다가 이온의 응집(Flocculation)

 

'EDL(Electric Double Layer, 전기 이중층) https://infos.tistory.com/7149': 토양 입자 주변에는 입자 표면의 음전하를 상쇄시키기 위해 양이온이 모여 얇은 층을 형성한 것. 표면에 이온인 다가 이온일 수록 강한 인력으로 점토 표면에 밀착하여 EDL이 압축되고 얇아진다. 이 상태에서는 점토 입자끼리 가까이 다가갈 수 있어 서로 '응집(뭉침)'이 잘 일어난다. 그렇지 못한 경우 EDL을 확장시키고 두껍게 만들어 EDL이 두꺼워지고 겹치게 되면, 인접한 점토 입자들 사이에 '강한 정전기적 반발력(척력)'이 발생하게 되면 점토 입자들을 서로 멀리 밀어내어 '분산(Dispersion)'시킨다.

 

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D5b08요약 '다가이온의 응집(Flocculation) https://infos.tistory.com/7148': 다가 이온(Ca^2+, Mg^2+)이 점토 입자를 끌어당겨 뭉치게 하는 현상을 '응집(Flocculation)'이다.

 

다가 이온(Ca^2+, Mg^2+)이 점토 입자를 끌어당겨 뭉치게 하는 현상을 '응집(Flocculation)'이라고 한다. 이는 토양 구조를 개선하는 긍정적인 과정이다. 다가 이온에 의한 응집은 토양을 건강하게 만드는 '구조적인 뭉침'이며, 경화 현상을 예방하는 핵심 요인이다.

1. 전하 상쇄 및 압축된 EDL
다리 역할: 점토 입자는 음전하를 띠고 있으며, 다가 양이온은 두 개의 양전하를 가진다. 이들은 마치 자석의 다리처럼 작용하여 두 개의 음전하를 띠는 점토 입자를 강력하게 연결한다.
전기 이중층 (EDL) 압축: Ca^2+ 같은 다가 이온은 인력이 강하여 점토 표면에 매우 가깝게 밀착된다. 이는 입자 주변의 전기 이중층(EDL)을 압축하고 얇게 만들어, 입자들 간의 '정전기적 척력(반발력)'을 최소화한다.

2. '떼알 구조' 형성 (경화 방지)척력이 줄어든 점토 입자들은 서로 접근하여 유기물과 미생물 점질물과 결합하여 '떼알 구조(입단 구조, Aggregate Structure)'를 형성한다.
부드러운 구조: 떼알 구조는 포도송이처럼 흙 입자들이 느슨하게 뭉쳐진 상태다. 이 뭉치(Aggregate) 내부에는 작은 공극이, 뭉치들 사이에는 크고 연속적인 공극이 형성된다.
결과: 이 큰 공극 덕분에 토양은 '통기성(공기 순환)'과 '배수성(물 빠짐)'이 매우 좋아져 부드럽고 탄력 있는 상태를 유지하게 된다.

 

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