Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Вольхин В.В. -> "Общая химия. Избранные главы" -> 134

Общая химия. Избранные главы - Вольхин В.В.

Вольхин В.В. Общая химия. Избранные главы: Учебное пособие — Перм.гос.техн. ун-т. - Пермь, 2002. — 352 c.
ISBN 5-88151-282-0
Скачать (прямая ссылка): obshaya_himiya.pdf
Предыдущая << 1 .. 128 129 130 131 132 133 < 134 > 135 136 137 138 139 140 .. 155 >> Следующая

SFeOH14+ Pb1*, +H1O« ^ SFeOPb+m+ H1O+,», (6.42)
так и анионы:
= Fe - ОН = Fe - Os У0~
+ Н2РО.Г(|>)^ „P^ +2H2O010. (6.43)
EFe-OH00 =Fe-0 4O00
Катионы лучше поглощаются при повышенных значениях pH, а анионы - при пониженных. В обоих случаях процесс адсорбции обратим.
В состав гумуса входят гуминовые кислоты, фульфокислоты (растворимы в щелочах) и гумин (нерастворимая часть). Две группы кислот также различают по растворимости: гуминовые кислоты не растворимы в кислотах, а фульфокислоты - растворимы. Как гуминовые кислоты, так и фульфокислоты представляют собой высокомолекулярные вещества переменного состава. О гуминовых кислотах можно сказать, что это - оксикарбоновые ароматические кислоты. Для них характерны функциональные группы - карбоксильные
.0
R-< , ОН
фенольные R-OH, тиольные R-SH, аминные R-NH2 и некоторые другие. Почвенный гумус образует мицеллы, внутри которых сосредотачивается неполярная часть макромолекулы, а снаружи - полярные группы. Мицеллы гумуса участвуют в процессах адсорбции и ионного обмена. Последний можно выразить уравнением
-L-OK(K) + Cu2+(P) -L-OCu+(K) + K+(P), (6.44)
где L - фрагмент высокомолекулярного аниона кислоты, который можно представить как лиганд.
В обмене могут участвовать ионы H3O+:
-L-OK(K)+ H3O+(P) -L-OH(K)+ К'ф)+ Н20(Ж). (6.45)
За счет процессов ионного обмена происходит регулирование концентрации ионов металлов в почвенном растворе и создается буферность системы в отношении pH водной среды.
Химия окружающей среды
305
Гуминовая кислота может образовывать с ионами металлов хелатные комплексы:
-L-Ct ~L~C*n
1 ^H + CuV 2H2O010 - ' j?Cu+2H,0*(P} . (6.46)
— L _ С — L ~ С
Поглощенные таким образом ионы меди обладают меньшей подвижностью, чем ионы, поглощенные при взаимодействии с одинарными функциональными группами.
Почвенный раствор является резервуаром и средой для транспорта питательных веществ, необходимых для роста растений. В нем растворяется CO2, основными источниками которого являются атмосфера и непосредственно почва при биодеградации отмирающих органических остатков (см. уравнение (6.21)). Процессы растворения CO2 и диссоциации угольной кислоты выражаются уравнением
CO2(P)+ Н20(Ж) H2CO3(P), (6.47)
H2CO3(P)+ Н20(ж) «г* H3O+(P, + HCO3-(P). (6.48)
Поскольку концентрация H2CO3 в растворе не бывает высокой и образующаяся кислота относится к слабым кислотам, то pH почвенного раствора при растворении CO2 не опускается ниже 5. В процессе питания растений через корневую систему pH почвенного раствора стабилизируется также за счет буферных свойств минеральных и гуминовых компонентов почвы. Этот процесс условно можно выразить уравнением
{почва} Ca + 2CO2 + 2H2O -> {почва}(H)2 + Ca2+ (корни) + 2HCO3". (6.49)
Ионы H3O+ могут частично поглощаться почвой.
Питательные вещества. К ним прежде всего следует отнести элементы - N, P и К, а также биогенные микроэлементы (при малых концентрациях) - Mg, Fe, Cu, Со, Mn, Mo, В и некоторые другие.
Более 90 % азота содержится в органической части почвы. Основной его источник - процесс биоразложения органических остатков, конечным азотсодержащим продуктом которого является NH4+. Ионы NO2- и NO3- образуются при участии почвенных бактерий. Часть азота улавливается из атмосферы (N2) с помощью азотфиксирующих бактерий (с участием Mo и Fe). Недостаток азота в почве восполняют путем внесения в нее удобрений. Азот в форме катиона NH4+ фиксируется за счет ионного обмена минеральными компонентами почвы и адсорбируется на поверхности мицелл гумуса. Для питания большинства растений азот требуется в форме NO3-. Если азот поступает в почву в форме ионов NH4+, то вначале протекает процесс нитрификации с участием бактерий, т.е. перехода этих ионов в форму ионов NO3-, и лишь затем азот усваивается растениями. Избыток нитратов в растительной продукции вреден для здоровья людей.
Попадая вместе с пищей в тонкие кишки, нитраты микробиологически восстанавливаются до нитритов, а далее в крови образуются нитрозил-ионы:
NO2-(P)H-H3O+(P) NO+(P) + OH-(P) + И20(ж), (6.50)
которые могут окислять железо (II) до железа (III) в гемоглобине, что препятствует связыванию кислорода с гемоглобином. Кроме того, в кислой среде желудка образуется HNO2, которая обладает мутагенным действием. Опасными для организма являются также нитрозамины, образующиеся в кислой среде желудка при взаимодействии аминов с HNO2.
306
В. В. Вольхин. Общая химия
В тех случаях, когда при обработке почвы или по другим причинам допускается ее излишнее уплотнение, то пористость и влагоемкость почвы уменьшается и в условиях ограниченного доступа кислорода начинается процесс микробиологической де~ нитрификации. В ходе этого процесса образуются ионы NO2" и газы NO, N2O и Na-Газообразные продукты попадают в атомосферу. Болотные почвы особенно предрасположены к процессу денитрификации. При внесении азотных удобрений в болотную почву потери азота за счет этого процесса могут достигать 20. .,40 % от его внесенного количества. Следует также иметь в виду токсичность ионов NO2", которая препятствует развитию многих видов бактерий.
Предыдущая << 1 .. 128 129 130 131 132 133 < 134 > 135 136 137 138 139 140 .. 155 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed