07.11.2017
31.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
Физико-химические и коллоидные свойства гумуса
 26.08.2012

Диализированные золи гуминовой кислоты обнаруживают ясно кислую реакцию, характеризуемую значениями рН от 3,4 до 4,5, в зависимости от концентрации золя. По-видимому, рН 3,4- 3,5 является предельной величиной, характеризующей способность выделенной гуминовой кислоты к отщеплению водородных ионов. Электродиализированные образцы природных гумусовых образований показывают более кислую реакцию, до рН 2,9-2,8 и даже до 2,3, что может быть объяснено или более значительной диссоциацией естественных гуминовых кислот или наличием других кислот, обладающих более высокой константой диссоциации. Указанные значения активной кислотности гумуса близко совпадают с величинами рН для электродиализированных глин и значительно превышают кислотность, которая может вызываться присутствием в воде углекислоты. О силе молекулярнорастворимых кислот, удаляемых при электродиализе, непосредственных данных не имеется.
На основании же имеющихся определений рН в растворах некоторых низкомолекулярных органических кислот (щавелевой, лимонной, уксусной) можно предполагать, что при тех незначительных концентрациях, в которых эти кислоты могут присутствовать в почве, степень активной кислотности, вызываемая ими, едва ли может превышать указанные выше значения, соответствующие гуминовым кислотам. Эти значения во всяком случае достаточно высокие, так как соответствуют 0,001-0,0001 н. концентрации сильных минеральных кислот, что при нерастворимости гуминовых кислот (в смысле молекулярной растворимости) представляет собой замечательное явление, которое позволяет считать гуминовые кислоты за кислоты средней силы; новейшие исследования по вопросу образования гуматов, однако, приводят к выводу, что гуминовая кислота обладает свойствами слабых кислот. Кислыми свойствами гуминовых кислот объясняется давно уже установленная способность их вступать в соединения с основаниями и разлагать соли других слабых кислот (карбонаты, фосфаты, силикаты) с образованием собственных солей или гуматов, причем количество связываемых гуминовой кислотой оснований, или иначе - титруемая кислотность ее, во много раз превосходит активную кислотность и ни в коем случае не может быть объяснена наличием незначительных количеств адсорбированных анионов других кислот.
В настоящее время, как уже было сказано раньше, можно считать доказанным, что гуминовые кислоты являются окси (фенол)-карбоновыми кислотами, содержащими приблизительно 4 карбоксильных и 3-4 фенольных группы на молекулу весом в 1300-1400.
Свободные гуминовые кислоты имеют резко выраженный коллоидный характер, причем степень дисперсности их может быть весьма различной. Первичные частички гуминовой кислоты имеют амикроскопические размеры около 20 μμ . Частички сильногидратированы, имеют отрицательный заряд, и при этих размерах частичек гуминовая кислота дает темно-бурые почти прозрачные коллоидные растворы, которые не диализируются.
В дальнейшем, при наличии электролитов, при замерзании или при высушивании, вследствие уменьшения или разрыва водных оболочек, происходит спаивание первичных частичек друг с другом и образование вторичных частичек более крупных размеров (около 1 μ), характерных для суспензий гуминовых кислот. Этот процесс уменьшения дисперсности может сопровождаться и изменениями химического строения в сторону дегидратации, окисления и полимеризации.
Наряду с гуминовыми кислотами различной степени дисперсности (включая более дисперсную гиматомелановую кислоту) в составе гумуса имеются в более или менее значительном количестве кислоты с меньшей величиной молекулы, обнаруживаемые при электродиализе в анодной камере. Эти кислоты, дающие истинные растворы, пока мало исследованы. Наряду с незначительными количествами простых низкомолекулярных органических кислот здесь можно предполагать присутствие более сложных кислот, генетически связанных с гуминовыми кислотами, т. е. являющихся либо предшественниками последних, либо продуктами их распада. Соображения о возможных путях образования этих кислот, объединенных Оденом в группу фульвокислот, были высказаны нами раньше, в главе о химическом составе гумуса.
Соотношение между не диализуемыми гуминовыми кислотами и диализуемыми кислотами при электродиализе может быть очень различным, в зависимости от ряда условий, влияющих на процессы разложения и гумификации. По данным Матсона и Экмана, относительное содержание диализуемых кислот сильно уменьшается по мере хода гумификации, что хорошо видно при сравнении различных слоев лесной подстилки (табл. 23).

Физико-химические и коллоидные свойства гумуса

Можно думать, однако, что электродиализ не удаляет полностью предполагаемую группу фульвокислот, часть которых, будучи связана постепенными переходами по степени конденсации с гуминовыми кислотами, может оставаться в известной (ассоциационной или адсорбционной) связи с последними.
В последнее время получены данные о наличии в составе гумуса положительно заряженных комплексов, выделяющихся при электродиализе в катодную камеру. О количественном содержании этой группы пока судить трудно. Предположение Андерсона и Байерса, считающих, что катионный характер значительной части гумуса доказывается растворимостью этой части в сернистой кислоте, нельзя считать обоснованным.
Кислая природа гуминовых и сопутствующих им веществ и их коллоидный характер объясняют ряд явлений, имеющих громадное значение для почвообразования и для развития некоторых важных свойств почвы. К числу последних относится обменная поглотительная способность к катионам.