WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 | 13 |   ...   | 39 |

«СОЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗА И ИХ РОЛЬ В ОХРАНЕ ПОЧВ Москва 2010 0 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ имени В.В. ДОКУЧАЕВА Ю. Н. ВОДЯНИЦКИЙ СОЕДИНЕНИЯ ...»

-- [ Страница 11 ] --

отрицательный логарифм активности электронов. Величина ЕН функционально связана с константой равновесия К полуреакции переноса электрона в растворе уравнением Нернста, которое в упрощенном виде записывается так (Кауричев, Орлов, 1982):

где R – газовая постоянная, T – абсолютная температура, F – число Фарадея. Подставив числа вместо R, T и F при температуре 25С, получаем:

где ЕН выражен в вольтах. Поскольку размерности ре и рН одинаковые, эти величины можно сопоставлять и даже суммировать. Так, сумму (ре + рН) используют как константу равновесия полуреакции, связанную с переносом электрона и протона (Воробьева, 1995; Lindsay, 1988).

Изменение величин рН и ре в результате взаимодействия реактива Тамма с твердой фазой мы оценивали по разнице:

Влияние сидерита. Для оценки каталитического воздействия ионов FeII на растворимость гематита в модельных опытах необходимо подсчитать растворимость гематита Sгем в смеси. Ее подсчитывали на основе допущения, что наблюдаемый эффект превышения количества Fе окс в смеси над расчетной суммой Fе окс от двух изолированных минералов обусловлен каталитическим действием FеII на растворение гематита, а на оксалатную растворимость Fe(II)-минерала, например, сидерита S сид, гематит как плохорастворимый минерал не влияет.

Тогда количество FеII окс сидерита, переходящее в вытяжку Тамма, составляет:

где С сид – содержание сидерита в смеси в долях единицы. Количество FеIII окс гематита, переходящее в вытяжку Тамма, определяем из разницы:

Величина растворимости оксалатом гематита S гем в смеси с сидеритом определяется из выражения:

где С гем – содержание гематита в смеси в долях единицы.

Эти данные позволяют определить отношение FeII окс : FeIII окс в вытяжке Тамма после растворения частиц сидерита и гематита.

Результаты исследований представлены в табл. 8. После взаимодействия реактива со смесью сидерита и гематита значения рН вытяжки увеличиваются, а значения ре вытяжки либо возрастают, либо уменьшаются. Эти параметры коррелируют между собой слабо:

коэффициент корреляции низкий r = 0.36, следовательно, величины рН и ре вытяжки Тамма достаточно независимы.

Обсудим влияние сидерита на растворимость гематита на примере смеси, содержащей 10% сидерита + 20% гематита.

Таблица 8. Физико-химические характеристики вытяжки Тамма, содержание в ней железа Fе окс и оксалатная растворимость минералов S окс в смеси сидерит и гематит исходный 20% гематит 0.00 3.38 7.65 0.00 0.19 -0.05 0.06 Нет 0. 10% сид + 20% гем 0.34 3.42 8.78 0.18 0.23 1.08 2.20 10% сид + 40% гем 0.17 3.49 9.15 0.12 0.30 1.45 3.10 20% сид + 10% гем 1.38 3.55 8.39 0.82 0.36 0.69 1.50 30% сид + 10% гем 2.07 3.43 2.40 2.94 0.24 -5.30 2.03 15% сид + 45% гем 0.23 3.51 9.86 0.28 0.32 2.16 2.28 15% сид + 10% гем 1.03 3.40 7.87 0.73 0.21 0.17 1.20 25% сид + 10% гем 1.72 3.42 7.69 1.00 0.23 -0.01 1.67 Примечание. Здесь и в последующих таблицах: Fe(II) : Fe(III) – соотношение ионов железа в твердой фазе, FeII oкс : FeIII oкс – соотношение ионов железа в вытяжке Тамма.

Фактическое количество Fe окс в растворе Тамма оказывается гораздо больше (2.20%), чем можно ожидать при суммировании растворенного железа смеси двух минералов: Fе окс(см) = 0.35 + 0.06 = 0.41%. Эффект превышения количества Fе окс в смеси над расчетной суммой Fе окс от двух минералов обусловлен каталитическим воздействием ионов FеII на процесс растворения гематита. В результате индуцированная растворимость гематита возросла до 14.6%, т.е. до 30 раз по сравнению с растворимостью изолированного гематита (S окс = 0.5%). Это говорит о том, что каталитическое влияние FeII на растворение оксидов железа (III) может быть весьма заметным, и его необходимо учитывать при анализе выхода оксалаторастворимого железа из сидеритсодержащих почв.

Рассмотрим зависимость приращения редокс потенциала ре вытяжки от соотношения Fe(II) : Fe(III) в твердой фазе в смеси сидерит + гематит (рис. 11). Максимальный прирост ре наблюдается при узком отношении Fe(II) : Fe(III) = 0.2–0.3, т.е. при невысокой доле Fe(II)минерала (сидерита) в смеси. Повышение этого отношения больше 0.5 приводит сначала к слабому, а затем и к сильному снижению редокс потенциала вытяжки.

Это позволяет заключить, что в зависимости от соотношения в почве окислителей и восстановителей редокс потенциал вытяжки Тамма может, как увеличиваться, так и уменьшаться по сравнению с величиной ре исходного реактива.

Обсудим зависимость между соотношением двух- и трехвалентных ионов железа FeII окс : FeIII окс в растворе и соотношением между ними в твердой фазе смеси в исходном состоянии. Как видно из рис. 12, эта зависимость имеет s-образную форму. Уже внесение небольших доз сидерита вызывает заметное увеличение отношения FeII окс : FeIII окс в Рис. 11. Зависимость приращения редокс потенциала ре вытяжки Тамма от соотношения Fe(II) :

Fe(III) в смесях сидерит + гематит (1) и магнетит + гематит (2).

Тамма увеличивается стремительно.

Не удивительно, что свое каталитическое действие ионы FеII сидерита оказывают и на другие минералы железа (III), например на гетит. Так, гетит в составе болотной руды (рудяка) полностью растворялся оксалатом, если в образце рудяка находился сидерит (Rhoton et al., 1981).

Влияние магнетита. Расчет ведется на основе вышеприведенных допущений. Количество FеII окс + FеIII окс магнетита, переходящее в вытяжку Тамма, составляет:

где С магн – содержание магнетита в смеси в долях единицы. Количество железа (III) гематита Fе гем, переходящее в вытяжку Тамма, определяем из разницы:



Количество Fе окс магнетита, переходящее в вытяжку Тамма, составляет:

Эти уравнения позволяют определить отношение FeIIокс : FeIII окс, характеризующее соотношение ионов железа разной степени окисленности в вытяжке Тамма при растворении частиц магнетита и гематита. Результаты исследований приведены в табл. 9. Магнетит повышает растворимость гематита: максимально величина S гем увеличилась в 7 раз с 0.5 до 3.4%.

Кривая в координатах S гем ре для смеси магнетит + гематит лежит значительно ниже кривой для смеси сидерит + гематит (рис. 13). Это отражает относительно слабое влияние магнетита на растворимость гематита. Такой результат, видимо, связан с небольшой долей FеII в составе магнетита и с крупными его размерами.

Влияние пирита. Поскольку пирит иногда присутствует в гидроморфных почвах, а также бывает унаследованным (литогенным), целесообразно изучить его влияние на растворение кислым оксалатом аммония оксидов железа. Модели были простые и сложные. Простые модели включали отдельно пирит (в дозах 0.1 и 0.3%) или гематит (в дозах 1, 2 и 5%).

Таблица 9. Физико-химические характеристики вытяжки Тамма, содержание в ней железа Fе окс и растворимость минералов S окс в смеси магнетит + гематит Модель 10% магн-1 + 10% гем 0.45 3.35 8.63 0.45 0.16 0.93 1.63 21 1. 20% магн-2 + 10% гем 0.69 3.43 7.70 0.42 0.24 0.00 2.12 13 3. 30% магн-2 + 10% гем 1.03 3.45 7.62 0.45 0.26 -0.08 3.05 13 3. Рис. 13. Зависимость растворимости гематита S гем от приращения редокс потенциала вытяжки Тамма после ее взаимодействия со смесями сидерит + гематит (1) и магнетит + гематит (2).

Сложные модели объединяли оба минерала в тех же дозах во всех сочетаниях.

Содержание железа в вытяжке при растворении одного гематита Fе гем определяется из выражения:

где С гем – содержание гематита в смеси в процентах.

Содержание железа в вытяжке при растворении одного пирита Fе пирит составляет:

где С пирит – содержание пирита в смеси в процентах.

Количество железа Fе гем гематита, переходящее в вытяжку Тамма, из смеси с пиритом, определяем из разницы:

Эти уравнения позволяют определить коэффициент К каталитического действия пирита на растворение гематита реактивом Тамма:

Результаты моделирования приведены в табл. 10 и на рис. 14. Как видно из рис. 14, принятые дозы пирита (0.1–0.3%) значительно ускоряют растворение гематита реактивом Тамма. Особенно велик эффект при низком и среднем содержании гематита (1 и 2%), когда его растворимость превосходит контроль в 16–37 раз.

Таблица 10. Содержание Fe в вытяжке Тамма после обработки гематита и пирита отдельно и в смеси, % Рис. 14. Коэффициент каталитического действия пирита (1 – 0%, 2 – 0,1%, 3 – 0,2%, 4 – 0,3%) на растворение гематита реактивом Тамма.

При высокой доле гематита (3%) действие пирита снижается: коэффициент каталитического действия пирита К уменьшается до 9–14. Важно подчеркнуть, что пирит слабо растворяется реактивом Мера–Джексона: данный образец только на ~4%. Таким образом, катализируя растворение пирита оксалатом, пирит при параллельной схеме слабо растворим дитионит-цитрат-бикарбонатом, что отражается в чрезмерно высоком значении критерия Швертмана: КШ 1.

При высоком содержании сульфидов их влияние на критерий Швертмана может быть очень значительным, например, в сульфатнокислых почвах Восточной Фенноскандии КШ достигает 3 (Красильников, Шоба, 1997). Тот же эффект может быть в некоторых торфяных почвах, где распространены сульфиды железа.

За рубежом реактив Тамма в темноте применяют не только для определения суммарного количества аморфных соединений железа в почвах, но и для решения других почвенных задач, когда количество Fе окс нетрудно интерпретировать. Выделим две такие задачи:

характеристику степени восстановленности осадков и почв (Рhillips at al., 1993) и определение растворимости минералов железа в почве.

Последнюю задачу решали на примере лесных почв. Методика состояла в оценке растворимости железистых минералов после их обработки реактивом Тамма на свету (Водяницкий, 2001). Исследовали почвы трех типов (табл. 11).

Дерново-карбонатную почву на морене отобрали из разреза в Череповецком р-не Вологодской обл. Изучали образцы из гор. А пах (0–10 см), АВ (20–30 см), В1 (31–52 см) и С (66–95 см).

Дерново-подзолистую почву на карбонатных пермских отложениях – из Карагайского р-на Пермской обл. Изучали образцы из гор. А пах (0–10 см ), В1 (40–50 см ) и ВС (100–120 см).

Бурую лесную почву на карбонатной морене – из Таблица 11. Некоторые свойства лесных почв Гориз Глубина С орг, рНводн (Fe2O3) вал, Минералы железа В1 31–52 0.20 6.1 3.57 Алюмогетит, гематит, магнетит А пах 0–10 2.0 7.0 7.5 Алюмогетит, протоферригидрит А пахg 0–10 2.0 8.0 6.1 Гематит, алюмогетит, магнетит Примечание. Минералы железа приведены в порядке убывания содержания по данным аналитической просвечивающей электронной микроскопии. Когда в почве присутствуют и колломорфный алюмогетит, и игольчатый гетит, указан доминирующий тип гидроксида.

Зарасайского р-на Литвы. Исследовали образцы из двух разрезов. На возвышенности (разр.

5-К) образец автоморфной почвы отобран из гор. А пах (0–10 см). В низине (разр. 7-Т) образцы глееватой почвы отобраны из гор. А пах,g (0–10 см), В1к (40–50 см) и ВСк (80– см). Результаты исследований сведены в табл. 12.

В результате взаимодействия реактива с почвой возрастают как значения рН, так и ре вытяжки. Этот результат представляется важным.

Известно, что величины рН и ре для многих простых систем связаны между собой обратной функциональной связью. Это относится, например, к уравнениям, описывающим стабильность воды, или к уравнениям, описывающим способность иона FеII окисляться до FеIII в присутствии гидроксид-ионов с образованием Fе(ОН)3 (Кауричев, Орлов, 1982). Исходя из этого, можно было предположить обратную зависиТаблица 12. Физико-химические характеристики вытяжки Тамма и содержание оксалаторастворимого Fе окс и дитиониторастворимого Fе дит железа в почвах исходный мость между параметрами рН и ре в вытяжке Тамма. Но для них коэффициент корреляции оказался положительным, хотя и низким r = 0.47 и недостоверным при Р = 0.95.

Следовательно, данные параметры вытяжки достаточно независимы.



Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 | 13 |   ...   | 39 |
 



Похожие работы:

«Сборник основан в 2004 году Р е д а к ц и о н н а я к о л л е г и я: академик НАН Беларуси, доктор химических наук, профессор О. А. Ивашкевич (председатель); доктор химических наук, профессор Т. Н. Воробьева (отв. редактор); доктор педагогических наук, профессор Е. Я. Аршанский; доктор химических наук, профессор Г. А. Браницкий; кандидат химических наук, доцент Е. И. Василевская; доктор педагогических наук, доцент 3. С. Кунцевич; член-корреспондент НАН Беларуси, доктор химических наук,...»

«Учебно-метод компл. Специальность 020201 Фундаментальная и прикладная химия Квалификация (степень) выпускника - специалист Нормативный срок освоения 5 лет Форма обучения – очная Махачкала 2011 г. согласовать: как на ваших 2 Содержание Стр. 1. Общее положение.. 3 2. Список рекомендуемых специализаций подготовки выпускников по специальности 020201-химия. 3 3. Требования к результатам освоения основной образовательной программы.. 4 4. Учебный план.. 4 5. Примерные программы дисциплин. 11 6....»

«Доктор биологических наук, профессор Александр Александрович Нейфах, возглавляющий лабораторию биохимической эмбриологии в Институте биологии развития АН СССР им. Н.К.Кольцова, — один из выдающихся представителей этой отрасли знания в нашей стране. А.А.Нейфах — автор около 150 научных публикаций и пяти монографий. Среди них выделяются такие фундаментальные работы, как Молекулярная биология процессов развития (1977), Проблемы регуляции в молекулярной биологии (1978), написанные в соавторстве с...»

«Юлия Попова Болезни желудка и кишечника Annotation Неполадки в работе желудочно-кишечного тракта способны доставить массу неприятных ощущений и иногда создают серьезную угрозу здоровью человека. Гастриты, колиты, язвенные состояния, доброкачественные и злокачественные опухоли, энтерит и дисбактериоз. от этих недугов следует беречься, а если уж заболели – начать лечение как можно раньше.Самые подробные сведения о болезнях желудочно-кишечного тракта, симптомах, причинах, методах профилактики и...»

«2012 КОНФОРМАЦИОННОЕ РАВНОВЕСИЕ И РН-ЗАВИСИМОСТЬ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ КРАСНОГО ФЛУОРЕСЦЕНТНОГО БЕЛКА KFP А.С.Горященко1, А.Л.Русанов1, В.А.Миронов2, Б.Л.Григоренко2, А.В.Немухин2, 1 А.П.Савицкий 1 Институт биохимии им. А.Н.Баха РАН 2 МГУ им. М.В.Ломоносова, Химический факультет Публикации 1. Rusanov, A.L., Mironov, V.A., Goryashenko, A.S., Grigorenko, B,L., Nemukhin, A.V., Savitsky, A.P., Conformational Partitioning in pH-Induced Fluorescence of the Kindling Fluorescent Protein (KFP). J. Phys. Chem. B...»

«Содержание: 1. Введение 2. Инерционная сепарация пыли 3. Особенности конструкции циклона 4. Циклоны тридцатых годов ХХ века 5. Циклоны сороковых - начала пятидесятых годов ХХ века 6. Циклоны 70-х годов ХХ века 7. Особенности работы циклона 8. Существенные характерные особенности движения пылевой смеси в циклоне 9. Пути...»

«Ю.В. Петров ФИЛОСОФИЯ КУЛЬТУРЫ ИЗДАТЕЛЬСТВО ТОМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2010 ББК 87.2 УДК 130.2 П 30 РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ ИЗДАНИЯ ТРУДЫ ТОМСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА: проф. Г.Е. Дунаевский – председатель коллегии, проректор ТГУ; с.н.с. М.Н. Баландин – ответственный редактор издания, зам. председателя коллегии; с.н.с. В.З. Башкатов – член коллегии ЧЛЕНЫ КОЛЛЕГИИ, РУКОВОДИТЕЛИ НАУЧНЫХ РЕДАКЦИЙ ПО НАПРАВЛЕНИЯМ: д.т.н., проф. А.А. Глазунов – научная редакция Механика, математика; д.т.н., проф....»

«Издание второе, переработанное и дополненное Рисунки и оформление А. К А Р П О В А /g\ Издательство Детская литература, ^ 1976 г. Состав, иллюстрации. 70803-136 М101 (03) — 7 6 Широко простирает химия руки свои в дела человека. М. Ломоносов Химия всюду. Из чего состоит зем­ ля иод нашими ногами, солнце над на­ шей головой, дома и машины, растения и наше собственное тело? Посмотри на книгу, которая раскрыта перед тобой: ока изготовлена из бумаги, типографской краски и клея. На потолке мел,...»

«2. Задачи дисциплины: закрепить и углубить ранее полученные знания из области аналитической химии; сформировать и систематизировать знания по следующим направлениям: периодизация истории химического анализа и аналитической химии как науки, характерные особенности каждого исторического этапа; направления и наиболее значимые результаты исследований выдающихся зарубежных и российских химиков-аналитиков; закономерности возникновения и развития отдельных методов анализа, химико-аналитические аспекты...»

«НАУЧНЫЙ ДИАЛОГ ВЫПУСК № 2 / 2012 БИОЛОГИЯ. ЭКОЛОГИЯ. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ Екатеринбург 2012 ISSN 2225-756X НАУЧНЫЙ ДИАЛОГ 2012. № 2. БИОЛОГИЯ. ЭКОЛОГИЯ. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ Учредитель: ООО Центр научных и образовательных проектов Основан в 2012 году. Выходит 12 раз в год ISSN 2225-756X (Print), ISSN 2227-1295 (Online) Зарегистрирован в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзоре) Свидетельство о регистрации ПИ...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.