O astfel de schimbare a electricitații micelei care mai înainte depindea de sarcina granulei iar

acum depinde de sarcina ionilor din stratul difuz, este cauzată mai ales de ionii trivalenți din

sol: Al și Fe deoarece sunt purtătorii unei foarte mari cantitați de electricitate și anume 1510

ori mai mare decat cantitatea de electricitate a ionilor monovalenți. Schimbând ionii

monovalenți din stratul difuz, cu un singur ion trivalent se înlocuiește de fapt 1510 ioni

monovalenți, ceea ce explică rapida neutralizare a zeta-potențialului de către ionii trivalenți și

astfel schimba sarcina micelei. Când lucrăm cu ioni trivalenți dăm un fenomen interesant:

primele picături de soluție ionica nu cauzează de obicei coagulare; după care coagularea are

loc rapid, dar la un momentdat un adios de plus de solutie începe să ,,dizolve” coagulul, adică

să transforme invers ,,gelul” in ,,zol”. Aceasta înseamnă că gelul prin absorbție de ioni

trivalenți a primit din nou sarcină, sarcină repartizată pe toți coloizii gelului din care cauză

particulele coloide unite in gel încep din nou să se disocieze, rup legăturile reciproce și trece

în stare de zol soluție.

Se pot gelifica din nou acești ,,zoli”? Bineînteles că da. Sarcina electrică a ionilor

trivalenți este pzitivă . De aceea pentru regelificare sunt necesari anioni, purtători de sarcini

negative. Coagularea dublă, repetată, constă tocmai în aceasta: primii coagulatori au fost

cationi încărcați pozitiv, pe când secunzii coagulatori sunt anioni încărcați negative.

Coagularea repetată are loc în soluri bogate în sesquioxizi, la solurile negre și în laterite.

Sensibilitate. Stabilitate. Zeta-potențialul micelelor poate varia fiind când mai

puternic când mai slab. Când este scăzut, este suficientă o cantitate redusă de electroliți

coagulatori ca să provoace coagularea. Coagularea o pot provoca chiar și numai câteva

picături de soluție. Soluțiile coloidale cu potențial scăzut sunt sensibile față de coagulare.

Sensibilitatea sistemelor coloide este cunoscută în toate gradațiile posibile. Fenomenul contrar

ei este stabilitatea. Soluția coloidală este greu de coagulat.

Cele două mari grupe de coloizi, hidrofile și hidrofobe se deosebesc din punct de

vedere al sensibilității cât și al stabilității. Sunt mai sensibili coloizii hidrofobi față de coloizii

hidrofili, care sunt mai stabili. Este ușor să se limpezească apa tulbure, este însă foarte greu să

se limpezească guma arabică de dispersantul ei.

Peptizarea. Peptizarea este procesul invers coagulării și constă în trecerea corpurilor

gelificate în stare de zol. Coloizii se aglomerează sub formă de gel din cauza predominării

forței de atracție M asupra forței de respingere R. Dacă potențialul R crește încât să fie mai

mare decât forța de atracție M, atunci intervine desfacerea coloizilor. Potențialul R crește cu

schibarea ionilor din stratul difuz. Electroliții coagulatori puternic hidrofobi trebuie schimbați

cu ioni hidrofili ușor electrizați (cu sarcini electrice reduse). Se schimbă de obicei ionii

plurivalenți (tri- și bivalenți) cu ioni monovalenți, și ionii cu peliculă mai groasă de apă cu

ionii cu peliculă mai subțire. Peptizantul principal în sol este sodiul. Gelurile solului se pot

ușor peptiza cu ajutorul sodiului și sărurilor de sodium. Peptizanți mai slabi însă decât ionii de

Na mai sunt ți ionii de H, care la fel peptizează solul și substanțele chimice mai ales acidul

crenic și hidroxizii siliciului. Oxizii aceștia puternic hidratați ca și substanțele humice măresc

hidratarea micelelor coloizilor din sol care trec astfel i soluție.

Peptizarea este un fenomen periculos pentru solurile cultivate in continuu. Coloizii

coagulați sunt factorii de bază ai strucurii stabile a solului. În schimb în stare de ,,zol” sunt

factori ai distrucției solului. Solul își pierde proprietățile fizice bune căzând pradă proceselor

de descompunere și levigare.

SCHIMBARILE SUFERITE DE SISTEMELE COLOIDALE HIDROFILE

Deosibirea dintre coloizii hidrofobi și hidrofili. Coloizii hidrofobi și hidrofili sau

liofobi și liofili se deosebec mult în privința schimbărilor stărilor de agregare. Schimbările ce

au loc în coloizii hidrofobi depind după cum am văzut de ionii stratului difuz. Schimbările în

coloizii hidrofili depind de pelicula lor de apă. Și coloizii hidrofili formează un strat difuz de

ioni în jurul granulei lor. Dar la coloizii hidrofili, energia de atracție din partea granulei nu se

limitează numai la atracția ionilor. Forțele de suprafață ale granulelor atrag și moleculele de

apă, și aceasta într-o masură însemnată. Aceasta este o cale de formare a peliculei de apă a

coloizilor hidrofili. A doua cale este formarea peliculei de apă prin atragerea moleculelor de

apă din partea ionilor stratului difuz. Toți ionii sunt înveliți de o peliculă subțire sau groasă de

apă. (Na-ionii au o peliculă foarte groasă de apă). Ionii puternic hidratați dau atât granule

hidrofile cât și hidrofobe. Acesta este un fenomen frecvent în sol și are importanță deosebită

pentru însușirile sale fizice. În soluri în care stratul difuz nu conține ioni de Ca suficienți –

acest factor al proprietății hidrofobe al coloizilor din sol – particule coloide se hidratează cu

ușurință pe de o parte sub influența ionilor hidrofili, iar pe de alta parte sub influența ionilor

de hidrogen.

Deosebirea dintre formarea peliculei de apă atât la hidrofilia granulei cât și în ce

privește hidrofilia ionilor din stratul difuz, nu influențează prea mult proprietățile sistemelor

hidrofile. În orice caz sistemele hidrofile de o proveniență sau de alta, sunt egale în ce privește

schimbarea stării de agregare. Aceste schimbări de agregare depind de micșorarea, respectiv

de mărirea dimensiunilor peliculei de apă. Cu cât pierde mai multă apă pelicula, cu atât masa

coloidului se concentrează, și invers masa coloidă se înmoaie, devine lipicioasă, apoi lichidă

pe măsură ce absoarbe tot mai multă apă. Dar granulele liofile rețin primele straturi de

molecule de apă cu o forță uriașă de mai multe mii de atmosfere, iar stratele mai îndepărtate

cu o forță din ce în ce mai redusă până la stratul periferic unde trece sub formă obișnuită de

apă. Sub forța puternică de mii de atmosfere, moleculele de apă presate se strâng atât de mult,

încât apa din stare lichida trece în stare lipicioasă, densă si apoi în stare solidă, de gheață.

Schimbările în starea de agregare a coloizilor hidrofili depind de numadul de strate de

molecule hidrice reținute în momentul respectiv. Masa hidrofilă a coloizilor se întărește tot

mai mult pe măsură urcării, deoarece pierde apa legată slab, iar imbibiția scade tot mai mult,

pe când în caz invers, crescând imbibiția, masa se înmoaie tot mai mult, trece in stare de noroi

apoi devine lichidă trecând în soluție, deoarece reprimește apă legată slab.

După cumse vede, nu există nimic comun între felul în care au loc schimbările la

coloizii hidrofobi, și modul de transformare al coloizilor hidrofili. Din cauza acesteideosebiri,

sistemele lor au primit denumiri diferite: hidrofobii se numesc sisteme electrocratice,

deoarece la ele agentul activant este electricitatea, iar hidrofilii se numesc sisteme

solvatocratice – deoarece cauza principală a schimbării lor este hidratarea. Această

deosebireare importanță practică deoarece și in solexistă sisteme electrocratice si

solvatocratice și deoarece în solurile cultivate sistemele electrocratice sunt fenomene

favorabile, pe când cele solvatocratice, nefavorabile.

Să trecem acum la considerearea transformarilor tipice ale sistemelor solvatocratice.

Imbibiția. Dacă masa tare, sticloasă, de clei se dizolva ăn apa ea începe să ,,crească”

și treptat se înmoaie. Cleiul vitros absoarbe apă dar nu ca buretele care este poros, ci ca o

masă coloidă ce absoarbe apa la suprafața particulelor sale. În jurul particulelor coloidale de

clei se formează pelicule de apă a căror grosime depinde de presiunea apei exterioare.

Grosimea peliculei de apă din jurul coloizilor hidrofili este cauza atât a imbibiției cât și a altor

schimbări ale stării de agregare a sistemelor hidrofile.

Coloizii hidrofili, prin atragerea moleculelor de apă pot forma pelicule foarte groase,

cu diametrul mult mai mare decât chiar nucleul coloidului. În aceasta constă deosebirea lor

față de coloizii hidrofobi care de obicei sunt înconjurați numai de stratul difuz. Stratul difuz

de apă al hidrofobilor nu se poae compara cu pelicula de apă a hidrofililor.

Sistemul coloid hidrofil poate rămâne tare, consistent, dacă peliculele sunt subțiri,

deoarece peliculele subțiri de apă sunt tari ca gheața. Absorbind mai multă apă, masa coloida

se înmoaie tot mai mult, din cauză că forța de atracție a nucleului scade tot mai mult pe

măsura creșterii peliculei.

Acesta este procesul imbibiției. Imbibiția este proprietatea parții argiloase a solurilor,

adică a particulelor de natura coloidală. Imbibiția servește la măsurarea hidrofiliei solurilor și

uneori la măsurarea gradului de retenție a coloizilor din sol. Prin imbibițe se caracterizeaza în

mod deosebit complexul organo-mineral care este de fapt un sistem coloid hidrofil.

Dizolvarea. Masa coloidă a hidrofilelor rămâne în stare de gel cât timp peliculele

particulelor se ating. Sfârșitul imbibiției este marcat de ,,umflarea” prin îngroșarea peliculei

de apă din jurul particulelor coloidale. Cu puțin exces de apă și peliculele se destramă; gelul

trece în sol, masa se dizolvă și cu aceasta ciclul hidratarii este complet. Ciclul începe cu masa

consistentă care trece în formă de gel și se termină cu trecerea în soluție. Pământul tare,

noroiul consistent si apoi moale, mâlul sunt etape de sizolvare ale zolului. Aceasta constituie

o deficiență pentru solul structurat în caz că zolul conține sisteme coloidale hidrofile.

Gelatinare. Solidificare. Trecerea coloizilor hidrofili din stare solidă în stare de gel și

apoi in soluție ,,zol” constituie procesul de peptizare. Această trecere are loc prin adaos

succesiv de apă. Este normal că se poate porni și pe cale inversă. Scoțând apa se poate

coagula soluția de ,,zol”hidrofil care în momentul când peliculele se ating atrăgându-se

reciproc trece în stare de ,,gel” până ce prin apropierea tot mai mare a peliculelor consistența

moleculelor de apă atinge maximul, adică atingeconsistența gheței, când gelul trece in stare

solidă.

Gelatinarea începe deci o dată cu primele atingeri ale peliculelor de apă, cu atingerea

reciprocă a peliculelor încare apa se găsește in stare solida.

Cauza gelatinării și solidificării zolurilor hidrofile, zolurile argiloase și humoase este

uscarea. Zolul gidrofil, aflat în soluție se depune după ploaie, și se transformă într-o masă

tare, de consistența betonului. Aceasta este o însușire tot atât de dăunătoare ca și dizolvarea.

După cum se vede starea fizică a solurilor hidrofile depinde întru totul de apă, respectiv de

condițiile climatice. Dacă ploua, aceste soluri se transformă în noroaie; dacă este timp uscat,

ele se întăresc ca betonul. Solul structurat nu trebuie să conțină sisteme coloidale hidrofile.

Solurile hidrofile trebuie cu orice preț să se transforme în soluri hidrofobe. Trebuie să se țină

seamă de faptul că cloizilor hidrofili nu le ajută prezența ionilor coagulatori, în stratul difuz,

deoarece concentrația lor în cadrul peliculelor groase de apă este prea redusă. De aceea este

dificil sau chiar imposibil să se obțina gelificare, gruparea nucleelor coloide numai prin

sistemul hidrofil. Deoarece gelificarea este un fenomen favorabil al fizicii solurilor,

constituind temelia însușirilor fizice ale terenurilor de cultură, ne putem închipui cât de

dăunatoare este prezența coloizilor hidrofili în soluri, cărora le imprimă însușiri nefavorabile

pentru cultura plantelor.

Coloizi reversibili și ireversibili. După cum s-a vazut, schimbarea starii de agregare a

coloizilor hidrofili depinde exclusiv de apă, de patrunderea sau de ieșirea sa. Sistemele

coloidale hidrofile pot trece dintr-o stare de agregare în alta de nenumărate ori. Cleiul ca și

solul hidrofil pot trece din stare solidă în stare lichida și invers oricând condițiile sunt potrivite

acestei transformări, adică prin adăugare de apă sau prin uscare.

Cu totul altfel este situația cu coagularea șipeptizarea coloizilor hidrofobi. Ei se

coagulează în apă și rămân ca atare în ea. De aceea solul ce conține coloizi hidrofobi nu se

transformă ușor în noroi. De fapt și sistemele hidrofobe se pot transforma dintr-o stare de

ageregare în alta și gelurile lor se pot peptiza in ,,zol”. Dar în acest caz nu intervine numai apa

ci și un complex întreg de factori, care să producăschimbări în stratul de ioni.

Sistemele coloide hidrofile se caracterizează prin trecerea ușoară dintr-o stare de

agregare în alta, sunt deci reversibili. Sistemele coloide hidrofobe dimpotrivă, sunt

ireversibile.

Acțiunea protectoare a coloizilor hidrofili. Reacția diferită a coloizilor hidrofobi și

hidrofili în cazul coagulării respective a peptizării are urnări importante când coagularea este

provocată de ambele feluri de oloizi. Se observă că în amestec cu coloizii hidrofili cei

hidrofobi coagulează mai greu sau nu coagulează deloc. Aceasta se întâmplădeoarece coloizii

hidrofobidau de pelicula de groasă apă a coloizilor hidrofili. În pelicula groasă de apă ei își

pierd proprietățile devenind hidrofili. Într-un atare sistem cu nucleul dublu, electroliții nu mai

acționează și coloizii hidrofobi urmează aceeași cale cu coloizii hidrofili, suferind influența

apei – caz foarte periculos pentru levigarea solului.

Clasificarea coloizilor după natura lor chimică. Ținând seama de alcătuirea lor

chimică se deosebesc însol:

-coloizi minerali;

-coloizi organici;

-coloizi organo-minerali sau complexe organ- minerale.

Coloizii minerali predomină în solurile sărace în humus, coloizii organici în solurile

bogate în humus iar coloizii organo-minerali îi găsim în soluri potrivit aprovizionatecu

substanțe organice. Din punct de vedere agricol cea mai importantă grupă este aceea a

coloizilor organo-minerali, căci sunt conținuți de majoritatea solurilor de cultură. În capitolul

despre humus se poate separa de substanța minerală a solului numai cu ajutorul unor puternici

activi chimici.

Este important de știut că coloizii organo-minerali formează o grupă cu totul aparte de

grupa coloizilor minerali și de grupa coloizilor organici. Coloizii organo-minerali îi putem

imagina ca nuclee minerale îmbrăcate cu o peliculă de humus. Cât este de groasă pelicula

aceasta organică, și care sunt influențele nucleului mineral și a substenței organice nu sunt

încă pe deplin cunoscute.

Nici natura intima a celorlalte douagrupe de coloizi, adică a celor organici și a celor

minerali – nu este încă pe deplin elucidată. Multe date au fost culese în analiza și sinteza

artificială mai ales în experiențele facute asupra coloizilor cu o compoziție mai simplă.

Coloizii minerali cum sunt: coloizii hidroxidului de siliciu și hidroxidului de aluminiu și fier

apar în soluri, mai rar în forma curata. Pentru agricultură prezența acestor coloizi este

nedorită. Ei caracterizează solurile sărace, cum sunt solurile levigate, potzolice și laterice; de

aceea datele obținute peivind acești coloizi nu se pot generaliza și asupra coloizilor complecși,

care sunt cei mai răspândiți. În cele ce urmează vom arăta totuși caracteristicile lor ținând

seama de importanțalor agricolă. Pentru o înțelegere mai bunăa lucrurilor este necesar să

reamintim ceea ce s-a mai spus și anume că însușirile fizice ale solului sunt foarte mult

influențate de dradul de afinitate pentru apă a coloizilor,și anume de raportul între coloizii

hidrofili și hidrofobi. Se știe căsistemele coloidale formează noroi pe timp de ploaie și o masă

întărită pe timp de secetă. Dimpotrivă, sistemelecoloidale hidrofobe formează o structură

glomerulară rezistentă acțiunii apei.

Se pune acum întrebarea care dintre coloizii minerali, organic și organo-minerali din

masa solului aparține grupei hidrofileleor și care grupei hidrofobelor? Sisteme absolute

hidrofile sau hidrofobe nu există în sol. Toți coloizii solului atrag apa și se înconjoară cu o

peliculăde apă; numai că unii coloizi acționează întro măsură mai mare, iar alții intro măsură

mai mică. Este greu să se spună în ce măsura depinde hidratarea coloizilor solului de ucleul

însuși, respective de granula sa. Făra îndoială, există nuclee care atrag cu mai multă putere

apa, cum sunt spre exemplu coloizii humici. Dacă nu se poate încă cunoaște influența

nucleului în totalitatea ei, se știe totuși acțiunea ionilor din stratul difuz. Cercetări îndelungate

au demonstrat că cationii din stratul difuz al coloizilor solului determină gradul de hidratare.

Se poate spune că chiar cationii sunt aceea care creează când sisteme coloide hidrofile, când

sisteme coloide hidrofobe. Cercetările au arătat că în sol există trei feluri de cationi care după

predominanța lor dau naștere la trei tipuri caracteristice de sol și anume:

-soluri saturate cu ioni de sodiu – soluri sărăturate, sau sărături;

-soluri saturate cu hidrogen-ioni sau soluri acide;

-soluri saturate cu ioni de calciu sau soluri neutre.

Sistemele coloidale hidrofile sau solvatocrate formează soluri sărăturate pe când cele

hidrofobe sau electrocrate caracterizează soluri saturate cu ioni de calciu. Solurile bogate în

ioni de hidrogen în stratul difuz caracterizează solurile mijlocii.

Importanța agricolă a ionilor din stratul difuz al coloizilor. Înnoirea coloizilor ca și

schimbarea ionilor din stratul difuz sunt fenomene asemănătoare. Dacă hidratarea ar depinde

numai de natura particulelor coloidale, atunci solurile hidrofile, solvatocrate s-ar putea reface

numai datorită substituirii coloizilor hidrofili prin coloizi hidrofobi.

În ce privește coloizii organici, introducerea lor constituie o măsură obișnuită în

agricultură. Îngrășămintele organice Înnoiesc rezerva de coloizi organici ai solului. Practica

ne arată că putem îngrășa organic oricât sărăturile, nu vom putea schimba prin aceasta

caracterul lor solvatocrat chiar dacă introducerea humusului ameliorează momentan însușirile

săraturilor mai ușoare. Ionul de sodiu din săraturi fiind peptizat puternic, saturează treptat

coloizii humusului, ușurând astfel levigarea sa în adâncime.

Singurul remediu pentru solurile ce au proprietăți solvatocrate din cauza ionilor de

sodiu și hidrogen adsorbiți, este substituirea lor cu ionii de calciu, după cum arată K. K.

Ghedroit si colaboratorii săi, -substituirea ce constituie în sine o descoperire epocale în

agricultură. Astfel, noțiunea de ,,ioni în stratul difuz” ce la prima privire pare abstractă, devine

o realitate practică.

,,Zol” de SiO2. Zolurile hidratate cu oxizi de siliciu sunt fenomene obișnuite în sol.

Siliciul datorită răspândirii sale se gasește peste tot, bineînțeles și ca produs al dezagregării.

V. I. Vernadski arată că sub influența CO2 produs de biosferă atât înapă cât și în sol, se

dezagregă silicații, apărând SiO2 în cantitate mare. În zonele temperate dezagregarea este

cauza principală a formării,,zol”-urilor de siliciu. În zonele ecuatoriale intervine însă așa cum

arată Vernaski și temperatura înaltă, care transformă în stare coloidă chiar și formele cristaline

de SiO2. Cu toate cele atătate, nu se poate ști încă cât ,,zol” silicic rămâne în stare liberă și cât

se combină imediat cu alți coloizi. ,,Zol”-urile de siliciu se combină ușor cu ,,zol”-urile

aluminiului și intră în compoziția nucleului alumosilicic al coloizilor argilei. Cercetările au

arătat însă că nici ,,zol”-urile de SiO2 liberi nu sunt stabile, ele trec în cuarț sau formează

agregate mari (opal, calcedon). Insoluri alcanice cum sunt sărăturile, zolul siliciului se

deshidratează sub influența ionului OH și se coagulează sub influența bazelor. Într-un cuvânt

zolurile de siliciu se ivesc pretutindeni și în cantitate mare, dar influența lor asupra însușirilor

fizice și chimice ale solurilor nu este încă pe deplin lămurită.

Zolurile sesquioxizilor. Rolul hidroxizilor liberi de aluminiu și fier este important în

dinamica solului. Hidroxizii liberi de Al și Fe seivesc însă rar în solurile zonelor temperate,

dar sunt răspândiți în solurile zonei calde. Stratul superficial al lateritelor din zona tropicală și

subtropicală este format mai ales din zolii coagulați ai acestor hidroxizi. Tendințele similare

de aglomerare prezintă și solurile roșcate. Nu există date privitoare la influența lor asupra

însușirilor fizice ale solului, dar în ce privește influența lor asupra proceselor chimice se

cunoaște că în prezența ionilor de H, în concentrație mai mare – adică în mediul acid –

hidroxidul de aluminiu eliberează ionii de aluminiu foarte toxici pentru plante, mai ales pentru

cele cultivate.

Hidroxidul de aluminiu formează împreună cu cel de siliciu, nucleul alumosilicic al

parții argiloase a solului.

Coloizii amfoteri. Se admite că cu ocazia unirii siliciului cu aluminiul, fierul, humusul

și alte elemente se pot forma particule coloidale de compoziție foarte complexa, cu o structură

suprficială complexă. In startul superficial se pot găsi într-un loc oxizi de siliciu negativi și in

alt loc oxizi de Al și Fe pozitivi. Suprafețele acestor particule complexe atrag atât cationii cât

și anionii, se comportă deci ca amfotere. Astfel de coloizi amfoteri se găsesc în mod obișnuit,

în sol, dar rolul lor este încă necunoscut.

Coloizii bazoizi și acidoizi ai solului. Însușirea caracteristică a acizilor este legătura

labilă a nucleului acidului cu ionii de H, care pot fi substituiți de metal (cationi metalici).

Însușirea caracteristică a bazelor (alcalilor) este legătura labilă a nucleului bazei cu OH-ioni și

schimbarea OH-anionilor. L. Michaelis a propus, ca și coloizii, prin analogie să se dividă în

două grupe, și anume coloizi acidoizi și coloizi bazoizi. Sufixul ,,izi”

înseamă ,,asemănător”. ,,Acidoizii” sunt coloizi care absorb în stratul lor difuz cationii de H+,

Ca++, Mg++, K+, Na+, NH4+. ,,Bazoizii” sunt coloizii care adsorb anionii ca: OH+PO4 și alții.

Coloizii solului în marea lor majoritate sunt acidoizi.

Coloizii bazoizi sunt rari în solurile unde există un excedent de sesquioxizi de Fe și Al,

ca de exemplu în laterite și uneori în terra rossa.

Coagularea coloizilor acidoizi din masa solului. Coagularea coloizilor acidoizi din

masa solului este un fenomen important.

Zolurile din sol se coagulează, desigur cu ajutorul diferiților elecroliți și de asemenea

cu ajutorul coloizilor încărcați cu electricitate contrară. Experiențele arată însă că numai

solurile ce conțin ioni de calciu formează o structură stabilă pe când solurile deficitare în ioni

de Ca nu pot avea o asemenea structură. Ionul de Ca este considerat universal ca factor

important al formării structurii glomerulare a solului. Această însușire a ionului de Ca ca

coagulant universal se datorează faptului că majoritatea coloizilor solului sunt acidoizi, adică

granulele lor sunt încărcate cu sarcini electrice negative și atrag cationii. Pe lângă astfel de

caractere, proprii tuturor bazelor, ionul de Ca are și însușirea specifică că este bivalent,

introducând astfel în stratul difuz multă electricitate și că este potrivit de hidratat.

În practică, însușirile favorabile ale ionului de Ca sunt date de var. Varul nu este însă

un factor direct și activ al coagulării coloizilor solului și formării structurii lor glomerulare.

Varul este numai rezerva de ioni de Ca. Se știe că componentul său principal, CaCO3, este

inactiv deoarece practic nu se descompune, adică nu disociază ioni de calciu. Varul ar rămâne

veșnic inert dacăN-ar trece în sol sub formă de bicarbonat, formă solubilă, Ca(HCO3)2, care

disociază ioni liberi de Ca. Procesul de bicarbonatare a carbonatului de calciu are loc numai

cu ajutorul apei încărcate cu CO2. Bioxidul de carbon și acidul carbonic se formează obișnuit

în soluricu un conținut ridicat de substanță organică și ca rezultat al activității microflorei

aerobe care descompune materia organică până la capat, rezultând CO2. Se știe că condișii

favorabile de structurare glomerulară, sau granulară o prezintă numai solurile bogate în calcar

și humus. În solurile acestea se găsesc întotdeauna suficienți ioni de calciu activi care pătrund

în număr mare în stratul difuz al coloizilor solului, saturând micelele acestora. Despre un

astfel de sol se spune că este,,saturat” ceea ce de fapt înseamnă că complexul său adsorbtiv

este saturat cu ioni de calciu.

În condiții de laborator se observă acțiunea decoagulant și a ionilor de H asupra

suspensiei de sol. În schimb solurile acide se dispersează puternic după cum se știe, sub

influența acizilor organici, dispersanți deosebit de puternici. Această contradicție dintre

cercetările de laborator și cele efectuate în natură nu sunt încă lămurite. Se consideră

convențional ca ionii de H în solurile naturale ocupă locul mediu între ionii de Ca –

coagulanți și ionii de Na peptizanți. Trebuie menționat încă o dată că ionii de Na se manifestă

ca peptizanți foarte puternici.

Cu privire la peptizarea coloizilor acidoizi de către anioni, nu există încă date

suficiente și concludente, Se Știe numai că masa solului se peptizează puternic însoluții

alcaline în care rolul principal revine ionilor OH. Ionii OH în concentrație marită se ivesc

înacele soluri sărăturate care conțin sodă: OH conform formulei: Na2CO3+H2O=NaHCO3+Na+

+OH-. Dacă ionul de Na atrage după sine în stratul difuz și ionul de OH, ambii ioni acșionează

în aceeași direcție adică peptizează coloizii; ionul de Na hidratând micela coloidă, ionul OH

mărind sarcina negativă a granulelor negative ale coloizilor acidoizi.

Influența ionilor asupra stării de agregare a sistemelor coloidale ale solului, provocarea

coagulării sau peptizării, trebuie avute în vedere cu ocazia îngrășării solului cu îngrășăminte

artificiale, deoarece sărurile ca atare eliberează ioni prin disociație în apă. Dacă

îngrășămintele sonșin drept cationi Ca+2, influența asupra fizicii solului este favorabilă. Dar

dacă îngrășămintele conțin ioni de Na ca în cazul salpetrului de Chile - și se întrebuințează

sistematic pe soluri sărace în calciu, este dăunătoare însușirilor fizice ale solului, căci prin

adsorbția ionilor de Na crește treptat gradul de hidrofilie al coloizilor.

4. ADSORBȚIA. COMPLEXUL ADSORBTIV AL SOLULUI

Definiția noțiunii de ,,adsorbție”. Cuvântul adsorbție este compus din particula latină

,,ad” și cuvântul ,,sorbeo”; ad=la, pe; sorbeo=înghițit. Există un cuvânt

asemănator ,,absorbție” cu care nu trebuie confundat. De fapt absorbție înseamna înghițire, pe

când adsorbție înseamnă nu înghițire ci atragere spre sine, atragere la suprafață, aderare.

Buretele absoarbe, înghite, coloizii adsorb, atrag particulele în stratul lor difuz la suprafața

granulelor lor.

Cuvântul adsorbție se folosește în sens mai larg sau în sens mai restrîns. În sens mai

cuprinzător adsorbția cuprinde patru forme distincte:

-adsorbția în sens strict – atragerea ionilor de către granulă;

-desorbție – ieșirea ionilor adsorbiți din stratul difuz și trecerea lor din nou în soluție;

-substitușia – schimbarea ionilor dintre stratul difuz și soluție;

-retenșia – reținerea ionilor adsorbiși în stratul difuz.

Toate cele patru momente constituie reacții dintre soluție, adică dispersant și stratul

difuz al micelelor. Ele se deosebesc una de alta și au proprietăți specifice. Aceaiși ioni, spre

exemplu se adsorb, se desorb, se rețin și se substituie în intensitate diferită și fiecare din

aceste fenomene își are caracterul său propriu.

Adsorbția, ca fenomen observat în sol, ear de mult cunoscuta, numai ca se numea

absorbșie. De mult se cunoștea că solul ,,curăță” orice apă ,,murdară” și datorităacestei

însușiri a lui, din profunzime izvorăște întotdeauna apă curată. Această însușire de a curăța

soluțiile se datorează adsorbției. Abia la începutul acestui secol s-a descoperit că adsorbția

constă în atragerea la suprafață particulelor coliide a moleculelor, atomilor și ionilor și că în

acest scop sunt necesare energii deosebite, deoarece se rețin mecanic în diferite sisteme numai

particulele mai mari. Dezvoltându-se știința despre coloizi s-au găsit încă trei momente

desorbția, retenția și substituția.

După Ghedroit prin capacitate de reținere a solului trebuie să înțelegem ,,capacitatea

lui de a fixa combinațiilesau părțile de combinații aflate în stare de soluție, cât și particulele

de materii minerale sau oganice în dispersie coloidală, microorganismele vii și suspensiile

grosiere”.

In raport cu odul de fixare , Ghedroit distinge: 1.capacitatea de reșinere mecanică; 2.

Capacitatea de reșinere fizică(adsorbția); 3. Capacitatea de reținere fizico-chimică sau

capacitatea de de schimb (adsorbția cu schimb); 4. Capacitatea de reținere chimică și 5.

Capacitatea de reținere biologică.

Capacitatea de reținere mecanică este în funcție de porozitatea solului. Se știe că solul

ca și orice corp poros reține particulele aflate în suspensie în apa care se infiltrează în el. Sunt

astfelreținute nu numai particulele cu diametrul mai mare decât acela al porilor, dar și acelea

mai fine ajunse în porii micșorați sau deformați.

Capacitatea de reținere fizică este în funcție de fenomenele de tensiune superficială.

În aceasta Ghedroit deosebește: a) reținerea fizică cu micșorarea tensiunii superficiale

(adsorbția fizică) și b)reșinerea fizică cu micșorarea suprafeței totale a fazei diperse (adsorbția

moleculelor prin coagulare).

Capacitatea de reținere de schimb sau reținerea fizico-chimică constă din schimbul

cationilor din faza solidă a solului cu o cantitate egală de cationi din soluția în contact cu

solul.

Capacitatea de reținere chimică constă din adsorbirea anionilor din soluția în contact

cu solul. Acești anioni dau cu cationii din sol săruri insolubile sau puțin solubile.

Capacitatea de reținere biologică este absorbirea de către microorganismele care

populează solul și de către plantele verzi a diferitelor materii din soluția solului.

Importanța adsorbției. Adsorbția, în înțeles mai larg, adicăîmpreună cu substituția,

desorbția și retenția, constituie obiectul chimiei coloidale a solului. Baza reacțiilor coloidale

este asemănătoare cu a reacțiilor chimice în care au loc schimbarea de transformare a materiei

prin descompunere, pe de o parte și sinteză pe de altă parte. Dar pe lângă asemănare, aceste

două tipuri de reacții prezintă și deosebiri foarte mari și anume, coloizii prezintă o diversitate

și libertate nelimitată de reacție în anumite condiții. Aceasta se datorează faptului că coloizii ,

respectiv moleculele lor, nu intră direct în reacție, decât numai prin ionii stratului lor difuz,

care se știe că își păstrează libertatea, mobilitatea, cu toate că sunt legați și orientațo atractiv

spre nucleul coloid.

Schimbul liber de particule dintre mediul în care se află coloizii, respectiv soluția

solului și stratul difuz este de fapt mecanismul principal al reacțiilor coloide. Dacă coloizii ar

desorbi numai o singura dată ionii și numai un singur fel de ioni, ei ar forma ca și moleculele

în reacție chimică o combinație strânsă improprie altor rescții.Dar astfel de reacții chiar dacă

nu sunt excepționale, sunt totuși rare atât în cazul startului difuz cât și în cazul coloidului

însuși . Pentru coloizi este tipică reacția liberă.

Importanța adsorbșiei pentru solconstă tocmai în această reacție liberă, prin care se și

deosebește solul de materia pietroasă a litosferei. Viața solului ca și viața tuturor

organismelor de care pedosfera este atât de strâns legată, depinde de procesele coloido-

chimice, deci și de adsorbție. În aceste reacții dintre sol pe de o parte, mucroorganismele ce-l

populează și plantele cultivate și spontane pe de altă parte, se distinge în mod deosebit

importanța adsorbției.

Stratul difuz dirijează, după cum am văzut în capitolul precedent, însușirile fizico-

chimice ale solului. Tehnica agricolă înaintată se folosește în mod deosebit de complexul

adsorbtiv pentru a îmbunătăți condișiile fizico-chimice ale solului prin substituirea ionilor

din stratul difuz. Neluând în considerare reacțiile ce au loc în stratul difuz prin aplicarea unor

măsuri agrotehnice neraționale, se distrug însușirile fizico-chimice bune ale solului.

Schimbări mari de stări fizico-chimice a solurilor au loc necontenit în natură, ele efectuându-

se cu deosebire prin intemediul complexului adsorbtiv.procesele de acidifiere despre care am

vorbit, precum și sărăturarea pe alocuri a pedosferei, sunt de fapt reacții de substituție.

Acestea sunt exemple de influența a startului difuz asupra însușirior fizico-chimice ale solului.

Nu este mai redusă nici importanța complexului adsorbtiv în procesul de nutriția plantelor.

Ținând seama de rolul îndeplinit de stratul difuz al coloizilor a fost asemănat cu o magazie de

substanțe nutritive, pentru că el primește componenții nutritivi pentru plante îi reține și îi

protejează împotriva levigării de către apă, cedează plantelor elementele necesare hranei prin

acțiunea osmozei rădăcinilor, și printr-o nouă adsorbție înlocuiește rezerva pierdută

continuându-și astfel zi de zi activitatea.

Adsorbția în înțeles restrâns. Pentru a înțelege fenomenul adsorbției ne putem

întreba ,,care este mecanismul prin careionii sunt atrași de coloizi în stratul lor difuz?”.

Cercetările au arătat că această atragere se face prin forța electrolitică a zeta-potențialului

coloizilor. Aici îi interesează dacă toți ionii sunt atrași în aceeași măsură. În această privință s-

a constatat că ionii sunt atrași în stratul difuz cu valența lor, și după gradul lor de hidratare. Se

știe că cu valența crește și cantitatea de electricitate cu care este înzestrat fiecare ion. Știm

iarăși că din cauza sarcinii electrice mai mari ionii bivalenți acționează așa cum am mai spus

de 20 de ori, iar cei trivalenți de 1510 ori mai puternic decât ionii monovalenți. În aceeași

proporție crește și atracția ionilor din partea granulei coloidale.

După gradul de adorbție ionii se situează astfel: H, Ca, Mg, K, Na.

Ionul H se adsoarbe cel mai ușor, Na este slabă în mod absolut. După K. K. Ghedroit ,

adsorbția ionului H este de patru ori mai mare decât adsorbția ionului Ca si de 17 ori mai

mare decât ionului de K. Dupa cum se vede ionul H ocupa un loc aparte și face excepție de la

legea valențelor: el este monovalent și totuși între ionii bivalenți: ionul de H formează o

excepție a cărei cauză nu se cunoaște. Datorită puterii mari de adsorbție a ionului de H se

datorează acidifierea solurilor, care este un proces dăunător pentru însușirile fizico-chimice si

biologice ale solurilor. Din fericire ionii de Ca exista suficienți în natură, având desigur

adsorbtivitate mai mică decât H-ionul, totuși destul de mare fapt care face să fie folosit la

amendarea cu calciu a solurilor.

Cât privește cealaltă însușire a ionilor, și anume gradul de hidratare a lor, de care

depinde atracția lor în stratul difuz al coloizilor se poate spune că ionii cu o peliculă mai

groasă de apă se adsorb mai greu decât ionii cu peliculă mai subțire, deoarece apa constituie

un dielectric puternic. (izolant).

În ce privește puterea de hidratare, ionii monovalenți se prezintă în următoarea ordine

Na+, K+, H+.

H-ionul poate rămâne fără peliculă, K-ionul are peliculă 17, iar Na-ionul are peliculă

66, - cifrele indicând unități peliculare.

Puterea de atracție în stratul difuz al coloizilor, la ionii polivalenți nu este influențată

de gradul de hidratare, întrucât valența lor poate întrece cu ușurință influența peliculei de apă.