2.2. Осмотическое давление и активность воды
в почвенных растворах
Изменение состава и количества растворенных веществ обусловли-
вает изменение химического потенциала воды. Разность химических по-
тенциалов воды, содержащей и не содержащей растворенное вещество,
способна вызвать ее движение, которое можно остановить, приложив
дополнительное гидростатическое давление к части воды, содержащей
растворенное вещество. Такое дополнительное давление называется 0с-
мотическим давлением раствора (Нерпин, Чудновский, 1975).
Впервые мысль о необходимости изучения осмотического давления
почвенных растворов высказал Н.М. Тулайков (1913). Последующие
исследования показали, что роль осмотических эффектов в изменениях
почвенных химических систем весьма значительна. В частности, осмоти-
ческие потоки влаги в почвах (движение против градиента концентрации
раствора) весьма существенны в тонких слоях и пленках. Явления на-
бухания и диспергирования в значительной степени обусловлены проявле-
нием осмоса. Высокое осмотическое давление в почвенных растворах
препятствует проникновению воды в корни и снижает доступность влаги
растениям (Лархер, 1978; Судницын, 1979).
Модели для расчета осмотического давления. Величина осмотического
давления зависит от состава раствора и температуры; наиболее просто
выражается связь его с активностью воды в растворе (Эткинс, 1980):
р+т
—КТМа, = 
/ уо„ар. Здесь р — гидростатическое давление; п — ОсМОтИ-
р
ческое давление; ,, — мольный объем воды. В силу слабой сжимаемости
воды интеграл справа можно заменить разностью. Значение уу = М,„ /а,
м° /моль, где @ — плотность раствора, кг/м?; Мн,о — молекулярная масса
воды, равная 0 ,018 кг/моль. Тогда
КТа
0,018
оь
ь
та - 
(24)
Известны разнообразные подходы к вычислению осмотического давле-
ния в водных растворах электролитов. Существуют эмпирические мо-
дели, например интерполяционные (Теоретические основы..., 1982). Если
построена модель для вычисления избытка энергии Гиббса раствора, то
можно рассчитать осмотический коэффициент — ф = 
1 + (дС/дп„)/КТУт),
где обозначения те же, что и в (13). Для описанной выше модели Питщера,
например,
М 
м м 
‚
9=1+(1/3 тр 
-7+ ® 
® у + Мтит, 
+
!=1 
к= 
1 $=1
м 
м 
м^
+2% 
Х 
3 ир т,т,тк].
и=15=1 
К =1
Если имеется полуэмпирическая модель для вычисления средних ионных
коэффициентов активности солей, то активность воды можно вычислиТь,
46