1
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 3
Литературный обзор
Глава 1. Молекулярное строение и конформация гуминовых кислот 6
Глава 2. Особенности взаимодействий ГК с ионами металлов и глинистыми минералами
2.1. Природа связей и взаимодействие ГК с ионами металлов 12
2.2. Взаимодействие гуминовых кислот с почвенными минералами 19
2.2.1. Строение глинистых минералов 19
2.2.2. Природа взаимодействий глинистых минералов с ГК 22
Экспериментальная часть
Глава 3. Характеристика препаратов гу миновых кислот
3.1. Объекты и методы 34
3.2. Фракционирование гуминовых кислот 35
3.3. Содержание золы и гигроскопической влага в препаратах 37
3.4. Элементный состав гуминовых кислот 39
3.5. Спектры в ультрафиолетовой и видимой области 41
3.6. Инфракрасные спекгры 45
3.7. Мол екулярно-масовые распределения 49
3.8. Гидрофобно-гидрофильные свойства гуминовых кислот 51
3.9. Функциональные группы гуминовых кислот 54
Глава 4. Потенциометрическое титрование гуминовых кислот
4.1. Факторы, влияющие на реакции протонирования ГК 55
4.2. Модели описания равновесий дисоциации ГК 56
4.3. Кислотно-основные свойства препаратов гуминовых кислот 62
2
Глава 5. Взаимодействие ГК с ионами металлов
5.1. Взаимодействие ионов металлов с суспензиями ГК 73
5.1 Л. Условия эксперимента 78
5.1.2. Ионообменная хроматография равновесных
растворов ГК 79
5.1.3. Изотермы поглощения ионов мталлов
гуминовыми кислотами 80
5.2. Взаимодействие цинка и кадмия с низкомолекулярными фракциями ГК 89
5.2.1. Определение констант устойчивости комплексов
ГК с кадмием и цинком 92
Глава 6. Поглощение гуминовых кислот глинистыми минералами
6.1. Подготовка минералов к исследованиям и их характеристика 101
6.2. Изотермы поглощения ГК глинистыми минералами 105
Заключение
Выводы
Литература
114
115 118
11
стабилизирующих “сжатую” конформацию ГК. По Ghosh и Schnitzer (1980) при высокой концентрации ГК (>3,5-5,0 г-л'1), низком pH (<3,5) и высокой концентрации электролита (>0,05 М) ГК ведут себя как жесткие незаряженные “сфероколлоиды”. При низких концентрациях (<3,5 г-л*1), рН>3,5 и ионной силе <0,05 (условиях, близких к таковым природных вод и почвенных растворов) гуминовые кислоты являются гибкими линейными полиэлектролитами.
12
Глава 2. Особенности взаимодействий ГК с ионами металлов и глинистыми минералами
2.1. Природа связей и взаимодействие ГК с ионами металлов
Образование соединений ионов металлов с ГК происходит с участием различных по энергии связей: ионных (энергия 20-30 ккал/моль, радиус действия 2-3 А); ковалентных (50-200 ккал/моль, 1-2 А); координационных; водородных (5-8 ккал/моль, 2,4-3,1 А); электростатических; сил Ван-дер-Ваальса (5 ккал/моль, 2-3 А) и гидрофобных взаимодействий. В образовании соединений гуминовых кислот с ионами металлов или почвенными минералами могут участвовать все указанные типы связей.
Основными в отношении формирования металл-органических соединений можно считать ионную и координационную связи. Ионная связь возникает преимущественно между функциональными группами ГК и катионами щелочных и щелочноземельных металлов. Координационная (донорно-акцепторная) связь играет важную роль при связывании гуминовыми кислотами двух- и трехвалентных катионов, в частности, тяжелых металлов. Донорами неподеленных пар электронов в ГК могут служить кислород-, азот- и серусодержащие функциональные группы. Вследствие большого набора донорных групп, гумииовые кислоты рассматривают как моно-, би- или полидентатные лиганды.
Ионная или донорно-акцепторная связь играет большую роль при образовании внутрисферпых комплексов. В этом случае гидратная оболочка иона металла частично или полностью разрушается, и функциональные группы лиганда (ГК) входят в координационные позиции металла, замещая молекулы воды. Реакция протекает по типу лигандного обмена. Такие комплексы могут образовывать Fe(III), Cr(III), А1, а также медь и другие тяжелые металлы (Bloom and McBride, 1978; Schnitzer, 1982; Logan et al, 1997).
Существенная роль в образовании металл-органических комплексов может принадлежать также электростатическим, водородным связям или
- Київ+380960830922