Жидкая фаза почв. Трофимов С.Я - 9 стр.

UptoLike

Рубрика: 

11
лигандами), и располагать термодинамическими параметрами реакций, протекающих в
растворе (подробнее разд. 5.2.1.). Основная трудность такого подхода заключается в том, что
не всегда вся эта информация доступна. Так, необходимо знать полный состав анионов, с
которыми алюминий образует соединения в равновесном растворе. При этом далеко не всегда
можно найти концентрации всех низкомолекулярных неспецифических органических кислот;
для высокомолекулярных гумусовых кислот не только сложно определить концентрацию, но и
не всегда имеются однозначные константы реакций комплексообразования. Если рассматривать
пример с алюминием, нет полного представления о его полимерных соединениях, и поэтому в
данном случае рекомендуется определять концентрацию аквагидроксокомплексов и
комплексов с остальными неорганическими лигандами. Эта концентрация представляет собой
разность общей концентрации алюминия в растворе и его концентрации в составе органических
комплексов и крупных полимеров. Последние группы соединений можно определить,
химически разделяя на ионообменных смолах (Соколова, Толпешта, Трофимов, 2007).
Помимо растворения заметный вклад в состав раствора вносят процессы ионного обмена
и адсорбции/десорбции, протекающие на границе с твердой фазой почв. Следует отметить, что в
почвоведении нет строгого терминологического различия между явлениями адсорбции и
ионного обмена. Под термином поглощение (английский эквивалент- sorption) часто
подразумевают всю совокупность процессов, приводящих к переходу вещества из раствора в
твердую фазу, включая и ионный обмен. Вообще, если говорить о поглощении веществ из
растворов, в любых дисперсных системах, и в почвах в частности, можно выделить процессы,
протекающие с участием молекул (молекулярная адсорбция, адсорбция неэлектролитов) и
ионов (ионная адсорбция, адсорбция электролитов). Поглощение почвой неэлектролитов
(например, неполярные нефтепродукты) происходит за счет физической адсорбции,
образования водородных связей и др. Однако в большинстве случаев в естественных
незагрязненных почвах, где жидкая фаза представляет собой раствор электролитов, а
сорбирующая поверхность твердой фазы содержит функциональные группы, способные к
ионизации, между ними происходит ионный обмен.
Большая часть почвенных компонентов имеет отрицательный заряд, являющийся
результатом различных явлений и процессов. К их числу относятся изоморфные замещения в
кристаллической решетке минералов: катионов с более высокой валентностью на катионы с
меньшей валентностью (Si на Al, Al на Fe, Mg). Этот заряд называется постоянным. Также
отрицательный заряд может образовываться вследствие диссоциации функциональных групп
кислотной природы (поверхность оксидов и гидроксидов, органических соединений). При
низких значениях рН поверхность оксидов, напротив, протонируется, что приводит к
образованию положительного заряда. Положительным зарядом также обладают
протонированные N-содержащие группы органических веществ. Процессы протонирования-
лигандами),   и располагать термодинамическими параметрами реакций, протекающих в
растворе (подробнее разд. 5.2.1.). Основная трудность такого подхода заключается в том, что
не всегда вся эта информация доступна. Так, необходимо знать полный состав анионов, с
которыми алюминий образует соединения в равновесном растворе. При этом далеко не всегда
можно найти концентрации всех низкомолекулярных неспецифических органических кислот;
для высокомолекулярных гумусовых кислот не только сложно определить концентрацию, но и
не всегда имеются однозначные константы реакций комплексообразования. Если рассматривать
пример с алюминием, нет полного представления о его полимерных соединениях, и поэтому в
данном   случае   рекомендуется    определять    концентрацию   аквагидроксокомплексов   и
комплексов с остальными неорганическими лигандами. Эта концентрация представляет собой
разность общей концентрации алюминия в растворе и его концентрации в составе органических
комплексов и крупных полимеров. Последние группы соединений можно определить,
химически разделяя на ионообменных смолах (Соколова, Толпешта, Трофимов, 2007).
      Помимо растворения заметный вклад в состав раствора вносят процессы ионного обмена
и адсорбции/десорбции, протекающие на границе с твердой фазой почв. Следует отметить, что в
почвоведении нет строгого     терминологического различия между явлениями адсорбции и
ионного обмена. Под термином поглощение (английский эквивалент- sorption) часто
подразумевают всю совокупность процессов, приводящих к переходу вещества из раствора в
твердую фазу, включая и ионный обмен. Вообще, если говорить о поглощении веществ из
растворов, в любых дисперсных системах, и в почвах в частности, можно выделить процессы,
протекающие с участием молекул (молекулярная адсорбция, адсорбция неэлектролитов) и
ионов (ионная адсорбция, адсорбция электролитов). Поглощение почвой неэлектролитов
(например, неполярные нефтепродукты) происходит за счет            физической адсорбции,
образования водородных связей и др. Однако в большинстве случаев в естественных
незагрязненных почвах, где жидкая фаза представляет собой раствор электролитов, а
сорбирующая поверхность твердой фазы содержит функциональные группы, способные к
ионизации, между ними происходит ионный обмен.
      Большая часть почвенных компонентов имеет отрицательный заряд, являющийся
результатом различных явлений и процессов. К их числу относятся изоморфные замещения в
кристаллической решетке минералов: катионов с более высокой валентностью на катионы с
меньшей валентностью (Si на Al, Al на Fe, Mg). Этот заряд называется постоянным. Также
отрицательный заряд может образовываться вследствие диссоциации функциональных групп
кислотной природы (поверхность оксидов и гидроксидов, органических соединений). При
низких значениях рН поверхность оксидов, напротив, протонируется, что приводит к
образованию    положительного     заряда.       Положительным   зарядом   также   обладают
протонированные N-содержащие группы органических веществ. Процессы протонирования-

                                            11