Колоїди, які мають у потенціал-визначаючому шарі позитивно заряджені іони і відщеплюють у розчин іони ОН , називаються базоїдами (лугоподібними)

До них відносяться гідрати оксидів заліза та алюмінію. Проте колоїди гідроксидів заліза, алюмінію, а також протеїну залежно від реакції середовища ведуть себе то як кислота (ацидоїди), то як осно­ва (базоїди).

Колоїди з такою подвійною функцією називаються амфотерни­ми, або амфоліто'щами.

Так, в умовах кислої реакції середовища висока концентрація у розчині водневих іонів пригнічує дисоціацію алюмінію й Η-іонів і робить можливим дисоціацію у розчин ОН-іонів. При лужній реакції гідроксид алюмінію веде себе як кислота й заряд колоїду стає нега­тивним. З підкисленням реакції середовища посилюється базоїдна дисоціація амфотерних колоїдів, із підлуговуванням - ацидоїдна. При деякому значенні pH, яке називається ізоелектричною точкою, або ізоелектричним pH, колоїд посилає в оточуючий його розчин одна­кову кількість катіонів і аніонів, перетворюючись на електрично ней­тральний (рис. 16).

З огляду на той факт, що в едафотопах бореального та суббо-реального поясів (а відповідно і в грунтах України) більшість колоїдів представлені гелями гумусових кислот та кремнезему, ґрунтовий колоїдний комплекс носитиме заряд мінус і мова йтиме про доміну­вання процесів обміну катіонів.

Виникнення заряду у різних колоїдів пов'язане з особливостями їх хімічного складу й структури. Негативний заряд набувають колоїди

за рахунок розриву зв'язків і облому пакетів глинистих мінералів, оксидів і гідроксидів заліза та вивільнення валентностей крайових іонів кисню; при ізоморфному заміщенні в кремній-кисневих тетраедрах мінералів чотирьохвалентного кремнію трихвалентним алюмінієм, алюмінію - двовалентним катіонами (залізом, магнієм) (рис. 17).

Ґрунтові колоїди характеризуються такими властивостями:

1.Ґрунтові колоїдні системи - дисперсні й гетерогенні; це озна­чає, що в ґрунтовому розчині (який називають дисперсним середо­вищем) рівномірно розподілені тверді частинки глини, гумусу та інших колоїдів (дисперсна фаза). "Дисперсний" походить від слова "розсіяний". Відомо, що розчини є однофазними (гомогенними) й ба­гатофазними (гетерогенними). Система, яка містить частинки у виг­ляді молекул або іонів, - однофазна, тому всі молекулярно-іонні роз­чини відносять до гомогенних однофазних систем, або до істинних розчинів. Дисперсна система, у якій частинки дисперсної фази скла­даються з великої кількості молекул, є гетерогенною системою. Як приклад гетерогенних дисперсних систем можна навести завис гли­ни у воді, емульсію масла у воді. Хіба тепер виникатиме заперечен­ня тому, що грунт - складна дисперсна гетерогенна система?

2.Між частинками гумусових речовин, глини й водою є п овер­хня поділу, яка володіє визначеним запасом вільної поверхневої енергії. Це дуже суттєва ознака ґрунтових колоїдів. Цією ознакою

гетерогенні системи відрізняються від гомогенних (істинних), у яких поверхня поділу відсутня. Поверхнева енергія може переходити в інші форми: хімічну, теплову тощо.

Змочування розпилених речовин крохмалю, чорнозему, глини, торфового порошку призводить до підвищення їх температури - тепло, що виділяється при цьому, називають теплотою змочування. З піском цього ефекту не відбувається. Теплота змочування - показник величи­ни загальної поверхні й ступеня її гідрофільності. Чим більш дисперсний грунт, тим більше виділиться теплоти змочування. Щоб пересвідчитись у цьому, варто лише вийти після літнього дощу і пройтись босоніж по польовій дорозі та її узбіччю, на якому поверхневі частинки менш дис­персні (крупніші), а потім порівняти відчуття. Дорога тепліша.

Поверхнева енергія прискорює хімічні реакції, тобто виявляє каталітичну дію. Наприклад, маємо три пробірки: у першій містить­ся чорнозем, у другій - бурувато-підзолистий ґрунт, у третій - пісок. Добавляємо у кожну з них пероксид водню. У перших двох спостер­ігається активне кипіння - виділяється молекулярний кисень, а у третій цього не буде, бо відсутня поверхнева енергія.

3. Колоїдні частинки мають велику загальну й питому поверх­ню. При збільшенні дисперсності частинок у грунті підвищується їх хімічна активність. Вона зв'язана зі збільшенням поверхневої енергії.

4. Колоїдні розчини здатні розсіювати світлові промені, ство­рювати опалесценцію. Оскільки довжина хвилі променів менша, ніж розмір колоїдних частинок, вони утворюють конус Тіндаля. Дифузія частинок у колоїдних розчинах відбувається дуже повільно. Це свідчить, що колоїдні частинки мають великі розміри в порівнянні з істинними іонними або молекулярними розчинами.

5. Колоїдні розчини здатні до діалізу, тобто до їх очищення від низькомолекулярних, іонних домішок. Це робиться за допомогою напівпроникної мембрани (пергаментний папір, колодій), через яку не проникають колоїдні частинки, а проходять тільки іони й молеку­ли. Для прискорення цього процесу використовують електрофорез.

6. Колоїдні розчини під дією електролітів коагулюють, тобто проходить розділення, відокремлення дисперсного середовища від дисперсної фази, яка випадає в осад. Колоїдні частинки переходять із золю в гель, гублять заряд, склеюються в агрегати. Цим вони відрізняються від істинних гомогенних систем.

7. Колоїдні частинки мають заряд: позитивний або негативний.

Для визначення знака заряду колоїдних частинок використовують електрофорез. Для цього наливають колоїдний розчин у U- подібну посудину. Вставляють в отвори електроди і з'єднують із постійним джерелом електричного струму. Колоїдні розчини гумусу, глини бу­дуть мати біля анода темний розчин, а біля катода прозорий. Тому ці колоїди мають від'ємний заряд, їх гранула заряджена негативно. На­впаки, колоїдні розчини А1,0₃ і Fe,0₃ будуть мати біля катода непро­зорий розчин, а біля анода - прозорий. Заряд їх гранул - позитивний. Стійкість колоїдної системи до зміни стану залежить від ступеня дисперсності частинок, яка виражається площею їх загальної поверхні в одиниці маси (1 г). Крім того, залежить від ступеня гідратації самої колоїдної системи і катіонів, що містяться в ній, зокрема. Не менш важливим чинником є величина електрокінетичного потенціалу.

Поиск по сайту: