7.2. Вбирна здатність ґрунту

Дослідженням вбирної здатності ґрунту активно займався К. К. Гедройц (впродовж 1908-1932 рр.). Результати були опубліковані у працях "Вчення про вбирну здатність ґрунту" (1922 р.) і "Ґрунтовий вбирний комплекс і ґрунтові вбирні катіони, як основа генетичної класифікації ґрунтів" (1925 р.). Крім того, вчення про вбирну здатність ґрунту розроблено у працях Г. Вігнера, С. Маттсона, М. І. Горбунова, О. Н. Соколовського.

Вбирною здатністю грунту називають його властивість обмінно або необмінно поглинати з довкілля різні тверді, рідкі та газоподібні речовини, збільшувати їхню концентрацію на поверхні ґрунтових колоїдних часток. Сукупність компонентів ґрунту, що беруть участь у процесах вбирання, К. К. Гедройц назвав ґрунтовим вбирним комплексом (ҐВК). Це сума всіх колоїдів, які відіграють важливу роль у явищах вбирання та обмінних реакціях. Явище вбирання відбувається переважно на поверхні колоїдних частинок, оскільки вони мають значну питому поверхню. Завдяки наявності на поверхні вільної енергії, вона є ареною різноманітних фізичних та хімічних явищ, що проявляється у вбирній здатності ґрунту.

К. К. Гедройц виділив такі види вбирної здатності ґрунтів: механічну, фізичну, хімічну, фізико-хімічну та біологічну. Найбільш істотним у ґрунтових процесах є фізико- хімічне вбирання, яке проявляється у здатності обмінювати катіони ҐВК на еквівалентну кількість катіонів ґрунтового розчину. Катіони, що беруть участь у процесі такого обміну, називаються ввібраними або обмінними катіонами.

Сума всіх увібраних (обмінних) катіонів, які можуть бути витиснені з ґрунту, для цього ґрунту є величиною здебільшого постійною. Цю суму виражають у мг-екв на 100 г ґрунту. За пропозицією К. К. Гедройца вона називається ємністю вбирання.

Еквівалентна концентрація - це величина, яка показує кількість грамів- еквівалентів розчиненої речовини, що міститься в літрі розчину (г-екв/л). Грам- еквівалентом речовини називають кількість її грамів, хімічно еквівалентних г-атому гідрогену у цій хімічній реакції.

Загальна кількість катіонів у ґрунті, які здатні до обміну в даних умовах, називають ємністю вбирання або ємністю обміну ґрунту.

Ємність вбирання залежить від вмісту у ґрунті колоїдів, будови їх поверхні, природи ҐВК, реакції середовища: а) при збільшенні ступеня дисперсності частинок ємність вбирання підвищується; б) органічна частина володіє значно більшою ємністю вбирання, ніж мінеральна; в) монтморилонітова група глин володіє дуже високою ємністю вбирання; г) з підвищенням рН збільшується ємність вбирання. Тобто ємність вбирання залежить від таких характеристик ґрунту: гранулометричного складу, рН, вмісту гумусу (тобто вмісту колоїдів), мінералогічного складу.

Сума всіх увібраних катіонів-основ (Са, Mg, Na, К), здатних до обміну, називається сумою обмінних основ, або сумою ввібраних основ.

Крім цих катіонів, до складу ҐВК можуть також входити Н і АІ, але до ввібраних основ вони не відносяться, оскільки викликають формування кислотності ґрунтів.

Величина ємності вбирання ґрунтів переважно не перевищує 100 мг-екв на 100 г наважки. І лише у мінералів групи монтморилоніту досягає 150 мг-екв на 100 г. Так як більшість мінеральних і органічних частинок у воді одержують від'ємний заряд, то у обміні беруть участь головним чином катіони. Тому слід говорити про механізм катіонного обміну.