с ним в равновесии воды
составляет 5,64, а при РСО2=3 снижается до 4,64.
      Изменения парциального давления СО2 в почвенному воздухе будет оказывать влияние
на растворение карбонатов, поскольку растворимость кальцита зависит от концентрации в
почвенном растворе карбонат-ионов, а последние образуются при диссоциации угольной
кислоты. В почве, содержащей карбонаты, концентрация кальция в растворе регулируется
произведением растворимости кальцита:

                                                                      2
                                         ПРСаСО3  [Ca 2  ][CO3 ]
                                                       K1 K 2 [ H 2CO3 ]
                                         [CO32  ] 
                                                           [ H  ]2
где К1 и К2 – константы диссоциации угольной кислоты по 1 и 2 ступени, а концентрация
угольной кислоты в растворе определяется законом Генри.

1.2.2. Взаимодействие твердой и жидкой фазы почвы


      Поступление веществ в почвенный раствор определяется вещественным составом
твердой фазы, с которой этот раствор взаимодействует. Основной вклад создается процессами
растворения    легкорастворимых         солей,   и     в      этом   случае      зависимость   концентрации
соответствующих компонентов от влажности почвы чаще всего линейна. Концентрация
элементов,    входящих    в    состав     труднорастворимых           соединений,       поддерживается    на
определенном    уровне,       который     зависит        от     величин        произведения    растворимости
соответствующих веществ. Так, концентрация ионов Al в растворе, находящемся в равновесии
с кристаллическим гиббситом Al(OH)3, определяется величиной рН и произведением
растворимости ПРAl(OH)3=10-34.6. Растворение гиббсита протекает в соответствии с уравнением:
                                          Al(OH)3=Al3++3OH-,
откуда ПР=(Al3+).(OH-)3, а (Al3+)= ПРAl(OH)3/(OH-)3 (круглые скобки обозначают в данном случае
активность ионов). Для расчетов необходимо знать, в состав каких компонентов раствора
входит алюминий (гидроксокомплексы, комплексы с органическими и неорганическими

                                                       10