Қияқты кен орыны көмірінен бөлініп алынған ерітінділер

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 45 бет
Таңдаулыға:

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫСҚА ТАПСЫРМА

Дипломдық жұмыстың зерттеу нысаны - Қияқты кен орыны көмірінен бөлініп алынған гумус және фульвоқышқылдары, мыс (II) тұздарының ерітіндісі (модельді жүйе), натрий сульфиті ерітіндісі.

Зерттеу жұмысының әдістемесі - салыстырмалы электрод ретінде қаныққан каломельді электродты қолданып, платина электродымен модельді жүйелердің редокс-потенциалын потенциометрлік әдіспен анықтау.

Жұмыстың мақсаты - көмір табиғатына қарай бөлініп алынған гумус және фульвоқышқылдары мөлшерінің Cu (II, I) модельді жүйесінің редокс потенциалына әсерін зерттеу.

Зерттеу жұмысының мақсатына қарай келесі міндеттер қойылды:

Көмірлердің құрамы мен құрылысы, гумин қышқылдарының құрамы мен құрылысы, қасиеттері жайында әдеби деректерді жинастыру.
Қияқты кен орыны көмірінен гумин қышқылдарын бөліп алу процесінің қолайлы жағдайларын анықтау.
Көмірден бөлініп алынған фульвоқышқылдарының мөлшеріне қарай Cu (II, I) модельді жүйесінің редокс-потенциалының өзгерісін зерттеу.
Көмірден бөлініп алынған гумус қышқылдарының мөлшеріне қарай Cu (II, I) модельді жүйесінің редокс-потенциалының өзгерісін зерттеу.
Көмір табиғатына қарай бөлініп алынған гумин қышқылдары мөлшеріне қарай Cu (II, I) модельді жүйесінің редокс-потенциалының өзгерісін зерттеу.

МАЗМҰНЫ

АНЫҚТАМА

АНЫҚТАМА:

ҚЫСҚАРТЫЛҒАН БЕЛГІЛЕУЛЕР, СИМВОЛДАР, ӨЛШЕМ БІРЛІКТЕР МЕН ТЕРМИНДЕРДІҢ ТІЗІМІ

КІРІСПЕ

: 1

АНЫҚТАМА: ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ

5: 9

: 1. 1

АНЫҚТАМА: Көмірдің құрылысы мен құрамы

5: 9

: 1. 2

АНЫҚТАМА: Гумин қышқылдарының құрылысы мен құрамы

5: 13

: 1. 3

АНЫҚТАМА: Көмірден гумин қышқылдарын бөліп алу жағдайлары

5: 20

1. 4

1. 5

АНЫҚТАМА:

Гумин қышқылдарының физика-химиялық және катализдік

қасиеттері

Гумин қышқылдарының физика-химиялық және катализдік

: 2.

АНЫҚТАМА: ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ

5: 32

: 2. 1

АНЫҚТАМА: Бастапқы көмірдің физика-химиялық сипаттамаларын анықтау

5: 32

: 2. 2

АНЫҚТАМА: Тотығу-тотықсыздану жүйелерінің потенциалы

5: 34

: 2. 3

АНЫҚТАМА: Модельді жүйелердің тотығу-тотықсыздану потенциалын өлшеу әдістемесі

5: 35

: 3.

АНЫҚТАМА: ТӘЖІРИБЕ НӘТИЖЕЛЕРІ МЕН ОЛАРДЫ ТАЛҚЫЛАУ

5: 37

: 3. 1

АНЫҚТАМА: Қияқты кен орыны көмірінің физика-химиялық сипаттамалары

5: 37

: 3. 2

АНЫҚТАМА: Қияқты кен орыны көмірінен гумин қышқылдарын бөліп алудың қолайлы жағдайларын анықтау

5: 38

: 3. 3

АНЫҚТАМА: Қияқты кен орыны көмірінен бөлініп алынған гуминді қосылыстардың катализдік қасиеттерін Cu (II) - Cu (I) жүйесінде зерттеу

5: 44

: 3. 4

АНЫҚТАМА: Ой-Қарағай кен орыны көмірінен бөлініп алынған гуминді қосылыстардың катализдік қасиеттерін Cu (II) - Cu (I) жүйесінде зерттеу

5: 46

АНЫҚТАМА:

ҚОРЫТЫНДЫ

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

АНЫҚТАМА:

АНЫҚТАМА

Көмірлену немесе карбонизация процесі - шымтезек түзілу кезеңінен өткен органикалық заттардың температура, қысым, уақыт әсерінен физика-лық және химиялық өзгеру процесі.

Диагенез - шымтезектің органикалық бөлігінің көмірге айналуы.

Метагенез - қоңыр көмірдің тас көмір мен антрацитке айналуы.

Көмір - табиғаты алифатты қосылыстармен кезектесіп байланысқан ароматты кластерлерден тұратын ретсіз құрылымды үш өлшемді полимерлер.

Диспергирлеу әдісі - қатты отын түрлерінен гумин қышқылдарының шығымын арттыру әдістерінің бірі.

Қысым қолдану әдісі - көмiрлердiң органикалық массасының құрылымы мен қасиетiн өзгертуге бағытталған әдiстерiнiң бiрi.

Редокс-потенциал - ерітіндідегі заттың екі формалары аралығында тотығу-тотықсыздану реакциясының жүруі салдарынан пайда болатын потенциал.

Редокс жүйелер - заттың бір мезгілде тотыққын және тотықсызданған формалары бар ерітінділер

Гумин қышқылдары - алғашқы заттарға байланысты бiр-бiрiнен кейбiр айырмашылықтары бар, бiрақ жалпы құрылыстары бiрдей жоғары молекулалы, қара қоңыр түстi заттар.

Фульвоқышқылдар - суда еритін гумин қышқылы

Гематомелан қышқылдары - спирттерде еритін гумин қышқылы

Гумус қышқылдары - суда да, спирттерде де ерімейтін, бірақ сілтілерде

еритін гумин қышқылы

Электрофильдiк орын басу реакциялары - гумин қышқылдарының ароматты ядросы арқылы жүретiн реакциялар типi

Рекомбинация реакциялары - радикалдық орын басу және қозғалмалы бос радикалдармен әрекеттесу арқылы жүретiн реакциялар

ҚЫСҚАРТЫЛҒАН БЕЛГІЛЕУЛЕР, СИМВОЛДАР, ӨЛШЕМ БІРЛІКТЕР МЕН ТЕРМИНДЕРДІҢ ТІЗІМІ

Гум - гумин қышқылы құрылымының үзіндісі

СА - циклоалканды үзінділер

Х - функционалды топтар (-ОН, -СООН, -NH ₂ , -SH)

R - алкилді орынбасушылар (C ₁ -C _n )

M - көпіршелі топтар (-(CH ₂ ) _n -О-, -О-СН ₂ -, -NH-, -S-)

-О- оттек-метиленді тізбектер

ИСО - халықаралық стандарт

ДТН - натрий дитиониті Na ₂ S ₂ O ₄

ГМС - натрий гидроксиметан-сульфинаты НOCH ₂ SO ₂ Na

ДОТМ - тиомочевина диоксиді (NH ₂ ) ₂ CSO ₂

НФ, ДНФ - динатрий

ТЭА - триэтаноламин

ЭДТА - қышқылы

Э. қ. к. - электр қозғаушы күш

ФҚ - фульвоқышқылы

ГҚ - гумус қышқылдары

ЭПР - электронды парамагнитті резонанс

ББ Березовский бассейні

ИББ - Ирша-Бородинский бассейні

ХБ - Хандинский бассейні

ЩБ - Щеткинский бассейні

ГБ - Глинкинский бассейні

ХолБ - Хольбоджинский бассейні

ЛКМ - тәжірибелік диірмен-тербелткіш

АИ-2 - планетарлық типтегі ұнтақтағыш-активатор

УДА - ағынды типтегі универсалды дезинтегратор-активатор.

ИҚ - инфрақызыл

Редокс-потенциал - тотығу-тотықсыздану потенциалы

КІРІСПЕ

Зерттеу тақырыбының өзектілігі . Қазіргі кезеңдегі химия ғылымының маңызды бағыттарының бірі - табиғи органикалық қосылыстардан практи-калық тұрғыда құнды химиялық өнімдерді алудың өнеркәсіптік әдістерін жасау. Осы тұрғыда гуминді қосылыстардың алатын орыны ерекше. Бұл қосылыстарды алуда шикізат ретінде шымтезек, тотыққан тас және қоңыр көмірлер қолданылады. Гумин қышқылдары мен олардың тұздарының практикалық маңыздылығы физика-химиялық сипаттамаларымен түсіндіріледі. Бұл сипаттамаларға ионалмастырғыштық, сорбциялық және гидрофильді қасиеттері жатады. Гумин қышқылдарының сілтілік металдарының суда еритін тұздары гидрофобты және гидрофильді фрагменттері арқылы фазалар бөлінуінің әртүрлі беттерінде адсорбцияға қабілетті. Сондықтан гуминді қосылыстардың құрамы мен құрылысын, тотығу-тотықсыздану процестерінде катализдік қасиеттерін зерттеу маңызды мәселелердің бірі болып табылады.

Ғылыми жаңалығы. Дипломдық жұмыста Қияқты кен орыны көмірінен гумин қышқылдарын бөліп алудың қолайлы жағдайлары анықталды. Сu (II, I) модельді жүйесінде Қияқты және Ой-Қарағай кен орындары көмірлерінен бөлініп алынған гумин қышқылдарының катализдік қасиеттері зерттелді. Ой-Қарағай кен орыны көмірінен бөлініп алынған фульвоқышқылының Сu (II, I) модельді жүйесіндегі катализдік қасиеті жоғары болатындығы анықталды.

Практикалық маңызы. Жүргізілген ғылыми-зерттеу нәтижелерінде көмірден бөлініп алынған гумин қышқылдары тотығу-тотықсыздану процестерін катализдейтіндігі дәлелденді.

Дипломдық жұмыстың мақсатына Қияқты кен орыны көмірінен гумин қышқылдарын бөліп алудың қолайлы жағдайларын анықтау және гумин қышқылдарының катализдік қасиеттерін Сu (II, I) модельді жүйесінде зерттеу.

Осы мақсатқа жету үшін келесі міндеттер шешілді:

көмірден гумин қышқылдарын бөліп алудың қолайлы жағдайлары анықталды;
фульво- және гумус қышқылдарының катализдік қасиеттерін Сu (II, I) модельді жүйесінде зерттеу жүргізілді.

Дипломдық жұмыстың көлемі мен құрылымы. Жұмыс кіріспеден, дипломдық жұмыс тақырыбы бойынша әдебиеттерге шолудан, тәжірибе жүргізу әдістемелерінен, тәжірибелік бөлімнен, қорытындыдан және қолданылған әдебиеттер тізімінен құралады.

Кіріспеде жұмыстың міндеттері мен мақсаты айқындалып, тақырыптың өзектілігі көрсетіліп, зерттеу бағытын таңдау тұжырымдалған. Бірінші бөлімде көмірдің құрылысы мен құрамы, гумин қышқылдарының құрамы мен құрылысы, физика-химиялық және катализдік қасиеттері бойынша әдеби деректер жинастырылған. Екінші бөлімде зерттеу нысандарының сипаттамалары мен тәжірибені жүргізу әдістемелері келтірілген. Үшінші бөлімде зерттеу нәтижелері мен оларды талдау, ал қорытындыда жұмыстың негізгі нәтижелерін жинастыру мен сараптау келтірілген. Жұмыс 66 бетте жазылып, 12 кесте мен 14 суретті қамтиды.

Практикалық база. Зерттеу жұмыстары әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетінің жанындағы Жаңа химиялық технологиялар мен материалдар ғылыми зерттеу институты зертханасында, сондай-ақ катализ және мұнайхимия кафедрасында жүргізілді.

ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ

1. 1 КӨМІРДІҢ ҚҰРЫЛЫСЫ МЕН ҚҰРАМЫ

Табиғи жанғыш кендерге жер қойнауындағы жылу энергиясының көзі болып табылатын барлық органикалық заттар жатады. Агрегаттық күйіне қарай барлық отындар: қатты (шымтезек, қоңыр және тас көмірлер, сланец, антрацит, кокс, жартылай кокс), сұйық (мұнай, мұнай өнімдері, көмір, сланец өндірісінің өнімдері) және газ тәріздес (табиғи газдар, қатты отындар мен мұнайды өнер-кәсіптік өңдеуден түзілетін газдар) болып бөлінеді. Барлық жанғыш кендер тірі организмдердің, әсіресе, ағаш және өсімдік қалдықтарының ыдырауы нәтижесінде пайда болады [1] .

Көмірдің түзілуі - биохимиялық және геологиялық процесс. Жер қырты-сында көмірдің түзілу аумағына климаттық және геоморфологиялық жағдайлар әсерін тигізеді. Өсімдік қалдықтарының көмірге айналу сатысы екі кезеңнен құралады: шымтезек және көмір түзілу сатылары. Көмірдің түзілу кезеңі өз кезегінде қоңыр көмірдің, тас көмірдің, антрациттің түзілу сатыларына жіктеледі [2] .

Көмірлену немесе карбонизация процесі - шымтезек түзілу кезеңінен өткен органикалық заттардың температура, қысым, уақыт әсерінен физикалық және химиялық өзгеру процесі. Шымтезек қабатынан жаңа түзілген минералдық қабат өсімдіктердің қалдықтарымен жабылып, оның қабаттарының біршама тереңдеуінен кейін, екінші кезең, шымтезектің көмірге айналу сатысы басталады. Көмірлену сатысына қарай көмірлердің элементтік құрамы біршама ерекшеленеді [3] .

1-кесте

Көмірлердің құрамы

Көмір түрі

Көмірдің органикалық массасы, масс. %

Күкірт,

масс. %

Ылғал,

масс. %

Күл,

масс. %

Ұшқыш заттар шығымы,

масс. %

Жоғары жану жылуы,

кДж/кг

О+N

Көмір түрі: Қоңыр

Көмірдің органикалық массасы, масс. %: 70. 0

Күкірт,масс. %: 5. 5

Ылғал,масс. %: 24. 5

Күл,масс. %: 2-3

Ұшқыш заттар шығымы,масс. %: 2-3

Жоғары жану жылуы,кДж/кг: 4, 0

45-55

25 550

Көмір түрі: Тас

Көмірдің органикалық массасы, масс. %: 82. 0

Күкірт,масс. %: 5. 0

Ылғал,масс. %: 13. 0

Күл,масс. %: 2-6

Ұшқыш заттар шығымы,масс. %: 2-6

Жоғары жану жылуы,кДж/кг: 6, 0

8-50

33 920

Көмір түрі: Антрацит

Көмірдің органикалық массасы, масс. %: 95. 0

Күкірт,масс. %: 2. 0

Ылғал,масс. %: 3. 0

Күл,масс. %: 1-2

Ұшқыш заттар шығымы,масс. %: 1-3

Жоғары жану жылуы,кДж/кг: 6, 0

8, 0

33 500

1-кестеде көрсетілгендей, қоңыр көмірден антрацитке дейін көмірлену сатысында көміртектің массалық үлесі 70-тен 95 масс. %-ға дейін өседі, ал сутектің, оттек пен азоттың мөлшерлері 5, 5-тен 2, 0 масс. %-ға дейін кемиді [4] .

Көмірдің химиялық құрылымын зерттеу Стадников, Фишер, Шредер, Ван Кревлен, Букетов және тағы басқалар ғалымдардың есімімен байланысты. Көмірдің химиялық құрылымы ароматты емес байланыстармен жалғанған поликонденсирленген ароматты сақиналардан тұратыны белгілі. Көмірлердің карбонизациялану процесінде ароматты емес құрылымдардың мөлшері кемиді [5] .

Геологиялық терминология бойынша шымтезектің органикалық бөлігінің көмірге айналуы - диагенез, ал қоңыр көмірдің тас көмір мен антрацитке айналуы - метагенез деп аталады. Геологтардың анықтамасы бойынша көмір дегеніміз - өсімдік текті тау жыныстарының шөгіндісі. Шымтезек түзілу сатысында өсімдік қалдықтарының өзгеруі, көбінесе, биогенді сипатта болып, гумин қышқылдарының түзілуімен аяқталады. Диагенез сатысында биохимия-лық өзгерістер баяулап, шымтезектің көмірге айналуы температура мен қысымның жоғарлауынан жүзеге асырылады. Осы факторлардан барып ылғалдылықтың өзгеруі, тығыздықтың артуы, кеуектіктің азаюы болады да, өсімдік қалдықтарының нығыздалуы жүреді. Аталған процестердің нәтиже-сінде түзілген қоңыр көмірлердің құрамында біршама мөлшерде гумин және карбон қышқылдары болады. Бұл қышқылдар көмірге қышқылдық және сілтілердің әлсіз ерітінділерінде толық немесе жартылай ерігіштік қасиет береді.

Барлық көмірлер үш бөліктен: органикалық, минералдық және ылғалдан тұрады. Көмірдің органикалық массасының элементтік құрамына көміртегі, сутегі, азот, оттегі, күкірт кіреді. Көмірдің минералдық бөлігін карбонаттар, силикаттар, фосфаттар, сульфаттар, сульфидтер құрайды.

Қазіргі кезеңдегі көзқарас бойынша көмір - табиғаты алифатты қосылыс-

тармен кезектесіп байланысқан ароматты кластерлерден тұратын ретсіз құрылымды үш өлшемді полимерлер. Полимердің негізгі қаңқасының қаттылығы ішкі донорлы-акцепторлы байланыстармен нығая түседі [6] .

Көмірдің органикалық массасының орташа статистикалық құрылымдық бірлігі, оның физика-химиялық қасиеттері мен құрылысының өзара байланысын айқындауда қолданылады. Модель бес құрылымдық үзінділерді құрайды: Ar - ароматты конденсирленген сақиналар (сақиналардың саны орта есеппен 1-5 аралығында болады) ; СА - циклоалканды үзінділер; Х - функционалды топтар (-ОН, -СООН, -NH ₂ , -SH) ; R - алкилді орынбасушылар (C ₁ -C _n ) ; M - көпіршелі топтар (-(CH ₂ ) _n -О-, -О-СН ₂ -, -NH-, -S) . Метаморфизм қатарында құрылымдық үзінділердің арақатынасы өзгереді. Мысалы, Ar конденсирленген сақиналар артып, М, R, X, CA мөлшерлері кемиді [7] .

Көмірдің органикалық массасының құрылысына валентті емес байланыстардың әсері жайында [8] -жұмыста баяндалған. Бұл жағдайда көмір макромолекуласының полимерлі жүйелері бір-бірімен «көпіршелер» түріндегі тұрақсыз химиялық байланыстармен байланысқан. Көмірдің органикалық қосылыстарының сақиналы үзінділерінің арасындағы көпіршелі байланыстар ретінде эфирлі -О- немесе оттек-метиленді тізбектер қарастырылған.

Көмірдің минералды бөлігі (күл) ішкі және сыртқы болып жіктеледі. Ішкі бөлігі көмірдің органикалық бөлігімен гуминді қышқылдармен (қоңыр көмірлерде) немесе жоғары молекулалы қосылыстар - қанықпаған қышқылдардың полимерлерімен (тас көмірлерде) байланысқан. Сыртқы минералды бөлігі көмірдің түзілу процесінде желмен, су ағынымен, сырттан енетін механикалық қоспалармен байланысты [9] .

1-сурет. Көмірдің органикалық массасының жалпылама моделі

Табиғаттағы қоңыр көмірлерді екі түрге бөліп қарастыруға болады: топырақ тәріздес және қатты қоңыр көмірлер. Бұлардың аралығында көмірлену сатылары әртүрлі аралық көмірлер болады. Топырақ тәріздес көмірлер жаңа қазылған топыраққа ұқсайды. Мұндай көмірлер қоңыр түсті, ылғалдылығы жоғары, құрылымы жоқ ұнтақ зат. Қатты қоңыр көмірлер қара түсті болады, тек ұнтақтаған кезде ғана қоңыр түске айналады. Көмірлену сатысында қоңыр көмірлердің СООН-топтары 8-9 %-дан 0, 6-1, 5 %-ға, ОН-топтары 7, 2-10, 2 %-дан 7, 5-8, 1 %-ға, ОСН ₃ -топтары 0, 4-1, 1 %-дан нөлге дейін төмендейді. Көмірлердің құрамындағы азот мөлшері бастапқы өсімдіктердің құрамындағы белоктар мен нуклеин қышқылдарынан түзіледі. Қоңыр көмірде азоттың мөлшері 0, 36-0, 51 %-дан 1, 5-1, 9 %-ға дейін кездеседі. Бастапқы органикалық заттың құрамындағы барлық қосылыстар қоңыр көмірдің құрамындағы гумин қышқылдарының түзілуіне қатысады [10] .

Ылғалдың жалпы мөлшері бойынша қоңыр көмірлердің класс нөмірі, ал көмірдің органикалық массасына шаққандағы алғашқы смола шығымы бойынша топ нөмірі анықталады. Қоңыр көмірлерге жану жылуы көмірдің күлсіз массасына есептегендегі 24000 кДж/кг аз көмірлер жатады. Төменде қоңыр көмірлердің ИСО 2950-74 стандартына сай халықаралық клас-сификациясы келтірілген.

2-кестедегі мәндерге сәйкес, мысалы, егер көмірдегі ылғалдың мөлшері ≤ 20 % болса, онда көмір Б1, ал егер ылғалдың мөлшері 20-30 % шамасында болса, онда Б2 болып белгіленеді.

Аминоқышқылдардан басқа, гумин қышқылдарының құрамына аздаған мөлшерде көмірсулар: фруктоза, сахароза, глюкоза, галактоза, арабиноза, ксилоза кіреді. Сонымен қоңыр көмірлердегі гумин қышылдары тек қана өсімдіктердің қалдықтарынан емес, сонымен бірге метаболизм өнімдерінен де түзіледі.

2-кесте

Қоңыр көмірлердің халықаралық классификациясы

Органикалық массаға шаққан-

дағы шайырлы

заттар шығымы

(%) - топтың

параметрі

Топ нө-мірі

Код бойынша нөмірі

Органикалық массаға шаққан-дағы шайырлызаттар шығымы(%) - топтыңпараметрі: >25

Топ нө-мірі: 4

Код бойынша нөмірі: 14

Органикалық массаға шаққан-дағы шайырлызаттар шығымы(%) - топтыңпараметрі: 20-25

Топ нө-мірі: 3

Код бойынша нөмірі: 13

Органикалық массаға шаққан-дағы шайырлызаттар шығымы(%) - топтыңпараметрі: 15-20

Топ нө-мірі: 2

Код бойынша нөмірі: 12

Органикалық массаға шаққан-дағы шайырлызаттар шығымы(%) - топтыңпараметрі: 10-15

Топ нө-мірі: 1

Код бойынша нөмірі: 11

Органикалық массаға шаққан-дағы шайырлызаттар шығымы(%) - топтыңпараметрі: ≤ 10

Топ нө-мірі: 0

Код бойынша нөмірі: 10

Органикалық массаға шаққан-дағы шайырлызаттар шығымы(%) - топтыңпараметрі: Класс нөмірі

Топ нө-мірі: 1

Код бойынша нөмірі: 2

Органикалық массаға шаққан-дағы шайырлызаттар шығымы(%) - топтыңпараметрі:

Күлсіз массаға

шаққандағы ылғалдың жалпы мөлшері (%) - класс параметрі

Топ нө-мірі: ≤ 20

Код бойынша нөмірі: 20-30

30-40

40-50

50-60

60-70

Қоңыр көмірлердің құрамын зерттеуді оңайлату үшін алдымен оларды құрам бөліктеріне бөліп қарастырады. Ол үшін көмірді этанол, бензол (1:1) қоспасымен өңдеп битумоидтерді, одан кейін сілті ертінділерімен гумин қышқылдарын бөледі. Бұдан қалған қалдықты қалдық көмір деп атайды. Қалдық көмірдің құрамында көмірдің минералдық бөлігімен берік байланысқан гумин қышқылдары болады. Сілті ерітінділерінен гумин қышқылдарын бөліп алу үшін ерітіндіге қышқылмен әсер етеді. Нәтижесінде гематомелан және гумус қышқылдары тұнбаға түсіп, фульвоқышқылдар ерітіндіде қалады. Түзілген тұнбаға этанолмен әсер етіп, гематомелан қышқылын гумус қышқылынан бөліп алады. Битумдермен салыстырғанда, негізінен гумин қышқылдары қоңыр көмірлердің, әсіресе топырақ тектес көмірлердің органикалық массасының негізгі бөлігін құрайды.

Шымтезек пен қоңыр көмірлердің құрамындағы гумин қышқылдары құрамы, құрылысы бойынша бір-біріне ұқсас келеді. Қоңыр көмірлердің қасиеттері олардың құрамындағы гумин қышқылдарының сандық мөлшерлері мен сапалық құрамына байланысты өзгеріп отырады. Бұл өзгерістерді гумин қышқылдарының құрамындағы функционалды топтардың мөлшерінің көмірлену сатысында өзгеруінен байқауға болады. 3-кестеде көмірлену дәрежесі әртүрлі қоңыр көмірлерден тотыққан тас көмірлерге дейін функционалды топтардың мөлшерлерінің өзгерісі келтірілген. Тас көмірлер ауадағы оттегімен автототығып, олардың құрамында қоңыр көмірлердегі сияқты құрамы ұқсас гумин қышқылдары түзіледі [11] .

3-кесте

Көмірлену дәрежесі әртүрлі көмірлердегі гумин қышқылдарының құрамындағы функционалды топтардың мөлшері

Функционалды топтардың

көмірдегі мөлшері, % (масс. )

Функционалды топтардың гумин

қышқылдарындағы мөлшері, % (масс. )

Функционалды топтардыңкөмірдегі мөлшері, % (масс. ): С

Функционалды топтардың гуминқышқылдарындағы мөлшері, % (масс. ): О _жалпы

СООН

ОН _фен.

СО

ОСН ₃

О _{активсіз}

Функционалды топтардыңкөмірдегі мөлшері, % (масс. ): 65, 2

Функционалды топтардың гуминқышқылдарындағы мөлшері, % (масс. ): 28, 7

30, 4

35, 6

16, 3

1, 4

16, 3

Функционалды топтардыңкөмірдегі мөлшері, % (масс. ): 74, 6

Функционалды топтардың гуминқышқылдарындағы мөлшері, % (масс. ): 16, 8

8, 9

48, 2

16, 1

0, 0

26, 8

Функционалды топтардыңкөмірдегі мөлшері, % (масс. ): 80, 0

Функционалды топтардың гуминқышқылдарындағы мөлшері, % (масс. ): 13, 4

3, 7

52, 2

9, 7

0, 0

34, 4

Функционалды топтардыңкөмірдегі мөлшері, % (масс. ): 85, 0

Функционалды топтардың гуминқышқылдарындағы мөлшері, % (масс. ): 8, 2

0, 0

4, 9

0, 0

90, 2

Функционалды топтардыңкөмірдегі мөлшері, % (масс. ): 90, 3

Функционалды топтардың гуминқышқылдарындағы мөлшері, % (масс. ): 3, 4

0, 0

14, 7

0, 0

85, 3

Функционалды топтардыңкөмірдегі мөлшері, % (масс. ): 92, 8

Функционалды топтардың гуминқышқылдарындағы мөлшері, % (масс. ): 2, 5

0, 0

16, 0

0, 0

84, 0

Кестеден көрініп тұрғандай қоңыр көмірлердің түзілу сатысында (көміртегі мөлшері 65-80 %) көмір құрамындағы оттегінің 80 %-дан астамы функционалдық топтардың үлесінде болады.

Функционалды топтардың ішінде метоксильді топтардың шамасы өте аз, бұл топтар көміртегінің мөлшері 75 %-дан жоғары көмірлерде мүлдем кездеспейді. Активті оттегінің негізгі түрлері карбонильді және фенолды гидроксотоп құрамында көбірек болып, көмірлену дәрежесі өскен сайын күрт өзгереді. Фенолды гидроксотоп мөлшері 35, 6-дан 52, 2 %-ға дейін артып, карбоксильді топтардың үлесі 30, 4-дан 3, 7 %-ға дейін кемиді.

Тас көмірлердің түзілу сатысында (көміртегі мөлшері 80 %-дан артық) активті оттегінің негізгі үлесі карбонильді және фенолды топтардың құрамында болады. Карбонильды топтардың үлесі көміртегінің мөлшері 90 %-дан жоғары көмірлерде басым келеді. Көмірдегі оттегінің ең аз мөлшерінде (2, 5 %) тек қана карбонильді топ (16 %) кездесіп, оттегінің қалған бөлігі (84 %) активсіз түрде болады. Сонымен көмірлену процесі барысында функционалды топтардың сандық құрамымен қоса (көмірдегі оттегінің азаюы), сапалық құрамы да өзгереді [12] .

1. 2 ГУМИН ҚЫШҚЫЛДАРЫНЫҢ ҚҰРЫЛЫСЫ МЕН ҚҰРАМЫ

Ауылшаруашылық өндірісінің қарқынды дамуы үшін, өсімдіктердің өсіп-өнуіне қажетті, зат айналу процестерін тездететін биологиялық активті заттардың маңызы өте зор. Мұндай заттарға қоңыр көмірлердің органикалық массасының біршама бөлігін құрайтын гумин қышқылдары мен олардың тұздары жатады. Табиғатта гумин қышқылдары өсімдік қалдықтарынан немесе қазба көмірдің органикалық өнімдерінің тотығуы нәтижесінде синтезделеді. Бұл процесс атмосферадағы немесе суда еріген оттегінің көмірге немесе басқа да органикалық заттарға әсер етуі арқылы жүреді [13] .

Гумин қышқылдарының құрылысы мен құрамы көмір кен орындарына, көмірден бөліп алу технологияларына байланысты әртүрлі болады. Гумин қышқылдары құрылымдары ұқсас, молекулалық салмақтары бойынша ерекшеленетін органикалық қосылыстардың жиынтығы [14-20] . Ерігіштік қасиеттеріне қарай оларды үш түрге бөлуге болады: суда еритіні - фульво-қышқылдар, спирттерде еритіні - гематомелан қышқылдары және суда да спирттерде де ерімейтін, бірақ сілтілерде еритін түрі - гумус қышқылдары. Гумин қышқылдарының негізгі бөлігін осы гумус қышқылдары құрайды. Гумин қышқылдарының құрамына гематомелан, гумус, фульвоқышқылдармен қоса аминоқышқылдар, пептидтер, полисахаридтер және көптеген микроэлементтер кіреді.

Гумин қышқылдары - құрамы, қасиеті және құрылысы әртүрлі қосылыстар-дың күрделі қоспасы. Гуминді заттардың құрылымы жөніндегі сұрақтар белоктар мен нуклеин қышқылдарының құрылымы жөніндегі сұрақтардан әлдеқайда күрделі. Себебі гуминификация процесінің биосинтезден айырма-шылығы генетикалық емес, статикалық жолмен жүруінде және оған мөлшері мен құрамы жағынан әртүрлі заттар қатысады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.