Площадь поверхностей граней кубиков при раздроблении 1 см3 твердой массы

Длина ребра, см	Число кубиков	Общая поверхность граней, см2
1	1	6
од	103	60
0,01	106	600
0,001	109	6000
0,0000001	1021	б0000000

Поверхностная энергия частиц, измеряющаяся произведением по­верхностного натяжения, возникающего на границе соприкоснове­ния дисперсной фазы с дисперсионной средой, на суммарную по­верхность дисперсной фазы, стремится к наибольшему сокращению. Это поведение можно обобщить теоремой Джиббса: поверхность раз­дела дисперсной фазы и дисперсионной среды имеет концентрацию иную, чем в остальной части. Вещества, понижающие поверхностное натяжение, стремятся сконцентрироваться на поверхности раздела и тем самым уменьшить энергию системы; обратно, вещества, повыша­ющие поверхностное натяжение, стремятся разжижаться на поверх­ности раздела, чтобы этим уменьшить поверхностную энергию систе­мы. Вещества, понижающие поверхностное натяжение, называются поверхностно-активными. Эти органические кислоты, алкалоиды, высокомолекулярные органические соединения. Они обусловливают положительную физическую адсорбцию. Многие минеральные соли, кислоты, щелочи вызывают явление отрицательной физической ад­сорбции, при которой концентрация данных веществ уменьшается по мере приближения к поверхности частицы.

Известна отрицательная сорбция почвой хлоридов и нитратов, ко­торая впервые была описана К.К. Гедройцем как отрицательное фи­зическое поглощение веществ. Сущность этого явления сводится к снижению концентрации электролита в пределах «нерастворяющего объема молекулярно сорбированной воды» во внутренней части сорбционной пленки, вследствие чего концентрация электролита в более рыхло связанных слоях водной пленки возрастает. Отрицательная сорбция нитратов - явление неблагоприятное, так как она усилива­ет процессы их вымывания из почвы.

Известна молекулярная сорбция ряда органических веществ. Сор­бируются как низкомолекулярные органические вещества, постоянно присутствующие в почве, вследствие разложения исходных раститель­ных остатков, так и высокомолекулярные соединения типа белков и полисахаридов, вследствие амфотерности этих соединений.

С физической поглотительной способностью связано поведение воды в почвах. Дипольные молекулы воды образуют на поверхности высокодисперсных твердых частиц пленку, состоящую из нескольких слоев сорбированных молекул. Внутренние слои воды в этой плен­ке удерживаются силами электростатического притяжения наиболее прочно, в них вода сильно уплотняется, не обладает электропровод­ностью, так как не содержит растворенных веществ, не замерзает при понижении температуры до -78° С. Наружные слои пленки более подвижны, они составляют пленочную влагу.

Сухая почва сорбирует газы, которые образуют тонкую пленку на поверхности частиц. По способности сорбироваться газы располага­ются в следующий ряд: N₂^<O₂^<CO₂. Степень их сорбции зависит от давления и температуры. Чем ниже температура и выше давление, тем больше сорбция газа. При увлажнении почвы сорбированные газы вытесняются молекулами воды.

Физико-химическая, или обменная, поглотительная способ­ность - способность почвы поглощать и обменивать ионы, находя­щиеся на поверхности коллоидных частиц, глинистых минералов и связанные в функциональных группах гумусовых веществ на экви­валентное количество ионов раствора, взаимодействующего с твер­дой фазой почвы. Эта поглотительная способность связана с ионно-дисперсными и коллоидными системами.