ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РАСТВОРИМЫХ В ВОДЕ И ЦЕОЛИТНЫХ ВЕЩЕСТВ (поглощение растворенных веществ почвами)

В предыдущей главе указано, что в почвах находятся вещества, растворимые в воде, и понятно, что когда почва влажна, то все эти вещества или часть их будут находиться в почве в виде водных растворов. Несравненно большая часть веществ, входящих в состав почвы, находится в твердом виде, в виде зерен большей или меньшей крупности; некоторые из этих твердых частиц, именио цео- литные и некоторые другие вещества, находятся в постоянном взаимодействии с растворенными в воде веществами.

В настоящей главе мы рассмотрим те факты, которые показывают, что между почвенными растворами и твердыми частицами почвы, растворимыми в соляной или азотной кислотах, происходит постоянное химическое взаимодействие, при котором или вещества из растворов переходят в состав нерастворимых в воде частиц, или же из твердых частиц некоторые вещества переходят в раствор; вследствие этого состав почвенных растворов и состав твердых веществ почвы является не постоянным, но беспрерывно изменяющимся. Такое взаимодействие почвенных растворов и твердых частиц почвы представляет факт первостепенной важности во многих отношениях, и потому заслуживает внимательного изучения.

Переход веществ из растворов в нерастворимые или, правильнее, труднорастворимые в воде соединения, совершающийся в почвах, носит название поглощения растворенных веществ почвою, а способность почв поглощать вещества из растворов называется поглотительной способностью почв.

Поглощение почвами веществ из растворов замечалось разными лицами уже давно; но явление это не обращало на себя всеобщего внимания до тех пор, пока после работ английских ученых Гукстэбля и Томсона и после исследования по тому же предмету Уэя не обратил внимания на этот вопрос Либих, по мнению которого, как мы увидим потом, поглотительная способность почв имеет тесную связь с их плодородием, и после постановки вопроса на такую почву появилось множество исследований над явлениями поглощения. Многочисленность исследований вызывалась тем обстоятельством, что удовлетворительного объяснения всех фактов, замечаемых при поглощении веществ почвой, не было до последнего времени. В настоящее время явления эти объяснены в достаточной степени удовлетворительно, благодаря в особенности исследованиям Лемберга в Дерпте. Мы рассмотрим сперва факты, замечаемые при поглощении, а затем уже дадим и объяснение их; при этом мы, конечно, не будем приводить все относящиеся сюда исследования, а выберем только немногие из них; мы нс будем также придерживаться при этом хронологической последовательности, в какой происходили разные исследования, а выберем такой порядок изложения, который, по моему мнению, легче и простейшим путем может ознакомить нас с сущностью явлений.

Поглощение веществ почвами из растворов изучается двояким способом:

  • 1) Почва (в определенном количестве) помещается в какой-нибудь сосуд с узким горлом; в тот же сосуд наливается раствор того вещества, поглощение которого хотят исследовать. Крепость раствора определяется заранее, и раствор берут в определенном количестве. Закупоривши сосуд, почву взбалтывают с раствором и оставляют их в соприкосновении сколько угодно времени. После этого, давши почве сесть на дно, берут из сосуда определенную часть раствора и определяют в нем содержание того вещества, поглощение которого желают определить. Если содержание этого вещества -в растворе не изменилось, то, следовательно, поглощения не произошло; если количество его уменьшилось, то вещество поглощено; если же вещества в растворе находится больше, то произошло растворение вещества, а не поглощение его.
  • 2) Почву в определенном количестве помещают на воронку (не смачивая фильтра водой) и процеживают через нее определенное количество раствора определенной крепости. Исследование раствора после процеживания покажет, было или нет поглощение или же произошло растворение вещества.

Понятно, что в обоих случаях необходимо принимать в расчет влажность взятой для опыта почвы, потому что вода, содержащаяся в ней, до некоторой степени разжижает раствор, приходящий в соприкосновение с почвой.

Понятно, что для изучения явлений поглощения исследовались те вещества, которые входят в состав почвы; из оснований исследованы в этом отношении кали, натр, известь, магнезия и аммиак; из кислот—фосфорная, кремневая, угольная, азотная, хлористоводородная и серная/При особенных случаях ж для особенных целей исследовано было поглощение окиси меди, окиси цинка и окиси лития.

Результатом всех исследований над поглощением может считаться следующее общее положение: все до сих пор исследованные вещества поглощаются почвами у за исключением кислот хлористоводородной, азотной и серной, которые почвами не. поглощаются.

Чтобы пояснить на примере замечаемые при поглощении факты, мы сперва приведем здесь данные опытов Петерса и Клопа, относящиеся к поглощению трех последних кислот. Результаты других исследований были точно такие же.

В растворе было до соприкосновения С ПОЧВОЙ

Найдено после взбалтывания с почвой

Хлор (в виде хлористого калия)

0,4470 г

0,4485 г

SO, (в виде сернокислого калия) Азот (в виде солей азотной ки-

0,5000 »

0,5087 »

слоты)............

10,6 куб. см

10,3 куб. см

То же.............

12,8 а

12,8 »

То же.............

4,0 »

3,3 »

Замеченные разницы между первоначальными и конечными количествами веществ объясняются неизбежными погрешностями опытов, или же растворением солей, находившихся в почве.

Обращаясь к веществам, поглощаемым почвой, заметим прежде всего, что одна и та же почва может поглощать то же самое вещество в различных количествах, смотря по различию условий, при которых происходит поглощение.

В этом отношении оказывают влияние, при одном и том же количестве почвы, крепость взятого раствора и количество его, а при одном и том же растворе (что понятно само собой из только что сказанного)—количество почвы. 'Поглощение того же самого вещества может быть в некоторых случаях больше или меньше, смотря по тому, в виде какой соли взято вещество. Наконец, на поглощение оказывают влияние некоторые особенные обстоятельства, которые мы укажем после.

Одно и то же вещество разными почвами поглощается в различных количествах, т. е. у одних почв поглотительная способность больше, чем у других.

Одна и та же почва поглощает разные вещества в неодинаковых количествах, т. е. одни вещества поглощаются больше других, и наоборот.

Приведем несколько примеров, чтобы показать влияние указанных нами условий.

а) Крепость раствора.

Геннеберг и Стоман при исследовании над поглощением аммиака нашли, что 100 г одной и той же почвы из 250 куб. см раствора, содержавшего аммиака:

  • 1) 0,170 г; 2) 0,340 г; 3) 0,680 г; 4) 0,700 г; 5) 3,400 г; поглощалось аммиака:
  • 1) 0,056 г; 2) 0,070 г; 3) 0,102 г; 4) 0,117 г; 5) 0,207 г.

При опытах Петерса над поглощением кали, 100 г почвы из 250 куб. см растворов, содержавших окиси калия (в виде хлористого калия):

  • 1) 0,1472 г; 2) 0,2944 г; 3) 0,5889 г; 4) 1,1778 г; 5) 2,3556 г; поглощали окиси калия:
  • 1) 0,0988 г; 2) 0,1381 г; 3) 0,1990 г; 4) 0,3124 г; 5) 0,4503 г.

По опытам Бретшнейдера и Кюленберга, фосфорная кислота, находившаяся в растворах в виде калиевой соли из 250 куб. см содержавших этой кислоты: 1) 0,1775 г; 2) 0,3550 г; 3) 0,7100 г; 4) 1,7750 г; 5) 3,550 г; поглощалась в следующих количествах:

1) 0,0553 г; 2) 0,0971 г; 3) 0,1609 г; 4) 0,2413 г; 5) 0,3419 г.

Из этих опытов (как и из всех других подобного же рода) мы видим, что почвы из более крепких растворов поглощают большие количества вещества; при этом, однако, замечается и другое не менее важное и столь же общее правило: если в разных случаях сравнивать количество поглощениого вещества из известного раствора с тем количеством его, какое было в этом же растворе первоначально, то мы увидим, что из крепких растворов поглощается меньшая часть растворенного вещества. При опытах, указанных выше, было, например, следующее соотношение между количеством иоглощенных веществ и веществ, бывших в растворе первоначально:

Опыты Геннеберга и Стомана

Опыты Петерса

Было в раствор<

i Поглощеис

Поглощено > в % бывшего в раствирс

Было

в растворе

Поглощено

Поглощено в % бывшего в растворе

0,170

0,056

32,4

0,1472

0,0988

67,1

0,340

0,070

20,6

0,2994

0,1381

46,2

0,680

0,102

15,0

0,5889

0,1990

33,8

4,700

1,117

6,9

1,1778

0,3124

26,5

3,400

0,207

6,1

2,3555

0,4503

19,1

Опыты Бретшнейдера н Кюленберга

Било

о растворе

Поглощено

Поглощено в % бывшего в растворе

0,1775

0,0553

31,2

0,3550

0,0971

27,3

0,7100

0,1(4)9

22,7

1,7750

0,2413

13,0

3,5500

0,3419

9,6

Из этого видно, что при опытах Геннеберга и Стомана поглощалось из самого слабого раствора 1/я растворенного аммиака, а из самого крепкого только Vie часть; при опытах Петерса из слабого раствора поглощалось 2/з растворенного кали, а из крепкого менее Vs части и т. д.

Из этого следует, что если в верхний слой почвы попадает или образуется в нем (например, при удобрении почвы растворимыми веществами) слабый раствор, то небольшое количество растворенного вещества может большей частью поглотиться этим слоем, а в нижние слои перейдет очень мало этого вещества; если наоборот, растворится много вещества в том же количестве почвенной влажности, то из раствора поглотится меньшая часть вещества, чем в первом случае, а в нижние слон оно перейдет в большем количестве.

После того как были опубликованы опыты Геннеберга и Стомана над поглощением аммиака, Бедекер указал на простое математическое отношение между количествами вещества, находящегося в одинаковых объемах первоначальных растворов, и количествами вещества, поглощаемого из этих растворов. Именно, если концентрация раствора будет возрастать пропорционально каким- нибудь числам, напр. 1 : 2 : 3 и т. д., то количества вещества, поглощаемого из этих растворов, будут пропорциональны 1: ]/2 : у 3 и т. д., т. е. поглощаемые количества относятся как квадратные корни чисел, выражающих отношения между первоначальными количествами вещества в одинаковом объеме разных растворов. Чтобы видеть, насколько правило это подтверждается опытами, приведем цифры опытов, указанных нами выше.

Опыты Ге

ннебер га i

и С т о м а н а

Отношение густоты раствора

Поглощено но опыту

Поглощено по ОЫЧИСЛ.

1

0,056

0,056

2

0,070

0,056 У 2 = 0,079

4

0,102

0,056 У 4 = 0,112

10

0,117

0,056 /10 = 0,177

20

0,207

0,056 ^20 = 0,250

Опыты Петерса Опыты Бретшнейдера и Кюленберга

Поглощено по опыту

Поглощено но выяисл.

Поглощено по опыту

Поглощено по вычпел.

0,0988

0,0988

0,0553

0,0553

0,1381

0,1397

0,0971

0,0782

0,1990

0,1976

0,1609

0,1106

0,3124

0,2794

0,2413

0,1748

0,4503

0,3952

0,3419

0,2473

Из этих цифр мы можем видеть, что правило Бедекера подтверждается не для всех случаев; оно оказывается приблизительно верным, когда концентрации растворов не сильно разнятся между собой; если же концентрации относятся, например, как 1:10: 20, то в большинстве случаев опыт не подтверждает вычисления. Для некоторых веществ оно справедливо при одних концентрациях и неверно для других, например, для фосфорной кислоты оно, повидимому, не оправдывается опытами Бретшнейдера и Кюленберга, но если взять из их опытов для сравнения только два наиболее крепких рютвора, то поглощение из них следует правилу Бедекера, а именпо поглощение по опыту равно 0,2413

и 0,3419; по вычислению в последнем случае должно быть 0,2413. [Л 2=0,3412. Из всего этого можно видеть, что правило Бедекера можно считать только приблизительно (для многих случаев даже грубо приблизительно) верным, но им можно пользоваться при разных соображениях, когда нет прямых опытов и когда не требуется совершенно точных цифр.

б) Если вместо изменения густоты раствора изменять его объем, оставляя то же самое количество почвы, то пз большего объема раствора поглощается большее количество вещества; причины этого понятны: взявши, например, вдвое больший объем раствора, мы приведем в соприкосновение с почвой вдвое большее количество растворенного вещества, подобно тому, как если бы мы сделали раствор вдвое крепче. Правило Бедекера и для этих случаев остается таким же, как для растворов разной густоты. Так, например, при опытах Петерса из раствора хлористого калия, содержавшего 2,3556 г кали, в литре поглощалось окиси калия:

По опыту

Вычислено по Бедекеру

Из

250

куб.

см

0,1990 г

0,1990 Г

*

500

»

0,2517 »

0,2814 »

»

1 000

»

»

0,2935 о

0,3980 »

Сравнивая эти цифры с предыдущими, мы можем видеть, что если одно и то же количество вещества растворено в разных количествах воды, то почва поглощает более из раствора меньшего объема, т. е. увеличение концентрации усиливает поглощение более, чем увеличение объема раствора; так, по опытам Петерса, поглощено было:

Из

250 куб.

см,

содержавших

1,7778 г К.О

. . . .0,3124

»

500 »

»

*

1,7778 г К,0

. . . .0,2517

»

250 ь

»

*

2,3556 г К,О

.... 0,4503

»

1 000 »

»

»

2,3556 г К20

. . . . 0,2935

в) Не изменяя ни густоты раствора, ни количества его, но приводя в сопри- косновение с ним разные количества почвы, мы находим, что большее количество почвы поглощает и большее количество вещества. Здесь поглощение изменяется в зависимости от изменения количества вещества поглощающего, а не поглощаемого. В этом случае поглощение возрастает точно так же не пропорционально количеству почвы, а медленнее и притом так, что правило Бедекера и здесь оказывается настолько же приблизительно верным, как это можно видеть, например, из следующих опытов Вейнхольда.

Из 750 г раствора сернокислого аммиака, содержавших 0,255 г аммиака, поглощено было:

Должно быть по Бедекеру

100 г

почвы

0,065 г

0,065

г

аммиака

200 »

»

0,114 »

0,092

»

300 »

»

0,123 »

0,113

»

»

400 »

»

0,137 »

0,130

»

»

500 »

*

0,158 »

0,145

»

Иногда некоторые исследователи после поглощения почвой какого-либо вещества из определенного раствора называют такую почву насыщенной этим веществом. Выражение это может быть причиной некоторой сбивчивости понятий и потому требует пояснений: такую почву можно называть насыщенной только по отношению к тому раствору, из которого почва поглотила вещество, т. е. к раствору, уже измененному действием почвы против первоначального. Если же с почвы слить тот раствор, из которого она поглотила какое-либо вещество, и прилить к ней совершенно такого же свежего раствора-, то почва снова поглощает некоторое количество того же самого вещества. При взбалтывании почвы сперва с раствором слабым, а потом с более крепким поглощение происходит в обоих случаях и бывает больше, чем в том случае, когда почва- один раз взбалтывается с более крепким раствором: так, например, при опытах Фелькера над поглощением аммиака одна и та же почва поглощала:

  • 1) При взбалтывании 1 000 частей почвы один раз с раствором, содержащим 0,0634% аммиака, поглощалось 1,32 ч. аммиака.
  • 2) При взбалтывании 1 000 ч. почвы сперва с раствором, содержащим 0,0304% аммиака, поглощено 0,64 ч. аммиака.

При вторичном взбалтывании той же почвы с раствором, содержащим 0,0634%аммиака, поглощено 1,047 ч. аммиака, пли в оба раза поглощено 1,687ч. аммиака, т. е. более, чем при однократной обработке крепким раствором.

Впоследствии мы увидим, что при многократном взбалтывании той же самой почвы с одинаковым количеством того же самого, но каждый раз свежего раствора поглощение должно происходить каждый раз до тех пор, пока почва не будет абсолютно насыщена поглощаемым веществом.

Такое абсолютное насыщение может быть произведено сразу, если почву привести в соприкосновение с раствором какого-либо вещества очень концентрированным, как показывают следующие опыты Пилитца. При его исследовании 50 г почвы поглотили аммиака, содержащего показанное ниже количество азота;

Из

раствора,

содержавшего

11,713%

аммиака 0,7058 куб. см

»

»

»

14,956%

* 0,6930 * *

»

»

6,'«'.2%

кали погл. 100 г почвы

»

*

»

» » 0,460 г

»

»

> •

14,3192%

» » 0,460 *

»

»

9

7,0621%

фосф. кис л. 1,795 »

»

»

9

15,579 %

» 1,778 »

В этих случаях из более крепких растворов поглощалось столько же, как из растворов менее концентрированных, потому что при поглощении из более слабого раствора почва была уже насыщена аммиаком, кали или фосфорной кислотой, так что не могла поглощать эти вещества в большем количестве ни из какого раствора.

При таком полном пасыщенпи разные количества почвы поглощают вещества пропорционально весу почв; очевидно, что для полного насыщения двойного, тройного и т. д. количества почвы нужно двойное, тройное и т. д. количество вещества. При опытах Пилитца, например, было поглощено азота в виде аммиака из очень крепкого раствора:

  • 50 г почвы..........56,75 куб- см.
  • 100 * » ..........115,3'» » *

т. е. в последнем случае почти ровно вдвое больше.

Эти опыты с растворами очень крепкими показывают нам, что при слабых растворах поглощение не пропорционально ни крепости раствора, ни количеству раствора, ни количеству почвы, потому что поглощение вследствие особых причин (пока нам неизвестных, но которые мы узнаем в следующей главе) не доходит до наибольшего предела, что из раствора только вследствие особенных условий ни одно вещество не поглощается вполне, и притом даже и из растворов очень слабых, содержащих незначительное количество поглощаемого вещества, некоторая часть этого вещества не поглощается; между тем приведенные выше опыты Фелькера показывают, что почва обладает способностью поглощать вещество в большем количестве и не поглощает его только из того раствора, который уже был в соприкосновении с нею.

г) Разные вещества, как мы сказали выше, поглощаются той самой почвой в различных количествах. Некоторые вещества, именно кислоты хлористоводородная, азотная и серная, почвами совсем не поглощаются. Относительно оснований мы приведем здесь опыты, при которых сравнивалось при одинаковых условиях поглощение их одной и той же почвой. При исследованиях

Бретшнейдера п Кюленберга поглощалось одной и той же почвой из растворов, содержавших эквивалентные количества оснований.

Кали

Натра

Аммиака

Магнезии

Извести

Из азотнокислых солей Из хлористых солей

0,1658 0,1652

0,088р 0,1020

  • 0,0871
  • 0,0811
  • 0,0731
  • 0,0569
  • 0,0257
  • 0,0308

В большем количестве поглощалось кали; за ним в последовательном порядке по размеру поглощения располагались натр, аммиак, магнезия и известь. Подобное же отношение между этими веществами найдено било и при других исследованиях.

  • д) Одно и то же вещество той же самой почвой поглощается в разных количествах. смотря по тому, в виде какой соли оно будет. В этом отношении разница в поглощении обусловливается следующим: если основание будет приведено в соприкосновение с почвой в виде соли такой кислоты, которая почвой не поглощается, то оно поглощается меньше, чем в том случае, когда оно будет в виде соли кислоты поглощаемой почвой. Таким образом, кали, натр и аммиак поглощаются в меньших количествах из солей хлористых, сернокислых и азотнокислых п в гораздо большем количестве из солей углекислых и фосфорнокислых. Точно так же и кислоты поглощаются сильнее из калиевых солей, чем из солей натрия или аммиака. Это можно видеть, например, из следующих опытов. Бретшнейдер п Кюленберг нашли, что одно и то же количество той же самой почвы поглощало:
    • 1) Кали из растворов, содержавших 0,2355 г этого вещества:

в виде сернокислой соли.......0,0977 г

» » азотнокислой » 0,0840 »

» » хлористой » 0,0970 »

» » фосфорнокислой соли.....0,1271 »

2) Натра из растворов, содержавших 0,1555 г этого вещества:

в виде сернокислой соли.......0,0216 г

» » азотнокислой * 0,0228 »

• • хлористой » 0,0229 »

» * фосфорнокислой соли......0,0414 »

Петерс нашел, что та же почва при одинаковых количествах ее поглощала:

3) Кали из 250 куб. см растворов, содержавших 1,1778 г этого вещества:

в виде сернокислой соли....... 0,3362 г

» » хлористой * ....... 0,3124 »

» » углекислой » 0,5774

* » фосфорнокислой соли..... 0,9250 »

Во всех случаях, следовательно, поглощение из солей фосфорнокислых п углекислых было сильнее; из хлористых, сернокислых и азотнокислых солей поглощение было при всех опытах приблизительно одинаково.

4) По опытам Бретшнсйдсра и Кюленберга, фосфорная кислота поглощалась из растворов, содержавших 0,1775 г этой кислоты:

в виде соли натрия.......... 0,0281 г

в » • аммиака......... 0,0285 »

» » » калия.......... 0,0553 »

Следовательно, из калиевой соли поглощение было сильнее. Поглощение кислоты во всех случаях увеличивает поглощение оснований, соединенных с нею; точно так же большее поглощение основания сопровождается и большим поглощением соединенной с ним кислоты.

5) Различные почвы, как мы говорили, поглощают неодинаковые количества тех же самых веществ, а в этом отношении между разными почвами су ществует большое разнообразие; на это обращено было внимание еще первыми последователями явлений поглощения, и предмет этот изучался потом многими ввиду предположенной связи между поглотительной способностью почв и их плодородием. Исследуя поглощение какой-либо почвой различных веществ, мы находим, что при одинаковом количестве раствора одной и той же соли, и притом раствора той же самой крепости, определенное количество почвы поглощает всегда одно п то же количество вещества, так что при сказанных условиях поглотительная способность почвы является свойством определенным, которое можно е точностью измерить. У других почв размер поглощения того же вещества при тех же условиях будет иной, но у каждой из них столь же определенный и постоянный для данной крепости и определенного количества раствора тон же самой соли.

Так как п плодородие почвы есть свойство, определенное для известного состояния почвы, то понятны причины, по которым искали связь между поглотительной способностью и плодородием почв.

Чтобы видеть, как велики могут быть различия в поглощении разными почвами одного и того же вещества при сходных условиях, приведем некоторые цифры пз исследований Кнопа. Цифры показывают число куб. сантиметров азота, поглощенного 100 г почвы в виде аммиака.

11 О я в ы

Поглощенно

1.

Рыхлая, песчаная почва, окрашенная перегноем •............

8

2.

Суглинок, довольно хорошая почва для пшеницы и клевера.......

4G

3.

Превосходная почва длячпиеницы и клевера, состоящая почти из одних мелких частиц...........................

80

4.

Русский чернозем............................

75

5.

Чернозем из Техаса...........................

105

С.

Нильский ил...............................

135

У этих почв мы видим колебания в поглощении аммиака от 8 до 135 куб. см, так что поглотительная способность нильского ила почти в 17 раз более, чем та же способность рыхлой песчаной почвы JV? 1. Пока не рассмотрены нами причины поглощения веществ из растворов, мы можем только указать на существующую разницу между почвами по их поглотительиой способности; значение ее при определении плодородия почв будет исследовано нами впоследствии.

Вещества, поглощаемые из растворов почвами, входят в состав труднорастворимых в воде соединений, вследствие чего поглощенные вещества невозможно снова перевести в раствор, не употребляя громадных, сравнительно, количеств воды. По этому предмету производилась исследования различными учеными, причем результаты во всех случаях получались сходные.

Так, например, Генвеберг и Стоман при своих исследованиях над поглощением аммиака произвели опыты для определения того, каким количеством воды можно снова растворить поглощенный аммиак. Для определения этого они поступали следующим образом (такой же способ употреблялся и другими исследователями):

100 г почвы были смешаны с 200 куб. см раствора нашатыря, содержавшим 0,693 г аммиака. По истечении суток из этого раствора взято было 100 куб. см и вместо них влито 100 куб. см чистой воды. Во взятых 100 куб. см раствора найдено 0,2903 г аммиака; следовательно, во всем растворе после поглощения было 0,581 г аммиака (в оставшихся над почвой 100 куб. см было тоже 0,2903 г аммиака) вместо первоначальных 0,693 г, т. е. почвой поглощено было 0,112 г аммиака.

Через сутки после прибавки 100 г воды вместо взятого раньше раствора опять было взято 100 куб. ем нового раствора, находящегося над почвой, и снова вместо них прибавлено 100 куб. см чистой воды. В 100 куб. см раствора теперь найдено 0,150 г аммиака, следовательно, во всем растворе было 0,300 г вместо оставшихся прежде 0,2903 г. Следовательно, п и иба пленные 100 куб.см воды растворили 0,0097 г поглощениого аммиака.

При пятикратной замене 100 куб. см раствора таким же количеством воды растворено было 0,053 г поглощенного аммиака, т. е. каждый раз 100 куб. см воды растворяли около 0,01 г аммиака, пли одна часть поглощенного аммиака растворялась в 10 000 частей воды. При подобных же исследованиях Петерс нашел, что для растворения одной части поглощенного кали требуется от 28 000 до 36 000 частей воды. Следовательно, в чистой воде поглощенные вещества растворяются вообще в количествах весьма незначительных.

Чтобы вполне ознакомиться с явлениями поглощения, нам необходимо обратить внимание на одно весьма важное обстоятельство, замечаемое при этом. Изменение раствора, находящегося в соприкосновении с почвой, не ограничивается тем, что из него исчезает поглощаемое вещество: вместо поглощенного вещества в растворе появляются другие вещества, которых в нем прежде не было. Так, например, при исследовании над поглощением кали Петерс нашел следующие изменения в составе растворов (мы ограничиваемся только несколькими примерами):

В растворе находилось

кали

После поглощения найлено

Поглощено кали

Извести

Магнезии

Кали

Натра

[игра

м м а х]

0,1472 г

0,0598

0,0024

0,0484

0,0286

0,0988

0,2944 »

0,0703

0,0038

0,1563

0,0378

0,1381

0,5889 »

0,1134

0,0045

0,3898

0,0431

0,1990

0,1778 ь

0,1665

0,0048

0,8643

0,0546

0,3124

2,3555 »

0,2326

0,0048

1,9052

0,0720

0,4503

Цифры эти получены при опытах с хлористым калием. Так как при этом хлор не поглощается почвой, а весь остается в растворе и притом остается не в виде свободной хлористоводородной кислоты (так как раствор остается средним), то очевидно, что выделяющиеся вместо поглощенного калия кальций, магний и натрий соединены с тем хлором, который паходился прежде в соединении с калием. Это неопровержимо доказывает нам, что вместо поглощенного калия в раствор выделяется из почвы эквивалентное ему количество других металлов. Петерс, не довольствуясь таким заключением, перечислил найденпые им в растворе основания, выделявшиеся вместо кали, и нашел, что они действительно были приблизительно эквивалентны поглощенному количеству кали. Способ этот не может дать вполне точных результатов, потому что при указанном вычислении сперва надо выключить то количество оснований, найденных в растворе, какое было бы в нем при отсутствии поглощения, а это нельзя сделать вполне точно. При своих вычислениях Петерс нашел для выписанных нами выше его опытов следующие соотношения.

Поглощено

Выделившиеся основания эквиваленты

0,0988 кали

0,0891

0,1381 »

0,1241

0,1990 »

0,2061

0,3124 »

0,3138

0,4503 »

0,4545

Соотношепия, как видпо, весьма близкие. Понятно, что подобные вычисления ничего не могут прибавить к тому заключению, какое мы выводим из того, что вся кислота раствора остается в нем, но только после поглощения бывает соединена с другими металлами: ясно, что при этом должна существовать полная эквивалентность между веществом поглощенным и теми, которые выделились из почвы вследствие его поглощения.

Такое выделение оснований вместо поглощенного происходит в тех только случаях, когда кислота взятой соли не поглощается почвой; если же поглощаетсп и кислота, то из почвы выделяется очень мало оснований сравнительно с поглощенным; это можно видеть, например, из тех опытов Петерса, когда кали употреблялось в виде углекислой и фосфорнокислой соли. При этом получены следующие результаты:

Было в растворе

Найдено после поглощения

Поглощено

кали

Извести

Магнезии

Кали

Натра

В виде КаСО, 0,5889 г кали » » К,СО, 1,1778 » *

* » К,ПРО*0,5884 » »

* » КаНР04 1,1778 * *

  • 0,0123
  • 0,0130
  • 0,0268
  • 0,0263
  • 0,0048
  • 0,0032
  • 0,2734
  • 0,6030
  • 0,0093
  • 0,2527
  • 0,0477
  • 0,0340
  • 0,0174
  • 0,0441
  • 0,3154
  • 0,5747
  • 0,4895
  • 0,9250

В первом из этих случаев выделившиеся основания были эквивалентны 0,0897 г кали, тогда как его поглощено было 0,3154 г; при увеличении поглощения во втором опыте оснований выделилось из почвы даже менее, чем в первом опыте, из чего видно, что выделение оснований в таких случаях ие имеет связи с поглощением.

Если взять почву, поглотившую некоторое количество кали, и привести ее в соприкосновение с растворами солей тех оснований, которые выделяются из почвы взамен поглощенного кали, то соли эти выделяют снова кали из почвы, но для этого нужно брать соли непоглощаемых кислот. При исследованиях Петерса (и вообще при исследованиях такого рода) взамен калия, находившегося в растворе в виде хлористой, сернокислой или азотнокислой соли, выделялись кальций, магний и натрий.

Обрабатывая почву, поглотившую калий, хлористыми, азотнокислыми или сернокислыми солями кальция, магния, натрия и аммиака, можно растворить несравненно более калия, чем чистой водой, что и было при следующих опытах Петерса. Взято было по 100 г почвы, поглотивших 0,2040 г кали; при обработке их 250 куб. см чистой воды или следующих растворов из этого поглощенного кали были растворены показанные ниже количества.

Содержание в растворе

Извлечено

кали

Поглощено

Чистая пода............

0

0,0434

0

Хлористый натрий ........

0,3609 Na,0

0,1147

0,0621 г NaaO

Азотнокислый натрий.......

0,2808 Na,0

0,0983

0,0611 » NasO

Хлористый кальций ...... •

0,3182 CaO

0,1290

0,0508 » CaO

Азотнокислый кальций......

0,2996 CaO

0,1252

0,0616 » CaO

Хлористый магний........

0,2120 MgO

0,1281

0,0611 » Mg 0

Азотнокислый магний.......

0,2317 MgO

0,1284

0,0591 a MgO

Из этих опытов мы видим, что вещества, выделяемые из почвы вместо поглощенного, сами потом могут поглощаться и снова выделять из почвы то вещество, которое было поглощено раньше. Факт этот имеет первостепенную важность для объяснения различных явлений, замечаемых при поглощении. К этому объяснению мы теперь и перейдем.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >