WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 12 | 13 || 15 | 16 |   ...   | 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 14 ] --

Все дитионитсодержащие реактивы включают органические лиганды L, призванные сохранять Fe2+ в растворе, исключая реакцию гидролиза и осаждение в форме гидроксида. В методике Мера–Джексона для этой цели применяют цитрат-ионы, которые образуют лиганды в виде [(СН2)2С(ОН)(СОО)3]3– или [(СН2)2С(ОН)(СОО)2]2–. Константа устойчивости К комплексов Fe2+ с первым типом цитрата lgK1 = 4.4, а со вторым типом цитрата – lg K1 = 2. при низкой ионной силе раствора 0–0.1 (Лурье, 1979).

В методике Дюшофура–Сушье применяют оксалат-ионы, образующие лиганды в виде (СОО)22–. Константа устойчивости К1 комплекса Fe2+ с этим лигандом составлет lgK1 = 3.0 при ионной силе раствора 0.5 (Лурье, 1979).

Отношение Fe2+:L влияет на устойчивость комплексов. Известно, что при постоянном содержании в растворе лигандов c ростом концентрации металла образуются сначала биядерные Fe2L, а затем и полиядерные FenL комплексы. Они отличаются меньшей устойчивостью, чем моноядерные FeL комплексы (Дятлова и др., 1988). Следовательно, при высоком содержании минералов железа в почве органические лиганды формируют менее стабильные комплексы, чем при низком их содержании. Это может снизить эффективность реактивов при обработке почв с высоким содержанием минералов железа.

Рассмотрим действие двух дитионитсодержащих реактивов на эталонные минералы железа (гематит и магнетит), а также действие одного из них – реактива Мера–Джексона – на минералы железа в почвах.

Действие реактива Мера–Джексона на отдельные минералы железа. Наши данные по растворимости ДЦБ частиц гематита и магнетита в зависимости от их концентрации в образце приведены в табл. 17.

У анализируемых частиц гематита размеры тонкие: 50 мкм, а размеры доменов по данным мессбауэровской спектроскопии, 10–50 нм. Эти частицы гематита растворяются ДЦБ полностью: S дит = 95–100%.

Таблица 17. Растворимость реактивом Мера–Джексона гематита и магнетита (S дит) и величины рН вытяжки в зависимости от концентрации минералов Показател Концентрация минералов (С мин), % Частицы магнетита растворяются гораздо хуже: S дит = 10–14%. Этот результат согласуется с данными Файна (Fine et al., 1989) и Гембела и Дениелса (Gamble, Daniels, 1972) о слабом влиянии ДЦБ на растворимость частиц магнетита, которая составляла всего S дит = 2– 4%. В то же время магнетит хорошо растворим в различных минеральных кислотах.

Возможно, что растворению магнетита в реактиве Мера–Джексона препятствует дефицит Н+.

Наблюдается обратная зависимость между величинами растворимости S дит магнетита и его концентрацией С мин.

Действие реактива Дюшофура–Сушье на отдельные минералы железа. Ниже приведены наши данные о растворимости магнетита ДО по методу Дюшофура–Сушье.

Концентрация магнетита, С мин, %: 2 Растворимость магнетита, S до, %: 71 При использовании этого реактива магнетит растворялся гораздо сильнее (S до = 47–71%), чем при воздействии реактивом Мера–Джексона (S дит = 10–14%). Возможная причина высокой растворимости магнетита состоит в кислой реакции реактива Дюшофура–Сушье.

Между растворимостью частиц магнетита S до и их концентрацией в образце С мин наблюдается обратная зависимость. Увеличение содержания в образце магнетита С мин приводит к снижению его растворимости S до. Таким образом, прослеживается влияние концентрационного эффекта. Посмотрим, проявляется ли он при анализе почв.

Действие реактива Мера–Джексона на почвы. Мы анализировали данные почвоведов, комплексно изучавших минералы железа в почвах как химическим методом – с помощью реактива Мера–Джексона, так и физическим – с помощью мессбауэровской спектроскопии.

Используя эти данные, подсчитали величины дитионитовой растворимости минералов S дит и выявили характер ее зависимости от концентрации минералов железа С мин в почве.

Бигхем с соавт. (Вigham et al, 1978) изучали ультисоли Северной Каролины, США, и оксисоли Бразилии, в которых содержится от 7 до 14% гетита и гематита. Их растворимость ДЦБ была очень высокой: S дит = 90–99%. Какой-либо определенной зависимости S дит от содержания минералов в почве С мин не обнаружено, что объясняется почти предельной растворимостью оксидов железа в этих почвах. Такая же картина наблюдается в наших опытах с тонкодисперсным гематитом.

Обратная зависимость S дит = f (С мин) наблюдается при детальном анализе бурых почв северо-западной экваториальной Африки (Мали), в которых присутствуют гетит и гематит (исходные данные Бабанина с соавт., 1995). Мы установили, что зависимость усредненной растворимости S дит оксидов железа от их концентрации С мин аппроксимируется прямой в двойных логарифмических координатах (рис. 16). Уравнение прямой имеет вид:

Экстраполируя уравнение, получаем, что полная растворимость оксидов железа, т.е. S дит = 100%, достигается при Рис. 16. Зависимость средней дитионитовой растворимости S дит минералов железа от их содержания С мин в бурых тропических почвах (Бабанин и др., 1995).

С мин 0.5%. Только при очень низкой концентрации минералов железа (гематита + гетита) в бурой тропической почве можно было установить достоверное их количество методом Мера– Джексона.

Таким образом, в тех почвах, где растворимость оксидов железа стремится к 100% (ультисоли Северной Каролины и оксисоли Бразилии), зависимость S дит от содержания оксидов С мин отсутствует. Но в тех почвах, где растворимость оксидов железа низкая (как в бурых тропических почвах Мали), четко проявляется обратная зависимость S дит от концентрации оксидов в почве, т.е. действие концентрационного эффекта.



При использовании реактива Мера–Джексона, возможны две ошибки в оценке степени оксидогенеза: первая занижает оксидогенез железа в почвах с высоким содержанием гематита, вторая, наоборот, завышает оксидогенез в почвах с высоким содержанием илистых частиц. В настоящее время мы располагаем документальными доказательствами только о занижении оксидогенеза.

Сведем воедино литературные данные по почвам, где отмечен заниженный оксидогенез железа. Почвы, в которых определение свободных соединений железа с помощью реактива Мера–Джексона неприемлемо, выявлялись при контроле растворимости минералогическими и химическими методами (табл. 18).

В табл. 18 попали ферраллитные почвы, содержащие большое количество крупных хорошо упорядоченных частиц гематита и магнетита. Такой состав минералов формируется в красноземах Западной Грузии на элювии базальта, в желтоцветных и красноцветных почвах Австралии на базальте, бурых почвах на железистых кирасах и аллювии в Мали и бурых тяжелосуглинистых почвах на базальте и вулканичесТаблица 18. Типы, подтипы и роды почв, для которых реактив Мера–Джексона занижает содержание свободных соединений железа Тип / подтип / род Почвообразующи Страна, регион Источник Красноземы Элювий андезито- Западная Грузия Бабанин и др., Желтоцветные и Элювий базальта Австралия Тауlоr, Ферраллитные Базальт; Южный Вьетнам Зыонг Хоанг Бик, Лювисоли (терра Известняки Центральная Бальеста и др., Андосоли Вулканические Северо-восточная Shoji, Fujiwara, ческих породах южного Вьетнама, что предопределяет слабую эффективность реактива Мера– Джексона. При классификации этих почв появляется противоречие между низким молекулярным отношением илистой фракции SiO2 : R2O3 2, что дает основание отнести эти почвы к ферраллитным, и низким отношением Fe дит : Fe вал 0.5, что препятствует этому.

Одной из причин такого противоречия является низкая эффективность ДЦБ по экстрагированию Fe из данных почвах.

Требуется осторожность при анализе почв, содержащих включения сцементированных корочек. К таким почвам относятся, в частности, бурые псевдо-глееватые (Schwertmann, Fitzpatrick, 1977). В иллювиальных горизонтах этих почв образуются прочные темно-бурые корочки, содержащие лепидокрокит и Аl-гетит с низкой степенью замещения: 1–12 моль % Аl.

Если лепидокрокит хорошо растворим ДЦБ, то низкозамещенный Аl-гетит отличается большей устойчивостью к действию ДЦБ, чем чистый гетит. В результате до 30% гидроксидов железа не растворяются данным реактивом. В группу риска попадают и андосоли или, по Российской классификации, вулканические почвы. В них высокое содержание магнетита является правилом. К чему это приводит, показывают исследования аллофановых и неаллофановых андосолей на северо-востоке Японии, выполненные Шоджи и Фудживара (Shoji, Fujiwara, 1984). В среднем для 28 образцов андосолей получено отношение Fe окс : Fe дит, равное 1.2.

Аллювиальные почвы также попадают в группу риска, и следует проявлять осторожность при использовании реактива Мера–Джексона при их анализе. Аллювий, поступающий с гор, часто содержит включения магнетита, который плохо растворяется ДЦБ. О присутствии магнетита в аллювиальных почвах говорит их высокая магнитная восприимчивость. По данным Балабко (1991), аллювия в пойме р. Обь, поступающего с предгорных районов Алтая, достигает высокого уровня – 800·10-6. В результате концентрация магнетита может достигать значений, при которых его влияние на эффективность реактива Мера–Джексона в аллювиальных почвах становится существенным. О такой ситуации сообщают Ротон с соавт.

(Rhoton et al., 1981), изучавшие аллювильные почвы в пойме р. Майями в Огайо, США. Другой пример – аллювиальные почвы в долине р. Мерсед в Калифорнии, США (Walker, 1983).

Изучая возраст этих почв, Волкер столкнулась с тем, что магнетит вносит существенный вклад как в растворимость оксалатом минералов железа (повышая ее), так и в растворимость дитионитом (понижая ее).

Плохо растворяются ДЦБ сульфиды железа (II). К сульфидсодержащим относятся, прежде всего, почвы маршей и мангров. Следует отметить также минеральные почвы, образующиеся на сульфидсодержаших отложениях. Сульфиды присутствуют в почвах тундры, где их окисление протекает относительно медленно. Красильников и Шоба (1997) обнаружили, что в таежной железистой сульфатнокислой почве в Карелии высокое валовое содержание SO3 = 1.1–4.4 % и очень низкое значение рНсол = 2.5–2.9. В этой почве отношение Fe окс : Fe дит достигает 1.3–3.6, что указывает на ошибку при определении свободных соединений железа с использованием ДЦБ.

Большинство перечисленных почв характеризуется высоким содержанием минералов железа, притом, что значительная часть их представлена частицами крупного размера с хорошей упорядоченностью структуры. Эти свойства частиц благоприятствуют развитию концентрационного эффекта, снижающего эффективность обработки почвы дитионитом.

РАЗДЕЛ 2. УЧАСТИЕ СОЕДИНЕНИЙ ЖЕЛЕЗА

В ПРИРОДНОМ ОГЛЕЕНИИ ПОЧВ

Переувлажнение минеральных почв приводит к разнообразным последствиям: меняется облик горизонта и ухудшаются многие его свойства. Наиболее изучен деградационный процесс оглеения. Оглеенные почвы очень широко распространены в гумидных ландшафтах.

Глеесоли по распространенности занимают 7-е место в мире среди других типов почв, а их площадь достигает около 8 млн. км2 (Мировая коррелятивная база…, 2007).

Морфологически близкие холодные тона почвенного горизонта могут иметь разную минералогическую природу. В одних почвах сизый цвет определяется тоном глинистых минералов, лишенных красно-бурых пленок (гидр)оксидов железа. В других красно-бурые (гидр)оксиды железа и другие частицы покрыты сизой пленкой Fe(II)-соединений. В третьих оливковый (зеленоватый) тон образовался за счет ферритизации – включения Fe2+ в решетку слоистых силикатов в условиях переменного редокс режима. И, наконец, холодный тон может быть естественным цветом зеленоцветных почвообразующих пород; такие горизонты иногда ошибочно принимают за оглеенные. Мы рассматриваем только химию и минералогию гидроморфизма, а литогенную природу холодного тона почв оставляем в стороне.



Pages:     | 1 |   ...   | 12 | 13 || 15 | 16 |   ...   | 39 |
 



Похожие работы:

«Древний Город общество Сознания Смерти 2011 Warrax. Не-учение Тьмы. Сатанизм, XXI век. Т. 1. — Древний Город: Издание Общества Сознания Смерти, 2011 — 416 стр. Книгу разрешается тиражировать всем желающим и всеми доступными средствами при условии полной идентичности текста. © Warrax, 2004-2011 era vulgaris © Общество Сознания Смерти, 2011 era vulgaris Оглавление Предисловие V.L.S.L.V. 8 Предисловие автора 12 Princeps Omnium 15 Вступительное слово DoctoR'а 17 Предисловие к редакции 2.1 19 Intro...»

«Кафедра Общая и прикладная экология Физическая химия Учебно-методический комплекс по дисциплине для подготовки дипломированного специалиста по направлению 240000 Химическая и биотехнологии специальности 240406 Технология химической переработки древесины всех форм обучения Самостоятельное учебное электронное издание СЫКТЫВКАР 2012 УДК 544 ББК 24.5 Ф50 Рекомендован к изданию в электронном виде кафедрой Общая и прикладная экология Сыктывкарского лесного института Утвержден к изданию в электронном...»

«ПРОГРАММИРОВАНИЕ И ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 220301 Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям) всех форм обучения Самостоятельное учебное электронное издание Сыктывкар 2012 УДК 004.4 ББК 32.973.26-018 П78 Рекомендован к изданию в электронном виде кафедрой информационных систем Сыктывкарского лесного института Утвержден к изданию в электронном виде советом лесотранспортного факультета Сыктывкарского...»

«Теренс Маккенна Истые Галлюцинации Copyright: Harper San Francisco A Division of Harper Collins Publishers 1993 © 1993 by Terence McKenna Изд-во Трансперсонального Института, Москва AirLand, Киев 1996 Перевод с английского Татьяны Науменко Научная редакция к. ф. н. Владимира Майкова Изд-во Трансперсонального Института, 1996 Теренс Маккенна, оригинальный мыслитель и визионер, рассказывает в этой книге - воистину алхимическом романе - историю амазонской экспедиции по поиску таинственных шаманских...»

«1950 10 января. На основании публичной защиты диссертации 28/XII.49 г. на тему Исследования в ряду пиперилена и гексадиена-2,4, отзывов официальных оппонентов и результатов тайного голосования (за – 32, против – нет) утверждено решение Ученого совета химфака от 28/XII.-49 г. и Катаеву Евгению Геннадьевичу присвоена ученая степень кандидата химических наук. Архив КГУ, л. д. сотрудников, оп. 20, св. 30, ед. хр. 534, л. 21. 7 января. Издан приказ за № 3 по КГУ, в котором говорится: § 16. В связи с...»

«Tom Butler Bowdon 50 Success Classics: Winning Wisdom for Life and Work from 50 Landmark Books Издательство: Астрель, ACT 2006 г. 50 книг и великих идей, которые помогут вам изменить свою жизнь — это первое и только краткое введение в классические произведения, посвященные вопросам трансформации жизни. Это уникальное руководство, которое признает право каждого на более успешную и полную смысла жизнь, а, кроме того, показывает, что к цели самосовершенствования можно идти самыми разными путями....»

«ОБЗОРНЫЕ РАБОТЫ Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2012. – Т. 21, № 4. – С. 5-19. УДК 550.4.574 ИЗУЧЕНИЕ ВОПРОСОВ ХИМИКО-БИОТИЧЕСКИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В БИОСФЕРЕ © 2012 С.А. Остроумов Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва (Россия) Поступила 11.01.2012 Рассмотрены две проблемы, связанные с современной типологией видов вещества в биосфере. Согласно традиционным представлениям, в биосфере представлено живое и неживое вещество. Для внесения вклада...»

«К ТРИДЦАТИЛЕТИЮ СОВЕТСКОЙ ФИЗИКИ ТРИДЦАТЬ ЛЕТ СОВЕТСКОЙ ОПТИКИ Т. П. Кравец 1 ОПТИКА В ДОРЕВОЛЮЦИОННОЙ РОССИИ. Интерес к оптике, практической и научной, отмечается уже на самых ранних стадиях развития русской науки, В Физико-математическом институте Академии Наук ещё недавно можно было видеть огромные вогнутые зеркала, шлифованные руками сподвижника Петра, известного Брюса. Член С.-Петербургской Академии Леонард Эйлер разработал здесь один из первых опытов волновой теории света, а другой её...»

«ЖИЗНЬ ОДНОГО ХИМИКА ВОСПОМИИАШШ H667-H91L7 ТОМ 1 НЬЮ ИОРК 1945 ПАМЯТИ НЕИЗВЕСТНОГО ХИМИКА Автор. Приготовляемое к печати издание Воспоминаний В. Н. Ипатьева на английском языке выпускает Stanford University Press (Stanford University, California) под редакщей Hoover Library of War, Revolution, and Peace, которой мне уступлено исключительное право издания моих воспоминаний на всех языках, кром-fe русского, — на условиях, предусмотренных нашим соглашением. ВВЕДЕНИЕ. Цель этой книги познакомить...»






 
© 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.