Вопрос 11. Почвенный поглощающий комплекс

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. Например, при обмене ионов Са2+ и Na+

ПСа2+ + 2Nа+ ↔ ПNа+2 + Са2+ или А13+ и Са2+П(А13+)2 + 3Са2+ ↔ П(Са2+)3 + 2А13+.

Согласно определению, 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. Практически не обладают обменной способностью такие минералы, как кварц; очень слабо проявляется это свойство во фракциях механических элементов крупнее 0,002—0,005 мм. 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. Таким образом, обменные основания составляют только часть обменных катионов, хотя в большинстве степных и сухостепных почв практически весь фонд обменных катионов представлен обменными основаниями. Термин «обменные основания» нельзя признать удачным; по определению Бренстеда — Лоури, основаниями называют вещества, способные соединяться с ионами водорода. По Аррениусу, основание — вещество, повышающее в растворе концентрацию гидроксильных ионов. Основаниями, следовательно, являются не сами катионы Са2+, Nа+ и т. д., а их гидроксиды. Однако в литературе по почвоведению прочно укоренилось понятие «обменные основания», и этим термином приходится пользоваться, хотя терминологические неточности нередко приводят к неверной трактовке почвенно-химических процессов. Так, встречаются мнения, что поступление в почвы ионов Са2+, Мg2+, Na+ независимо от сопутствующего им аниона вызывает снижение уровня почвенной кислотности.