Состав и строение почвенного поглощающего комплекса (часть 5)
6-09-2011, 18:40
При взаимодействии с растворами солей компенсирующие катионы, расположенные в межпакетных промежутках микрокристаллов монтмориллонита, способны обмениваться на катионы солей, так как при набухании раствор проникает в межпакетные промежутки кристаллической решетки. Следовательно, у минералов этой группы в обмене участвуют не только катионы, находящиеся на поверхности микрокристаллов, но и расположенные внутри кристаллической решетки, в межпакетных промежутках. Этим объясняется более высокая поглотительная способность минералов монтмориллонитовой группы.
У минералов группы каолинита изоморфные замещения выражены слабее. Кроме того, связь между пакетами у них значительно прочнее, межпакетные промежутки меньше, и поэтому взаимодействие с раствором и обменное поглощение катионов происходят только на внешней поверхности микрокристаллических частиц.
Отрицательный заряд глинистых минералов обусловливается не только изоморфными замещениями в октаэдрических и тетраэдрических слоях, но частично также кислородными ионами, расположенными на краях слоя из кремнекислородных тетраэдров, которые соединены не с двумя, а с одним ионом кремния, и вторая валентность у них остается свободной для связи с ионом водорода или с основанием.
При кислой реакции (рН ниже 5) свободная валентность кислородных ионов на краях тетраэдрических слоев занята ионом водорода, причем Н-ион не способен к диссоциации и поэтому отрицательный заряд образуется только в результате изоморфных замещений в кристаллической решетке. При рН выше 6 и особенно 7 могут происходить диссоциация этих ионов водорода и замещение их другими катионами, т. к. отрицательный заряд и обменная способность глинистых минералов в этом случае обусловлены не только изоморфными замещениями, но частично также и кислородными ионами по краям тетраэдров. Следовательно, обменное поглощение катионов глинистыми минералами зависит от реакции среды: при нейтральной и щелочной реакции оно выше, чем при кислой.
Особенно заметно увеличивается способность к поглощению оснований при переходе от кислой к нейтральной и щелочной реакциям за счет связывания их кислородными ионами по краям тетраэдров у минералов типа каолинита. У минералов же монтмориллонитовой группы обменное поглощение обусловливается в основном изоморфными замещениями в тетраэдрических и октаэдрических слоях кристаллической решетки.
Поскольку обмен катионов у каолинита совершается только на внешней поверхности микрокристаллов, то реакции обмена катионов у минералов каолинитовой группы идут быстрее, но поглотительная способность их, даже при высокой степени дисперсности, значительно меньше, чем у минералов монтмориллонитовой группы.
Обменное поглощение катионов различными минералами характеризуется следующими цифрами (мг-экв. на 100 г минерала): каолинит 3—15, галлуазит 5—10, иллит 10—40, монтмориллонит — 80—120, бейделлит 55—65, вермикулит 100—150.
У минералов группы каолинита изоморфные замещения выражены слабее. Кроме того, связь между пакетами у них значительно прочнее, межпакетные промежутки меньше, и поэтому взаимодействие с раствором и обменное поглощение катионов происходят только на внешней поверхности микрокристаллических частиц.
Отрицательный заряд глинистых минералов обусловливается не только изоморфными замещениями в октаэдрических и тетраэдрических слоях, но частично также кислородными ионами, расположенными на краях слоя из кремнекислородных тетраэдров, которые соединены не с двумя, а с одним ионом кремния, и вторая валентность у них остается свободной для связи с ионом водорода или с основанием.
При кислой реакции (рН ниже 5) свободная валентность кислородных ионов на краях тетраэдрических слоев занята ионом водорода, причем Н-ион не способен к диссоциации и поэтому отрицательный заряд образуется только в результате изоморфных замещений в кристаллической решетке. При рН выше 6 и особенно 7 могут происходить диссоциация этих ионов водорода и замещение их другими катионами, т. к. отрицательный заряд и обменная способность глинистых минералов в этом случае обусловлены не только изоморфными замещениями, но частично также и кислородными ионами по краям тетраэдров. Следовательно, обменное поглощение катионов глинистыми минералами зависит от реакции среды: при нейтральной и щелочной реакции оно выше, чем при кислой.
Особенно заметно увеличивается способность к поглощению оснований при переходе от кислой к нейтральной и щелочной реакциям за счет связывания их кислородными ионами по краям тетраэдров у минералов типа каолинита. У минералов же монтмориллонитовой группы обменное поглощение обусловливается в основном изоморфными замещениями в тетраэдрических и октаэдрических слоях кристаллической решетки.
Поскольку обмен катионов у каолинита совершается только на внешней поверхности микрокристаллов, то реакции обмена катионов у минералов каолинитовой группы идут быстрее, но поглотительная способность их, даже при высокой степени дисперсности, значительно меньше, чем у минералов монтмориллонитовой группы.
Обменное поглощение катионов различными минералами характеризуется следующими цифрами (мг-экв. на 100 г минерала): каолинит 3—15, галлуазит 5—10, иллит 10—40, монтмориллонит — 80—120, бейделлит 55—65, вермикулит 100—150.