Coloizii Solului

Studierea fenomenelor de solubilitate a aratat ca, unele substante, considerate insolubile, trec totusi in solutie sub forma de particule foarte mici dar care nu difuzeaza printr-o membrana semipermeabila. Astfel de substante, de exemplu: cleiul, cauciucul natural, amidonul, acizii humici, hidroxizii etc, au fost denumite substante coloide (gr.=clei), spre deosebire de cele ce formeaza solutii adevarate si difuzeaza prin membrane semipermeabil, carora li s-a dat numele de substante cristaloide, ex. sarurile minerale.

Substantele coloidale trec in mediul de dispersie sub forma de particule foarte mici, cu diametrul cuprins intre 0,1 microni si 1 milimicroni.

Partea coloidala a solului este alcatuita din diferiti coloizi minerali, organici si organo-minerali. Coloizii minerali sunt reprezentati prin minerale argiloase(argila din sol), hidroxizi sau oxizi hidratati de fier si aluminiu; cei organici, prin coloizi minerali, iar cei organo-minerali prin combinatii rezultate din unirea coloizilor minerali si organici, cum sunt argilo-huminele, alumo si ferohumatii. Coloizii solului trec in mediul de dispersie reprezentat prin solutia solului sub forma de particule cu o anumita alcatuire, cunoscute sub denumirea de micele coloidale.

Alcatuirea micelelor coloidale

Micela coloidala este alcatuita dintr-un nucleu inconjurat de diferiti ioni dispusi sub forma de strate. Nucleul este format, fie dintr-o molecula, fie dintr-un agregat de molecule strans legate intre ele, fie dintr-un fragment al retelei cristaline. La suprafata nucleului se gaseste un strat de ioni, denumit strat intern determinant de potential; daca ionii din acest strat sunt pozitivi, coloidul este electropozitiv, iar daca sunt negative, coloiul este electronegative.

In continuarea stratului intern se gasesc alti ioni de semn contrar celor precedenti, denumiti din aceasta cauza ioni compensatori. Acestia sunt dispusi astfel incat doua strate successive, diferite in ce priveste densitatea si mibilitatea ionilor respectivi: primul este alcatuit din ioni dispusi dens, puternic legati, denumit strat dens de ioni si urmatorul, format din ioni dispusi difuz, slab legati si mobile, denumit strat difuz de ioni.

Principalii coloizi din sol sunt humusul (acizii humici) si argila (minerale argiloase). Ca frecventa si importanta, urmeaza hidroxizii sau oxizii hidratati de fier si silicea.

Capacitatea de absorbtie a coloizilor

Principalii coloizi din sol, argila si humusul sunt electronegativi. Particulele respective , avand sarcina negativa, sunt inconjurate cu ioni de semn contrar, adica ioni pozitivi, atrasi din mediul de dispersie, care fomeaza stratul dens si difuz de cationic. Aceasta proprietate a coloizilor de a atrage din solutie si de a retine la suprafata particulele respective poarta numele de absorbtie ionica. Argila si humusul, fiind coloizii electronegativi, atrag din solutia solului cationi, dintre care, cei mai frecventi sunt cei de Ca, Mg, K, Na, H. Humusul poseda o capacitate de absorbtie a cationilor mult mai mare decat argila.

In afara de coloizii elecronegativi si electropozitivi, sunt si coloizi care pot absorbi atat cationi, cat si anioni, in functie de reactie mediului.Acestia poarta numele de amfolitoizi. O astfel de comportare pot avea, de exemplu, in anumite conditii din sol, oxizii hidratati de fier si aluminiu, substantele proteice din humus. De subliniat este faptul ca, desi argila si humusul sunt coloizi negativi, in conditiile foarte variate si complexe din sol, pot absorbi si anioni, deci prezinta si caracter amfoter.

Capacitatea de peptizare si coagulare a coloizilor

Dupa cum s-a aratat mai inainte, nucleul impreuna cu stratul intern de ioni poseda sarcina electrica pozitiva sau negativa, adica are fata de lichidul intermicelar un anumit potential electric, care a fost denumit potential termodinamic sau plin.

Nucleul impreuna cu stratul intern si cu stratul dens de cationi prezinta un potential electric, denumit potential electrocinetic sau zeta, care are o valoare mai mica decat potentialul termodinamic (deoarece cationii stratului dens neutralizeaza o parte din sarcinile electrice ale stratului intern). Micela coloidala, adica nucleul impreuna cu stratul intern, plus stratul dens, plus stratul difuz de contraioni, este electric neutra, deci nu prezinta fata de lichidul intermicelar potential electric.

In legatura cu definirea proprietatilor electrice ale coloizilor, un rol important il au ionii care alcatuiesc stratul dens si difuz de contraioni, adica in cazul argilei si humusului, cationii absorbiti. Acestia se imbraca ca mantale de apa de grosimi diferite, in functie de gradul lor de hidratare. In general, gradul de hidratare al ionilor creste odata cu marimea valentei si cu micsorarea volumului ionic. Gradul de hidratare al ionilor absorbiti determina marimea potentialului electrocinetic. Cationii din primul strat de contraioni, indiferent de potentialul lor de hidratare, fiind dispusi dens si puternic retinuti, sunt nehidratati (desolvatati). Cationii stratului difuz se hidrateaza insa in functie de potentialul lor de hidratare. Cu cat cationii din stratul difuz sunt mai hidratati si deci insasi stratul respectiv este mai gros, cu atat actiunea lui de neutralizare electrica va fi mai slaba si prin urmare, potentialul electric mai ridicat si invers. Prin urmare, potentialul electrocinetic creste si scade corespunzator cu grosimea stratului difuz de contraioni, fiind, in general, maxim in cazul cationilor monovalenti puternic disociati si hidratati si minim in cazul cationilor bivalenti slab disociati.