Поглотительная способность почв. Почвенно-поглощающий комплекс, обменные катионы. Емкость каталитического обмена



Почвенный поглощающий комплекс — это совокупность минеральных, органических и органоминеральных компонентов твердой части почвы, обладающих ионообменной способностью.

Катионный обмен — частный случай ионного обмена, под которым в химии понимают обратимый процесс стехиометрического обмена ионами между двумя контактирующими фазами. Материальным носителем катионообменной способности почв является ППК.

Реакцию обмена катионов А и Б формально можно записать так:

П(А )m + nБ ↔ П(Б )n + mА ,где П — почвенный поглощающий комплекс. Эта форма записи показывает, что составная часть почвы — ее поглощающий комплекс, обозначаемый символом П (или ППК),— отдает в раствор катионы в обмен на эквивалентное количество катионов другого рода.

в ППК входят и способные к обменным реакциям катионы; в противном случае этот комплекс не смог бы выделить в ходе реакции эквивалентное количество катионов в обмен на катионы почвенного раствора. Не все твердые фазы почв способны проявлять катионообменную способность. Способность к поглощению и обмену катионов сосредоточена главным образом в илистой фракции почв.

Катионы, которые входят в состав ППК и могут быть замещены Катионами другого рода при взаимодействии с нейтральными растрами солей, называют обменными катионами, в качестве синонима употребляют термин поглощенные катионы. При характеристике ППК и обменных реакций часто используют термин обменные основания, под которым понимают только обменные катионы Са2+, Мg2+, К+ и Na+, тогда как в число обменных катионов входят кроме того, Н+, А13+ и др.

по определению Бренстеда — Лоури, основаниями называют вещества, способные соединяться с ионами водорода. Основаниями, следовательно, являются не сами катионы Са2+, Nа+ и т. д., а их гидроксиды.

Емкость катионного обмена.

Важнейшей характеристикой почвенного поглощающего комплекса и почвы в целом является емкость катионного обмена (ЕКО). Величина ЕКО существенно зависит от рН взаимодействующего с почвой раствора и несколько варьирует при замене одного вида насыщающего катиона на другой.

Под емкостью катионного обмена будем понимать общее количество катионов одного рода, удерживаемых почвой в обменном состоянии при стандартных условиях и способных к обмену на катионы взаимодействующего с почвой раствора. Величину емкости катионного обмена выражают в миллиграмм-эквивалентах на 100 г почвы или ее фракции.

3 вида ЕКО:

• емкость катионного обмена стандартную определяют с помощью буферных растворов при постоянном значении рН. С этой целью почву насыщают ионами Ва2+ из буферного раствора с рН 6,5 После насыщения емкость определяют по количеству поглощенного почвой Ва2+;

• емкость катионного обмена реальную (или эффективную) определяют путем обработки почвы небуферными растворами солей о реальной емкости катионного обмена можно судить с достаточной точностью по сумме обменных катионов;

• дифференциальная (или рН-зависимая) емкость катионного обмена характеризует приращение емкости катионного обмена с увеличением рН равновесного раствора: ∆ЕКО/DрН. Чтобы найти дифференциальную ЕКО, почву насыщают катионами одного рода из буферных растворов с различными значениями рН (например 6,5 и 8,2), а затем рассчитывают общее приращение ЕКО или её приращение на единицу рН.

Величина ЕКО зависит от числа отрицательных зарядов, приходящихся на единицу массы или поверхности ППК. Обменные катионы компенсируют отрицательный заряд, и в отсутствие внешнего электрического поля каждая частица ППК электронейтральна.

 


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 197;