Калий және фосфордың пайда болуы

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 13 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

ҚАЗАҚ МЕМЛЕКЕТТІК ҚЫЗДАР ПЕДАГОГИКА ИНСТИТУТЫ

Жаратылыстану-география факультеті

Биология кафедрасы

КУРСТЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: Калий және фосфордың пайда болуы

Орындаған: Усейнова Б. М.

Тексерген: Байбекова Т.

Алматы 2008

Жоспары:

Кіріспе

Негізгі бөлім

1. Фосфордың пайда болуы

а) Топырақтағы фосфор қосылыстарының формалары

б) Фосфордың микробиологиялық құрылымы

2. Калийдің пайда болуы

а) Калий және калий тыңайтқыштары

б) Бірінші және екінші минералды тектерден қыналар мен микроорганизмдердің калийді ыдыратуы

Қорытынды

Кіріспе

Топырақ ішіндегі күрделі де үлкен өмір болмаса, топырақ та болмаған еді. Ал топырақсыз жердің биосферасы тұтас планетааралық қабат ретінде дамымаған болар еді.

Біздің ғаламшарымыздағы топырақ өсімдіктердің өмірін қамтамасыз ете отырып, олардың өлі қалдықтарын үлкен фабрика тәрізді қайта өңдеп отырады. В. И. Вернадскийдің сөзімен айтқанда, «тірі заттар» - өздері топырақ жасайды. Осы тірі заттардың құрамын, оның бөлінбейтін бөлігі - организмдерді, олардың жұмысын зерттейтін ғылымды - топырақ биологиясы дейді.

Топырақ биологиясы - күрделі ғылым, ол биология және топырақтану ғылымының әртүрлі саласынан пайда болған. Оған топырақтың зоологиясы, протитология, алкология, микология, микробиология және биохимия кіреді.

Топырақ нені зерттейді:

1. Генетикалық топырақтануды (топырақтың пайда болуы және дамуы, гумустың түзілуі, топырақ қабатының құрылуы, топырақтың физикасы мен химиясы) ;

2. Топырақтың структурасы (құрылысы), оның бұзылуы;

3. Топырақ географиясы (биологиялық диогностика, топырақты классификациялау әдістерімен принциптері) ;

4. Топырақ агрохимиясы мен ауылшаруашылығындағы маңызы (топырақтың құнарлылығы, өсімдіктердің қоректенуі, т. б. ) .

Негізгі бөлім

1. Фосфордың пайда болуы

Фосфор (Phosphorus), Р - элементтердің периодтық жүйесінің V тобындағы химиялық элемент. Табиғатта бір тұрақты изотопты ³¹ Р бар. жасанды жолмен алынған 6 радиоактивті изотопының ішіндегі маңыздысы ғылыми-зерттеу жұмыстарында таңбаланған атом ретінде қолданылатын ³² Р изотопы. Фосфорды алғаш 1669 жылы неміс алхимигі Х. Бранд ашқан. Оның 190-ға жуық минералдарының ішіндегі негізгісі фосфорит пен аппатит. Фосфордың 3 аллотропты түр өзгерісі бар: ақ, қызыл және қара фосфор.

Ақ фосфор - өзіне тән иісі бар, улы, ауада (40 ⁰ С-та) өздігінен тұтанатын мөлдір зат. Ақ фосфор фосфор буының конденсациялануы кезінде түзіліп, су астында сақталады. Ақ фосфорды 250-300 ⁰ С температурада жабық ыдыста қыздырғанда қызыл фосфорға айналады.

Қызыл фосфор - улы емес, өздігінен оталмайды, үйкегенде немесе қатты соққанда оталады. Суды, бензолда, күкіртті көміртекте, т. б. ерімейді, тек үш бромидте ериді. Ақ фосфорды 200-220 ⁰ С температураға дейін қыздырғанда қара фосфор түзіледі. Қара фосфор графитке ұқсас, жартылай өткізгіш, активтілігі төмен, тұрақты.

Ақ фосфор жанғанда түтін қабатын түзетіндіктен, оны снаряд, бомба жасауда, ал қызыл фосфорды шырпы өндірісінде пайдаланады.

Фосфор түсті металдар қорытпаларын, хлоридтер, сульфидтер, т. б. алуда қолданылады. Фосфор - барлық тірі организмдер белокторының құрамында болатын биогендік элемент.

Фосфор белоктардық құрамына кіреді. Бірақ фосфор табиғатта көбінесе тау жыныстарының құрамында болады. Фосфор қосылыстарының айналымы аса күрделі емес. Ол негізінен екі процестен тұрады: бірінші - органикалық фосфордың минералдық қосылысқа айналуы, екінші - фосфор қышқыл тұздарының ерімейтін күйден ерігіш күйге көшуі. Органикалық фосфордың минералдануы түрлі микроорганизмдер көмегімен жүреді. Мұнда фосфор қышқылы өзі байланысқан органикалық қосылыстан ажырайды. Бұған мына сызба-нұсқа мысал бола алады:

Нуклеопротеид → нуклеин → нуклеин қышқылы → нуклеопротеидтер H ₃ PO ₄ .

Пайда болған фосфор қышқылы топырақтағы басқа элементтермен (темір, магний, кальций) қосылып өсімдіктерге сіңімсіз, ерімейтін фосфор қосылыстарына, яғни тұздарына айналады. Фосфор қышқылының тұздарын сіңімді күйге айналдыруға, яғни ерігіш күйге айналдыруға бағытталған шаралардың қайсысы болса да топырақ құнарлылығын, сонымен қатар дақылдар өнімділігін артыруға көмектеседі.

Фосфор қышқылы тұздарының - фосфоаттардың өсімдіктерге сіңімді күйге айналуында әсіресе микроорганизмдер ерекше роль атқарады. Тіршілік барысында қышқыл өнімдер түзетін нитрлендіруші және күкірт бактериялары бұл процеске тікелей қатыспағанымен, жанама жолмен болса да көмектеседі.

Сонымен қатар топырақта фосфордың қиын еритін тұздарын және органикалық фосфорды өсімдіктерге сіңімді күйге айналдыратын ерекше фосфор бактериялар бар.

Топырақтағы фосфордың шыққан тегі топырақ пайда болатын жыныстарының ыдырауынан пайда болған өнімдер. Онда негізінен апатиттер күйінде Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ *CaF ₂ болады. Үш негізді кальций мен магнийдің фосфорлы тұздары, сонымен бірге темір мен алюминийдің фосфорлы тұздары нашар еритіндіктен өсімдіктерге сіңіп жарытпайды. Екі негізіді, әсіресе бір негізді кальций және магний тұздары, одан басқа кері валентті катиондар тұздары және бос ортофосфор қышқылы суда жақсы ериді де, олардағы фосфорды өсімдіктерді оңай сіңіре алады. өсімдіктер фосфордың кейбір органикалық қосындыларын да /қантфосфаттарды, фитин/ игере алады. Топырақ ерітіндісіндегі фосфор концентрациясы өте төмен (0, 1-1 мг/л) .

Органикалық қалдықтарда және қарашіріктегі фосфор микроорганизмдердің тіршілік әрекеттерінен минералданып, көпшілігі нашар еритін тұздарға айналады. өсімдік оларды тамырынан бөлінетін органикалық қышқылдардың әсерімен екі валентті катиондарды хелаттап, ризосфераны қышқылдату арқылы жылжымалы күйге ауыстырып өзіне HPO ₄ ^3- →HPO ₀ ^2- →HPO ₄ ⁺ түрінде сіңіреді. Кейбір ауылшаруашылық дақылдары /бөрі бұршақ, қарақұмық, асбұршақ/ нашар еритін фосфаттарды да жақсы игере алады. Жоғарыда айтылғандай аэробтық тыныс алу мен фотосинтез процестерінде фосфор қышқылы негізгі реакциялардың барлығына қатысады.

Клеткадағы энергия алмасу процестері негізінен фосфорға байланысты АТФ энергиясы организмдердегі алуан түрлі процестерге пайдаланылады. Одан босаған органикалық фосфор қайтадан энергиялық қорға айналу процестеріне қатысады.

Фосфор - ауыл шаруашылық өсімдіктеріне қажетті қоректік заттардың бірі. Топырақта фосфорлы қоректік зат тапшы болса, өсімдіктердің өнімі шұғыл төмендейді. Фосформен қамтамасыз етілген өсімдіктердің тамыр жүйесі біршама жақсы жетіліп, біркелкі өсетін болады.

Жалпы топырақтың кейбір түрінде кездесетін фосфор қорының 28-85%-ке жуығы органикалық қосылыстар. әсіресе солтүстіктің шымтезекті топырағы мен бірқатар қара топырақты аймақтардағы топырақтар органикалық қосылыстарға бай келеді. Фосфордың осындай қоысылыстарын топырақта тіршілік ететін микроорганизмдердің ерекше бір тобы ыдыратып, сіңімді күйге айналдырады.

Органикалық заттардың жинақталуы тоқтағаннан кейін, өсімдіктердің қоректік заттарды пайдалануы күрт төмендейді. Кейде керісінше олардың біразы топыраққа бөлініп шығады. өсімдіктер тіршілігі үшін қажетті фосфордың топырақтағы қоры онша көп емес. Р ₂ О ₅ -пен есептегенде бір гектарға 2-4 тонна аралығында. Оның 2/3-сі ортофосфор қышқылының (Н ₃ РО ₄ ) тұздары, ал қалған бөлігі фосфорлы органикалық қосындылардың үлесіне тиеді. Топырақтағы фосфорлы қосындылардың көпшілігі суда нашар ериді. Бұл бір жағынан фосфордың босқа ысырап болуын азайтып, екіншіден өсімдіктің пайдалану мүмкіндігін де кемітеді.

Өсімдіктер қорегіне қажетті фосформен қамтамасыз ету үшін қолданылатын минералды және органикалық заттарды - фосфорлы тыңайтқыштар деп атайды.

Фосфор тыңайтқыштары тамыры нашар дамыған жас өсімдіктерге аса қажет, ол жетіспеген жағдайда өсімдіктердің дамуы мен өніміне үлкен әсер етеді. Фосфор өсімдіктің дәнінде, жемісінде және тұқымында жиналады.

2. Калийдің пайда болуы

Калий (Kalium), К - элементтердің периодтық жүйесінің І тобындағы химиялық элемент. Калийді 1807 жылы ағылшын химигі - Г. Деви ашқан. Түсі күмістей, жеңіл, жұмсақ, оңай балқитын металл. Негізгі минералдары - сильвин, карналлит, кайнит. Табиғатта тұрақты изотопы ³⁹ К, ⁴¹ К және бір радиактивті изотопы ⁴⁰ К бар. таза калийді оның балқыған қосылыстарын (KOH, KCl) электролиздеп не осы балқымаға Na қосып, KOH(KCl) +Na=NaOH(NaCl) +K реакциясы бойынша өндіреді. Калий ауадағы оттекпен жақсы әрекеттесіп, К ₂ О - оксид, К ₂ О ₂ - пероксид, КО ₂ - асқын пероксид түзеді. Барлық металлоидпен, сумен, спирттермен жақсы әрекеттеседі, суда жанады. Таза калий зертханада, синтетикалық каучук алуда, катализатор ретінде, су асты мен ғарышта асқан пероксидтен оттек алу үшін қолданылады. Калий қосылыстары тыңайтқыш ретінде, сіріңке, оқ-дәрі, ем-дәрі жасау, сабын өндіру, т. б. үшін пайдаланылады.

Өсімдіктердің бірқалыпты өніп-өсуіне ең қажетті элементтердің бірі болып табылады. Оның өсімдік ұлпаларындағы мөлшері құрғақ затына есептегенде 0, 5-1% шамасында болады. Өсімдіктердің жас, өсіп тұрған бөліктерінде көбірек кездеседі, ол өте жылжымалы.

Калийдің топырақтағы қоры фосфорға қарағанда 8-40 есе, азоттан 5-50 есе артық. Топырақта калий минералдың кристалды торларында, алмасатын және алмаспайтын күйде, жылжымалы қалдықтар құрамында, микроорганизмдерде, топырақ ерітіндісінде минералдық тұздар күйінде кездеседі.

Соның ішінде өсімдік үшін ең қолайлысы калийдің ерігіш тұздары болып есептеледі. Бұлар өсімдік тамырларына оңай сіңіп азайған кезде алмасатын, одан соң алмаспайтын калийдің есесінен орыны толығады.

Калий сульфатын ауылшаруашылық дақылдары (әсіресе, картоп, темекі, зығыр, жүзім, т. б. хлорға сезімтал өсімдіктер) егілетін топырақтың барлық түріне, егіс алдында, егіс кезінде негізгі тыңайтқыш ретінде қолданылады және үстеп қоректендіреді.

Өсімдік қорегі ретінде қолданылатын құрамында калийі бар минералды заттар - калий тыңайтқыштары деп аталады. Бұл табиғатты калий тұздарынан алынады. Алғашқы калий тұздарының ірі кен орны ХІХ ғасырдың 40-жылдары Штасфуртта (Германия) табылған. Кеінірек Франция, Канада, АҚШ-та калий тұздары ашылды. Хлорлы калий, калий селитрасы, калий сульфаты, т. б. өндіріле бастады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.