Kādos orgānos notiek organisko vielu veidošanās. Organisko vielu veidošanās. Iekārtas, reaģenti, materiāli

Viens no galvenajiem heterotrofiskās hipotēzes pieņēmumiem ir tāds, ka pirms dzīvības rašanās notika organisko molekulu uzkrāšanās. Mūsdienās par organiskajām molekulām mēs saucam visas tās molekulas, kas satur oglekli un ūdeņradi. Molekulas saucam par organiskām arī tāpēc, ka sākotnēji tika uzskatīts, ka šāda veida savienojumus var sintezēt tikai dzīvi organismi.

Tomēr tālajā 1828. g. ķīmiķi ir iemācījušies sintezēt urīnvielu no neorganiskās vielas. Urīnviela ir organisks savienojums, kas izdalās ar daudzu dzīvnieku urīnu. Dzīvi organismi tika uzskatīti par vienīgo urīnvielas avotu, līdz to varēja sintezēt laboratorijā. Laboratorijas apstākļi, kurā tika iegūti ķīmiķi organiskie savienojumi, acīmredzot, zināmā mērā atdarina vides apstākļus uz zemes tās pastāvēšanas agrīnajā periodā. Šie apstākļi, pēc heterotrofiskās hipotēzes autoru domām, varētu novest pie organisko savienojumu veidošanās no skābekļa, ūdeņraža, slāpekļa un oglekļa atomiem.

Nobela prēmijas laureāts Harolds Urijs, kurš strādā Čikāgas Universitātē, sāka interesēties par ķīmisko savienojumu evolūciju uz Zemes tās pastāvēšanas agrīnajā periodā. Viņš apsprieda šo problēmu ar vienu no saviem studentiem Stenliju Milleru. 1953. gada maijā Millers publicēja rakstu "Aminoskābju veidošanās apstākļos, kas līdzīgi tiem, kādi pastāvēja uz Zemes agrīnajā periodā", kurā viņš norādīja, ka A.I. Oparins pirmo reizi pauda domu, ka dzīvības pamats – organiskie savienojumi veidojās laikā, kad Zemes atmosfērā atradās metāns, amonjaks, ūdens un ūdeņradis, nevis oglekļa dioksīds, slāpeklis, skābeklis un ūdens. Nesen šī ideja ir guvusi apstiprinājumu Urey un Bernal robotos.

Lai pārbaudītu šo hipotēzi, gāzu CH4, NH3, H2O un H2 maisījums tika izvadīts caur cauruļu sistēmu speciāli tam paredzētā ierīcē un noteiktā laika brīdī tika izveidota elektriskā izlāde. Iegūtajā maisījumā tika noteikts aminoskābju saturs.

Millera projektētajā hermētiskajā ierīcē, kas pildīta ar metānu, ūdeņradi un amonjaku, tika izvadīta elektriskā izlāde. Ūdens tvaiki nāca no īpašas ierīces, kas saistīta ar ierīces galveno daļu. Tvaiks, kas iet caur ierīci, atdzesē un kondensējās lietus veidā. Tādējādi laboratorijā diezgan precīzi tika reproducēti apstākļi, kas pastāvēja primitīvās Zemes atmosfērā. Tie ietver karstumu, lietus un īsus gaismas uzplaiksnījumus. Nedēļu vēlāk Millers analizēja gāzi, kas atradās eksperimentālos apstākļos. Viņš atklāja, ka iepriekš izveidotais bezkrāsains šķidrums kļuva sarkans.

Ķīmiskā analīze parādīja, ka šķidrumā parādījās daži savienojumi, kuru eksperimenta sākumā nebija. Dažu gāzes molekulu atomi rekombinējās, veidojot jaunas un sarežģītākas molekulas – organiskās molekulas. Analizējot šķidrumā atrodamos savienojumus, Millers atklāja, ka tur veidojas organiskās molekulas, kas pazīstamas kā aminoskābes. Aminoskābes sastāv no oglekļa, ūdeņraža, skābekļa un slāpekļa atomiem.

Katrs oglekļa atoms spēj izveidot četras ķīmiskās saites ar citiem atomiem. Millera eksperimenti liecina, ka līdzīgi procesi varētu notikt arī Zemes atmosfērā tās pastāvēšanas agrīnajā periodā. Šie eksperimenti bija svarīgs heterotrofiskās hipotēzes apstiprinājums.

Izglītība organisko vielu gan uz sauszemes, gan okeānā tas sākas ar saules gaismas iedarbību uz zaļo augu hlorofilu. No katriem miljoniem fotonu, kas sasniedz ģeogrāfisko apvalku, ne vairāk kā 100 nonāk pārtikas ražošanā. No tiem 60 patērē sauszemes augi un 40 – okeāna fitoplanktons. Šī gaismas daļa nodrošina planētu ar organiskām vielām.

Fotosintēze notiek temperatūras diapazonā no 3 līdz 35°C. Mūsdienu klimatā veģetācija uz sauszemes aizņem 133,4 miljonus km 2. Pārējā platība krīt uz ledājiem, rezervuāriem, ēkām un akmeņainām virsmām.

Pašreizējā Zemes attīstības stadijā biosfēras kontinentālās un okeāna daļas atšķiras. Okeānā gandrīz nav augstāku augu. Piekrastes platība, kurā aug dibenā piestiprinātie augi, ir tikai 2% no kopējais laukums okeāna dibens. Dzīvības pamatā okeānā ir mikroskopiskās fitoplanktona aļģes un mikroskopiskās zooplanktona zālēdāji. Abi ir ārkārtīgi izkaisīti ūdenī, dzīvības koncentrācija ir simtiem tūkstošu reižu mazāka nekā uz sauszemes. Iepriekšējie okeāna biomasas pārvērtējumi ir pārskatīti. Saskaņā ar jaunām aplēsēm tā kopējā masā ir 525 reizes mazāka nekā uz sauszemes. Saskaņā ar V. G. Bogorova (1969) un A. M. Rjabčikova (1972) datiem biomasas gada produktivitāte uz Zemes ir 177 miljardi tonnu sausnas, no kurām 122 miljardus tonnu veido sauszemes veģetācija un 55 miljardus tonnu jūras fitoplanktons. Lai gan biomasas apjoms jūrā ir daudz mazāks nekā uz sauszemes, tās produktivitāte ir 328 reizes lielāka (A. M. Rjabčikovs) nekā kontinentālajā daļā, tas ir saistīts ar strauju aļģu paaudžu maiņu.

Zemes biomasu veido fitomasa, zoomasa, ieskaitot gan kukaiņus, gan baktēriju un sēnīšu biomasa. Kopējā augsnes organismu masa sasniedz aptuveni 1-10 9 tonnas, un zoomasas sastāvā galvenā daļa (līdz 99%) ir bezmugurkaulniekiem.
Kopumā zemes biomasā absolūti dominē augu viela, galvenokārt koksne: fotomasa veido 97-98%, bet zoomasa 1-3 svara% (Kovda, 1971).
Lai gan dzīvās vielas masa salīdzinājumā ar lito, hidro un pat atmosfēras tilpumu nav liela, tās loma dabā ir nesalīdzināmi lielāka par īpatnējo svaru. Piemēram, uz 1 hektāra, ko aizņem augi, to lapu platība var sasniegt 80 hektārus, jūs varat veikt uzņēmējdarbību tieši, un hlorofila graudu platība, tas ir, aktīvi darba virsma, ir simtiem reižu lielāks. Visu zaļo augu hlorofila graudu platība uz Zemes ir aptuveni vienāda ar Jupitera laukumu.

Vēlreiz uzsveram, ka fotosintēze ir ļoti perfekta enerģijas uzkrāšanas forma, kuras daudzumu izsaka ar skaitli 12,6-10 21 J (3-1021 cal). Šī enerģija gadā uz Zemes saražo aptuveni 5,8–10 11 tonnas organisko vielu, tostarp 3,1 ∙ 10 10 tonnas uz sauszemes. No šī skaita 2,04-10 10 veido meži, 0,38-10 10 stepes, purvi un pļavas, 0,1 ∙ 10 10 tuksneši un 0,58-10 10 t kultivētās veģetācijas (Kovla, 1971).

1 g augsnes kokvilnas laukā satur 50-100 tūkstošus mikroorganismu, kas ir vairākas tonnas uz hektāru (Kovda, 1969). Dažas augsnes satur līdz 10 miljardiem uz hektāru. apaļtārpi, līdz 3 miljoniem slieku un 20 miljoniem kukaiņu.

I. Ideju attīstība par dzīvības izcelsmi uz Zemes.

1. Galvenās idejas, kas izskaidro dzīvības izcelsmi uz mūsu planētas:

  • Dzīvi uz zemes ir radījis Dievs.
  • Dzīvība uz planētas ir vairākkārt spontāni radusies no nedzīvas.
  • Dzīve vienmēr ir pastāvējusi.

*Bioģenēze - empīrisks vispārinājums (19. gs. vidū), norādot, ka viss

dzīvais nāk tikai no dzīvajiem.

  • Dzīvība uz zemes tiek atnesta no ārpuses (piemēram, no citām planētām).

*Hipotēze panspermija (1865. gadā ierosinājis G. Rihters un 1895. gadā formulējis S. Arheniuss)

  • Dzīvība radās noteiktā Zemes attīstības periodā kā sekas bioķīmiskā evolūcija. Teorija abioģenēze (A.I. Oparina koacervāta teorija).

2. Frančesko Redi (1626-1698), Luija Pastēra (1822-1895) darbu būtība un nozīme.

II. Dzīvu sistēmu galvenās īpašības (dzīvības kritēriji):

  • sarežģītība un augsta organizētības pakāpe
  • ķīmiskā sastāva vienotība
  • diskrētums
  • vielmaiņa (vielmaiņa)
  • pašregulācija (autoregulācija → homeostāze)
  • aizkaitināmība
  • mainīgums
  • iedzimtība
  • pašreproducēšana (reprodukcija)
  • attīstība (ontoģenēze un filoģenēze)
  • atklātība
  • enerģijas atkarība
  • ritms
  • pielāgošanās spējas
  • viens strukturālās organizācijas princips - šūna *

III. Mūsdienu priekšstati par dzīvības izcelsmi uz Zemes, pamatojoties uz

par abioģenēzes teoriju.

Secinājumi:

1 – pirms bioloģiskās evolūcijas notika ilga ķīmiska evolūcija ( abiogēns );

2 - dzīvības rašanās ir matērijas evolūcijas posms Visumā;

3 - dzīvības rašanās galveno posmu modeli var eksperimentāli pārbaudīt laboratorijā un izteikt šādā shēmā:

atomi → vienkāršas molekulas → makromolekulas →

ultramolekulārās sistēmas (probionti) → vienšūnu organismi;

4 - bija Zemes primārajai atmosfērai atjaunojošs raksturs (CH 4, NH 3, H 2 O, H 2), tādēļ pirmie organismi tika heterotrofi ;

5 - Darvina principi dabiskā izlase un spēcīgāko izdzīvošanu

var pārnest uz prebioloģiskajām sistēmām;

6 - šobrīd dzīvais nāk tikai no dzīvā (biogēna). Iespēja

dzīvības atkārtošanās uz Zemes ir izslēgta.

I. Neorganiskā evolūcija un dzīvības rašanās apstākļi uz Zemes.

1. Atomu rašanās ķīmiskie elementi- neorganiskās evolūcijas sākuma stadija.

Saules un zvaigžņu dziļumos, plazmā, no vienkāršiem veidojas sarežģīti kodoli. Matērija atrodas pastāvīgā kustībā un attīstībā.

Planēta Zeme radās pirms 4,5 - 7 miljardiem gadu (gāzes-putekļu mākonis).

Cietas garozas izskats ( ģeoloģiskais vecums ) pirms 4–4,5 miljardiem gadu

Vienkāršāko neorganisko savienojumu veidošanās.

C, H, O, N, F (biogēnie elementi) ir plaši izplatīti telpā un tiem bija lielāka spēja reaģēt vienam ar otru, ko veicināja elektromagnētiskā radiācija un silts.

Zemes pirmatnējā atmosfēra bija atjaunojošs Raksturs: CH 4, NH 3, H 2 O, H 2.

Primārās litosfēras sastāvs: Al, Ca, Fe, Mg, Na, K utt.

Primārā hidrosfēra: mazāk nekā 0,1 ūdens tilpums mūsdienu okeānos, pH = 8-9.

Vienkāršāko organisko savienojumu veidošanās.

Šis posms ir saistīts ar oglekļa specifisko valenci - galveno organiskās dzīves nesēju, tā spēju apvienoties ar gandrīz visiem elementiem, veidot ķēdes un ciklus, ar tā katalītisko aktivitāti un citām īpašībām.

Organiskajām molekulām ir spoguļu izomērija , t.i. tie var pastāvēt divās strukturālās formās, kas ir līdzīgas un tajā pašā laikā atšķiras viena no otras. Šo molekulu īpašību, kas pastāv divās spoguļformās, sauc hiralitāte. Starp organiskajām vielām, kas to satur, ir arī dzīvā cilvēka molekulārie "celtniecības bloki" - aminoskābes un cukuri. Tiem ir raksturīga absolūta hirālā tīrība: olbaltumvielās ir tikai “kreisās” aminoskābes, un nukleīnskābes satur tikai “labos” cukurus. Šī ir vissvarīgākā iezīme, kas atšķir dzīvos no nedzīviem. Nedzīvā daba mēdz izveidot spoguļsimetriju (racemizāciju) – līdzsvaru starp kreiso un labo. Spoguļa simetrijas pārkāpums ir dzīvības rašanās priekšnoteikums.

4. Biopolimēru abiogēnā sintēze- olbaltumvielas un nukleīnskābes.

Nosacījumu komplekss : pietiekami augsta planētas virsmas temperatūra, aktīva vulkāniskā darbība, gāzveida elektriskās izlādes, ultravioletais starojums.

Izžūstošo jūras lagūnu dubļainajā dibenā adsorbēti dažādi monomēri tika pakļauti polimerizācijai, kondensācijai un dehidratācijai saules enerģijas ietekmē. Notika okeāna bagātināšana ar polimēriem, "primārā buljona" veidošanās, koacervātu veidošanās.

koacervē- lielmolekulāro savienojumu recekļi, kas spēj adsorbēt dažādas vielas. Tie var osmotiski nākt no vide ķīmiskie savienojumi un iet uz jaunu savienojumu sintēzi. Koacervāti darbojas kā atvērtās sistēmas spējīgs uz vielmaiņa un augšana. var būt mehāniskā drupināšana.

II. Pāreja no ķīmiskās evolūcijas uz bioloģisko.

A.I. Oparins (1894-1980) ierosināja, ka pāreja no ķīmiskās uz bioloģisko evolūciju ir saistīta ar vienkāršāko ar fāzēm atdalītu organisko sistēmu rašanos. probionti spēj izmantot vielas no vides ( vielmaiņa) un enerģiju un uz šī pamata veikt svarīgākās dzīvības funkcijas ir augt un iziet dabisko atlasi.

Bioloģiskās evolūcijas patieso sākumu iezīmē probiontu parādīšanās ar koda attiecības starp olbaltumvielām un nukleīnskābēm. Olbaltumvielu un nukleīnskābju mijiedarbība izraisīja tādu dzīvo īpašību rašanos kā pašreproducēšana, iedzimtības informācijas saglabāšana un nodošana nākamajām paaudzēm. Iespējams, agrākos pirmsdzīves posmos pastāvēja viena no otras neatkarīgas polipeptīdu un polinukleotīdu molekulārās sistēmas. To kombinācijas rezultātā spēja pašreproducēšana nukleīnskābes papildinātas katalītisks olbaltumvielu aktivitāte.

Augu un dzīvnieku atliekas, kas uzkrājas uz nodilušas klints virsmas un tās vairāk vai mazāk augšējos apvāršņos pie mums var novērot visdažādākajos sadalīšanās posmos vai 1) nedaudz sadalījušos atlieku veidā, kas laika gaitā uzkrājas formā. dažādu "filcu" (mežos - "meža filcs", stepēs - "stepe"), kam raksturīga tik zema to sastāvdaļu sadalīšanās, ka mēs varam viegli atšķirt atsevišķas augu vai dzīvnieku daļas; vai 2) augu (un dzīvnieku) daļu veidā, kas vairāk vai mazāk jau zaudējušas savu sākotnējo formu un izskatu; tad tie mums parādās atsevišķu fragmentu veidā, dažādās pakāpēs deformēti, brūni, ar smalku, drupanu tekstūru un struktūru. Ho, un šajā sadalīšanās stadijā tās varam atdalīt no ieža minerāldaļiņām ar dažādām mehāniskām metodēm - izskalojot, jo ūdenī tās ir vieglākas, reizēm atlasot ar pinceti utt.; visbeidzot, 3) tālākajā sadalīšanās stadijā aprakstītās atliekas pilnībā zaudē savas sākotnējās īpašības un nonāk tik ciešā ķīmiskā savienojumā ar iežu minerālvielu, ka tās jau nav atdalāmas no pēdējās ar jebkādām mehāniskām metodēm.
Šo sadalīšanās stadiju it kā raksturo iegūto produktu pilnīga asimilācija ar iežu minerālu bāzi; šos produktus no minerālās daļas varam atdalīt tikai pielietojot enerģētiski ķīmiskas metodes vai šos produktus iznīcinot (dedzinot).
Šādas ciešas augu un dzīvnieku atlieku sadalīšanās produktu ķīmiskās kombinācijas rezultāts ar novecojušā iežu minerālo daļu ir īpašu, tā saukto "organo-minerālu" savienojumu komplekss, kas vienā vai otrā daudzumā uzkrājas augsnē. , izceļas ar to sastāva salīdzinošo stabilitāti un izturību un piešķir augsnei vairāk vai mazāk tumšu krāsu. Šo produktu grupu, kas it kā ir neatņemama augsnes sastāvdaļa, ar to “asimilē” un ķīmiski saistās, sauc par augsnes humusu (humusu).
No iepriekš teiktā skaidri izriet, ka ne katram organiskajam savienojumam, kas atrodams augsnē, vajadzētu piederēt humusa jeb humusa augsnes savienojumu kategorijai. Tādējādi "brīvie" ogļhidrāti, tauki utt., kas var veidoties augsnē augu un dzīvnieku atlieku sadalīšanās rezultātā, vēl nepārstāv to organominerālo audzēju, ko mēs saucam par humusu. Pateicoties augsnēs bagātīgajai mikroflorai un augsnē esošo daudzveidīgo enzīmu dēļ, minētie organiskie savienojumi parasti tik ātri un viegli pārveidojas, ka tos vārda tiešā nozīmē var saukt par īslaicīgiem un pārejošiem savienojumiem. Tiešā analīze parasti parāda ārkārtīgi mainīgu un mainīgu to daudzumu vienā un tajā pašā augsnē - bieži vien pat ļoti īsā laika periodā. Šie savienojumi sarežģītu mijiedarbības reakciju rezultātā ar augsnes minerālvielu savā turpmākajā liktenī, protams, var kļūt par augsnes humusa sastāvdaļu, taču tie var, neatrodot piemērotus fizikāli ķīmiskos apstākļus. tas neietilpst jaunizveidotā organisko minerālu kompleksa sastāvā un paliek "brīvs", nevis humusa sastāvdaļas.
Kas attiecas uz tiem minerālu savienojumiem, kas vienmēr ir daļa no augu un dzīvnieku atliekām, tad, kad pēdējie sadalās, arī šiem savienojumiem ir divkāršs liktenis: daži no tiem tiek atbrīvoti no spēcīgajām un sarežģīts savienojums, kurā tie atradās viena vai otra organisma dzīves laikā ar pēdējo organiskajiem savienojumiem, un izkrīt augsnes virsmas horizontos dažādu "tīru" minerālu veidojumu veidā (tur, kā saka, "pilnīgs" organisko atlieku mineralizācija"); otra daļa arī tieši piedalās tā organisko minerālu kompleksa sintēzē un būvniecībā, par ko mēs tagad runājam.
Tādējādi ne visas augsnes minerālās sastāvdaļas un ne visi tās organiskie savienojumi ir tās humusa kompleksa sastāvdaļas.
No augsnes humusvielu kategorijas ir jāizslēdz arī tās sadalošo augu un dzīvnieku atliekas, pat stipri deformētas, kuras varam ar mehāniskiem līdzekļiem atdalīt no augsnes masas (sakņu sistēmas paliekas, lapiņu atgriezumi, kukaiņu hitīna atliekas vāki utt.).)
Tādējādi mēs nošķiram augsnes "organiskās sastāvdaļas" jēdzienu no tās "humusa daļas". Otrā koncepcija ir daļa no pirmās. Šis apsvērums ir jāpatur prātā visā mūsu turpmākajā izklāstā.
Šī sarežģītā kompleksa, ko sauc par augsnes humusu jeb humusu, ķīmiskā uzbūve joprojām ir ļoti vāji noskaidrota, neskatoties uz to, ka šī objekta izpēte sākās ļoti sen. galvenais iemeslsŠāds izpētes trūkums ir fakts, ka vēl nav izstrādātas uzticamas metodes, lai kaut kā individualizētu šo sarežģīto objektu, joprojām nav iespēju to iegūt kristāliskā formā utt.
Tomēr pēdējie gadi ir iezīmējušies ar veselu virkni pētījumu, kas ir būtiski pavirzījuši uz priekšu šī kompleksa izpēti.
Starp organisko savienojumu dabu, kas veido visas iepriekš minētās objektu kategorijas dabiskā vidē, mēs, protams, novērojam vairākas pakāpeniskas pārejas gan starp sākotnējā iežu primārajiem minerāliem, gan to sabrukšanas gala produktiem, un starp augu (un dzīvnieku) atlieku neskartajiem sadalīšanās procesiem un to iznīcināšanas beigu fāzēm katrā augsnē varam novērot vairākus visdažādākos starpposma veidojumus.
Ja iežu un minerālu dēdēšanas sākuma stadijās dominējošo lomu spēlē "nedzīvās" dabas elementi, t.i., atmosfēras un hidrosfēras elementi, tad turpmākajos šo procesu attīstības posmos, kad šie ieži iegūst spēja nodrošināt dzīvību veģetācijai, kas uz tām nosēžas, un saistībā ar tiem sāk bagātināties ar pēdējo sadalīšanās produktiem, šāda loma pāriet uz biosfēras elementiem. To, ka īpaši mikroorganismiem ir vadošā loma mirstošo organisko atlieku sadalīšanās procesos, jau 1862. gadā pierādīja izcili Pastēra pētījumi.
Daudzi eksperimenti, kuru mērķis bija noskaidrot augstas temperatūras un dažādu antiseptisku līdzekļu ietekmi uz organisko vielu sadalīšanos, beidzot noteica šo pozīciju. Tomēr jāatzīmē, ka daži no šiem eksperimentiem parādīja, ka iepriekšminētajos apstākļos sadalīšanās procesi pilnībā neapstājās, bet tikai tika ievērojami apslāpēti, kas ļauj pieņemt, ka šie procesi, kaut arī ļoti nenozīmīgā mērā, var joprojām dažreiz iet spēkā tīri ķīmiskā mijiedarbība trūdoša materiāla gabali. Jebkurā gadījumā pēdējai parādību kategorijai organisko vielu sadalīšanās procesos jāpiešķir vairāk nekā pieticīga loma.
Ja organisko vielu sadalīšanās procesi augsnē galvenokārt ir bioķīmiski procesi, tad ir skaidrs, kādas dažādas formas un virzienus šie procesi var iegūt augsnē dabiskos apstākļos, atkarībā no vienas vai otras gaisa pieplūdes, augsnes mitruma, temperatūras apstākļiem, ķīmiskās un fizikālās īpašības vides utt.
Lai saprastu, cik tālu var aiziet organisko atlieku sadalīšanās katrā atsevišķā gadījumā un kādos starpposmos šī sadalīšanās var aizkavēties katrā atsevišķā gadījumā, turpmāk aplūkosim katra iepriekš minētā faktora nozīmi šajos procesos atsevišķi. turklāt, neatsaucoties uz visu daudzo pieejamo literatūru par šo jautājumu, mēs aprobežojamies ar šajā jomā gūto galīgo secinājumu ziņošanu.
Šeit izklāstīto pētījumu sākumpunkts ir labi zināmā nostāja, ka oglekļa dioksīda izdalīšanos no sadalīšanās organiskām vielām var atzīt par šīs sadalīšanās ātruma un enerģijas mēru (Hoppe-Seuler). Tomēr, ņemot vērā, ka augsnē paralēli organisko vielu sadalīšanās procesiem mikroorganismu dzīvībai svarīgās aktivitātes ietekmē procesi bieži notiek pretēji – sintētiski – un līdz ar to izdalītā oglekļa dioksīda daudzums nevar. vienmēr kalpo kā organisko vielu sadalīšanās mērs, var ķerties pie citas izpētes metodes, proti, tieši pie minerālsavienojumu daudzuma analīzes, kas atdalās no tās sastāvā esošās bojājošās vielas.
No galvenajiem nosacījumiem, kas nosaka organisko vielu sadalīšanās ātrumu un raksturu, mēs pievērsīsimies temperatūras ietekmes, mitruma pakāpes, gaisa pieplūdes pakāpes, vides ķīmisko īpašību un sadalīšanās procesā nonākošā mitruma izpētei. materiāls par šiem procesiem.
Temperatūras un mitruma ietekme. Visprecīzāko pētījumu par šo jautājumu veica Vollnijs.
Sadalošais materiāls tika ievietots U-veida caurulēs un caur tām tika izvadīts gaiss bez oglekļa dioksīda. Šīs caurules tika ievietotas ūdens vannās, kur temperatūra tika regulēta pēc vēlēšanās.
Ja paņemtā objekta mitrums saglabājās nemainīgs, tad, pieaugot temperatūrai, oglekļa dioksīda (CO2) daudzums palielinājās. Tātad gaiss, kas iet caur caurulēm, saturēja oglekļa dioksīdu (komposta augsnē):


Ja savukārt temperatūra palika nemainīga un mitrināšanas pakāpe pieauga, tad attiecīgi palielinājās arī CO2 daudzums:

Tādējādi gan sadalošā substrāta temperatūra, gan mitrums mūs interesējošo procesu ietekmē vienā virzienā.
Savos eksperimentos mainot temperatūras un mitruma apstākļus iekšā pretējos virzienos, Volnijs nonāca pie secinājuma, ka CO2 veidošanās visintensīvāk notiek vidējos temperatūras un mitruma apstākļos. Tā, piemēram, kad

Līdzīgus rezultātus ieguva Fodors, kura pētījumi arī ir interesanti, jo viņš cita starpā strādāja ar ļoti augstu temperatūru (līdz 137 °). Visi viņa eksperimenti pilnībā apstiprināja Volnija secinājumus; cita starpā viņš norādīja, ka ļoti augstā temperatūrā oglekļa dioksīda izdalīšanās no sadalīšanās masas, lai gan tā turpinājās, bija ārkārtīgi vāja. Turpmākie Petersena pētījumi par organisko vielu sadalīšanos melnajā augsnē un koksnes sadalīšanos no lapu kokiem, kā arī Bellena un nelaiķa P. Kostyčeva pētījumi ar nokritušām bērzu lapām, svaigām egļu skujām un sienu kopumā parādīja, ka gan temperatūra, gan mitrums patiešām darbojas vienā virzienā. , bet līdz noteiktai robežai (paaugstināšanas vai, tieši otrādi, samazināšanās virzienā), kad mikroorganismu dzīvībai svarīgā darbība jau tāpēc bija traucēta un kad process saistībā ar to virzījās uz priekšu ļoti vāji un gausi.
Galīgo secinājumu no visiem šiem novērojumiem var formulēt šādi: organisko vielu sabrukšanas enerģija sasniedz savu optimālo pie noteiktas vidējās mitruma un temperatūras vērtības. Mitruma trūkums pazemina šo enerģiju, kā arī tās pārpalikumu, jo pēdējā gadījumā tiek traucēta brīva gaisa cirkulācija sadalīšanās masā. Zema un augsta temperatūra arī kavē aprakstīto procesu.
Visu šo eksperimentu un novērojumu rezultāti, kas pārnesti uz dabisko vidi, palīdz mums vislabākajā veidā izprast iemeslus, kāpēc tajā vai citā apgabalā uzkrājas tas vai cits humusa daudzums - tāda vai cita sastāva. Katrā atsevišķā gadījumā mēs vienmēr varam saistīt šīs parādības, no vienas puses, ar konkrētā apgabala klimatiskajiem apstākļiem un tiem faktoriem, no kuriem ir atkarīga mikroklimatiskā situācija (ainava, veģetācija utt.), un, no otras puses, ar pašas augsnes iekšējo fizikāli ķīmisko īpašību kompleksu (šajā gadījumā tās ūdens un termiskajām īpašībām), caur kuru tiek lauzti visi šo augsni apņemošie dabas elementi.
Vides ķīmisko īpašību ietekme. Mēs aprobežosimies ar lielāko daļu vispārīgie noteikumi kas pastāv šajā jomā
Vides skābums, saskaņā ar Volnija un daudzu citu pētnieku eksperimentiem, nomācoši ietekmē sadalīšanās procesus, kas, protams, ir diezgan saprotami, ja atceramies, ka baktēriju populācijai - šis galvenais slimības izraisītājs. procesiem, ko mēs aprakstām, skābā vide ir inde (sēnīšu mikroflora tomēr pret šo faktoru līdz noteiktai robežai, kā zināms, ir nejutīga).
Runājot par sārmainās vides nozīmi, pie šī jautājuma pakavēsimies nedaudz tuvāk un paturēsim prātā tikai kalcija karbonāta klātbūtnes ietekmi uz mūs interesējošiem procesiem, jo ​​tieši ar šo savienojumu mēs visbiežāk nākas risināt, apspriežot, piemēram, jautājumu par tādu izplatītu pamatiežu kā lesa, lesveida smilšmāla u.c. kalcija karbonātiem bagātu veidojumu ietekmi uz organisko vielu sadalīšanās enerģiju.
Ne tik sen pastāvēja uzskats, ka CaCO3 (kalcija karbonāts) ievērojami paātrina organisko vielu sadalīšanās ātrumu. Lauksaimniecības praksē vēl nesen bija izplatīta nostāja, ka "kaļķis, bagātinot tēvus, sagrauj bērnus", tas ir, ka šī viela veicina ārkārtīgi strauju humusa sabrukšanu augsnē, "izkritušo" barības vielu. no kuriem (minerāls, ietverts savienojumos) uz laiku ievērojami palielina augsnes auglību, bet tajā pašā laikā atņem augsnei šo savienojumu krājumus, no kuriem turpmākās kultūras varētu iegūt barību. Šī maldīgā pārliecība cita starpā bija balstīta uz Petersena pētījumu.
Petersens veica savus eksperimentus ar augsni, kurā bija 58% humusa (t.i., ar augsni nepārprotami skābu), un pēc CO2 daudzuma viņš noteica gandrīz trīskāršu šīs gāzes daudzumu, pievienojot šai augsnei kalcija karbonātu, no kura minētais autors. secināja, ka kaļķi būtiski paātrina organisko vielu sadalīšanos. Citā eksperimentā Petersens operēja ar kaļķainu augsni – nemainītu, kā arī ar tādu pašu augsni, bet iepriekš apstrādātu, lai attīrītu kaļķi ar sālsskābi. Rezultāti bija tādi paši. Pirmos minētā zinātnieka eksperimentus vēlāk godīgai “kritikai izteica nelaiķis P. Kostyčevs, kurš galvenokārt vērsa uzmanību uz to, ka augsne, ar kuru manipulēja Petersens, neapšaubāmi ir skāba, saturot daudz brīvu humusskābju. Ir skaidrs, ka kalcija karbonāta pievienošana šādai augsnei, vidēji aprēķinot barotni, radīja labvēlīgus apstākļus sadalīšanās procesiem. Kas attiecas uz citu Petersena eksperimentu grupu, tad pēdējā palaida garām augsnes pirmapstrādes ar sālsskābi efektu, kam, domājams, bija kaitīga ietekme uz augsnes baktēriju floru.
P. Kostyčeva turpmākie eksperimenti ar koku lapotnēm un melnzemju augsnēm parādīja, ka kalcija karbonāta pievienošana, gluži pretēji, vienmēr pazemināja sadalīšanās enerģiju. Līdzīgus rezultātus ieguva Volnijs, Reitmairs, Kossovičs un citi.Tikai izņēmuma gadījumos, kad augsnes barotnē ir daudz brīvu humusskābju, kaļķu pievienošana var veicināt sadalīšanās procesus.
Kā zināms, melnzemju augšņu trūdvielu bagātināšanās daļēji skaidrojama ar kalcija savienojumu aizsargfunkciju, kas ir daļa no stepju zonā visbiežāk sastopamajiem pamatiežiem (loss, lesai līdzīgi smilšmāli u.c.).
Ņemot vērā, ka kalcijs ir enerģētisks koloidālo vielu (gan organisko, gan minerālvielu) koagulators, šim elementam jāpiedēvē arī humusa savienojumu enerģētiskā fiksētāja loma augsnes slānī. Kalcija savienojumu zudums augsnē viena vai otra iemesla dēļ, kā zināms, ir saistīts ar tās pilnīgas deģenerācijas ("noārdīšanās") procesiem - ar daļu humusvielu zudumu, izskalojoties utt.
Gaisa pieplūdes ietekme uz organisko vielu sadalīšanos. Lai noskaidrotu gaisa lomu kā vienu no organisko vielu sadalīšanās faktoriem, Volnijs veica šādu eksperimentu: līdz noteiktai robežai samitrinātu kvarca smilšu un kūdras pulvera maisījumu ievietoja U-veida caurulēs, caur kurām tika izvadīts gaiss ar dažādu skābekļa saturu, kā arī tīrs slāpeklis un tīrs skābeklis. Oglekļa dioksīda daudzums tika noteikts ik pēc 24 stundām. Eksperimentu rezultāti parādīja, ka organisko vielu sadalīšanās palielinās, palielinoties skābekļa procentam gaisā. Gluži pretēji, samazinoties pēdējai un vēl jo vairāk, aizstājot šo gāzi ar kādu vienaldzīgu gāzi (piemēram, slāpekli), oglekļa oksidēšanās organiskajās vielās tika stipri kavēta. Skābekļa trūkums, kas plūst uz sadalīšanās materiālu, ietekmē ne tikai šīs sadalīšanās enerģijas samazināšanos, bet arī atspoguļojas pašā procesa būtībā. No šī viedokļa ir ierasts atšķirt sabrukšanas procesu (t.i., sadalīšanās procesu ar gaisa piekļuvi) un sabrukšanas procesu (t.i., sadalīšanos anaerobos apstākļos).
Ja organiskās atliekas sadalās, pilnībā piekļūstot gaisam (aerobais process ir “gruzdēšanas process”), tad šiem procesiem ir tīri oksidatīvs raksturs, un organisko vielu sadalīšanās var noritēt nemitīgi (ja, protams, nav nekādu faktoru inhibējot šīs parādības) līdz tādiem produktiem kā ūdens, oglekļa dioksīds, slāpekļskābes, sērskābes, fosforskābes un citu skābju sāļi. Tajā pašā laikā minerālvielas, kas bija daļa no pūšanas atlieku pelnu elementiem, tādējādi it kā izdalās. Notiek organisko atlieku "mineralizācija".
Parasti gruzdēšana notiek ar ievērojamu siltuma izdalīšanos.
Anaerobos procesos (“pūšanas procesā”) tiek konstatēti vairāki nepilnīgi oksidēti savienojumi, piemēram, metāns (celulozes, cietes, pentozānu uc anaerobās metāna fermentācijas rezultātā), sērūdeņradis (raksturīgs olbaltumvielu sabrukšanas produkts). ), ūdeņradis (celulozes ūdeņraža fermentācijas produkts), ūdeņraža fosforu, amonjaku, slāpekli utt. Turklāt starp anaerobās sadalīšanās produktiem mēs redzam tādas olbaltumvielu sadalīšanās starpformas kā indols, skatols utt. sadaloties masā, aprakstītajos apstākļos veidojas daudzas organiskās skābes - taukskābes (sākot ar skudrskābi un beidzot ar eļļu ar tās augstākajiem homologiem), tad pienskābe, benzoskābe, dzintarskābe uc Organiskās skābes pamazām uzkrājas lielos daudzumos, neatrodot labvēlīgas apstākļi to turpmākai sabrukšanai gaisa trūkuma dēļ, aptur mikroorganismu attīstību, un tālāka organisko vielu sadalīšanās var pilnībā apstāties.
Grūtēšana un sabrukšana, protams, ir tikai ekstrēmākie organisko vielu sadalīšanās veidi, starp kuriem iespējami dažādi starpposmi.
Mitruma pieplūdes rakstura ietekme uz sadalošo vielu. Papildus iepriekš uzskaitītajiem faktoriem organisko vielu sadalīšanās enerģiju un raksturu ļoti krasi ietekmē sadalošās vielas mitruma padeves raksturs (S. Kravkovs). Tiešā izpētē par minerālsavienojumu daudzumu, kas atdalās no dažādām trūdošām augu atliekām gadījumā, ja šīs atliekas sistemātiski rodas, mazgājoties ar ūdeni (t.i., kad sadalīšanās produkti tiek pastāvīgi izņemti no savstarpējās mijiedarbības sfēras) , un gadījumā, kad šie produkti vienmēr saglabājas mijiedarbībā ar sadalošos materiālu, tika konstatēts, ka pirmajā gadījumā sadalīšanās masā bagātīgi uzkrājas skābie produkti, kavējot sadalīšanās procesu tālāku gaitu, otrajā gadījumā šie produkti. procesi, gluži pretēji, visu laiku norit ļoti enerģiski. Sīkāka šīs parādības izpēte parādīja, ka sadalošā materiāla mazgāšanas laikā mēs saskaramies ar ļoti strauju sārmzemju bāzu zudumu šīs vielas ietekmē, kas veicina nepiesātināto skābo produktu uzkrāšanos sadalīšanās masā, kas kavē. šo procesu.
Tādas pašas parādības S. Kravkovs konstatēja attiecībā uz augsnēm. Šos tālajā 1911. gadā izteiktos secinājumus mūsdienās vislabāk var izskaidrot no K. Gedroica mācības viedokļa par “augsni absorbējošo kompleksu.
Aprakstītie fakti jāpatur prātā, pētot organisko vielu uzkrāšanās un sabrukšanas apstākļus augsnēs ar dažādu ūdens caurlaidību, kas atrodas dažādos reljefa apstākļos u.c.
Papildus iepriekš apskatītajiem faktoriem, sadalīšanās procesu enerģiju būtiski ietekmē arī vairāki citi apstākļi: sadalīšanās materiāla smalkuma pakāpe (jo augstāks miegs, jo lielāka saskares virsma ar atmosfēras aģentiem: temperatūra , mitrums, gaisa skābeklis u.c., sadalīšanās procesi norit enerģiskāk), sadalāmā materiāla ķīmiskais sastāvs (visstraujāk sadalās olbaltumvielas, cukuri, dažas organiskās skābes; grūtāk - celuloze, lignīns, korķa vielas; visbeidzot - sveķi , vaskveida vielas, tanīni utt.). No šī viedokļa absolūti nepieciešamas ir zināšanas par to augu asociāciju ķīmisko sastāvu, kuras katrā atsevišķā gadījumā piedalās tās vai citas augsnes organisko vielu veidošanā.
Visus šos secinājumus pārnesot uz dabu, jau tagad varam paredzēt, ka organisko vielu sadalīšanās raksturam un enerģijai vajadzētu būt vēl jutīgākai reakcijai uz tā vai cita ārējā faktora izmaiņām vienā vai otrā virzienā nekā minerālu laikapstākļiem. un iepriekš aplūkotie akmeņi. Realitāte pilnībā apstiprina šo pieņēmumu: humusa daudzums, kas uzkrājas konkrētā augsnē, tā kvalitatīvais sastāvs, ķīmiskās īpašības utt., vienmēr var būt cieši saistīti ar apkārtējās vides dabu. klimatiskie apstākļi, ar reljefa apstākļiem, ar augu (un dzīvnieku) pasaules dabu un, visbeidzot, ar pamatieža īpašībām un ar visu pašas augsnes iekšējo fizikāli ķīmisko un bioloģisko īpašību kompleksu.
Ņemot vērā apstākļus, no kuriem ir atkarīga mirstošo organisko atlieku sadalīšanās enerģija un raksturs, tagad mēs pievēršamies šīs sadalīšanās produktu ķīmiskā sastāva un īpašību izpētei.
Tāpat kā augsnes minerālajā daļā, mēs izšķiram, no vienas puses, primāro minerālu un iežu paliekas (atliekas), kas nonāk augsnē, būtiski nemainot to iekšējo ķīmisko raksturu, un, no otras puses, vairākas dažādu to laikapstākļu starpproduktiem līdz salīdzinoši sarežģītiem to pārstāvjiem notiek tālākas izmaiņas (dažādās augsnes attīstības stadijās - atšķirīgas pēc sastāva un īpašībām), tāpēc augšņu organiskajā daļā varam atrast arī pakāpenisku pāreju diapazonu no " primārie" organiskie savienojumi, kas ir mirušā auga daļa, paliek sadalīšanās procesu un dzīvnieku neskarti, līdz tādiem organiskiem savienojumiem, kurus saistībā ar minēto vielu kategoriju varētu saukt arī par "jaunveidojumiem" un kurus varētu arī atpazīt, plkst. katrā konkrētā augsnes attīstības stadijā ir salīdzinoši vāji pakļauti turpmākai sabrukšanai.
Pie organisko vielu sabrukšanas produktiem, kam raksturīga salīdzinoši augsta stabilitāte, jāiekļauj tās humusvielas, kas tika minētas iepriekš. Šī pretestība izskaidro relatīvi vājas humusa kvantitatīvā sastāva svārstības noteiktā laika periodā vienā vai citā augsnes tipā, vienā vai otrā tā atšķirībā. Protams, katrā augsnē notiekošajā evolūcijas procesā neizbēgami aktīvi piedalās arī šīs vielas - līdz pat pilnīgai iznīcināšanai un sekojošai mineralizācijai, tas ir, līdz brīdim, kad no tām izkrīt minerālie savienojumi - brīvā veidā. , un līdz "organogēnu" pārvēršanai tādos gala produktos kā CO2, H2O utt.
Atstājot malā to pārejošo un "gaistošo", tātad nestabilo un neraksturīgo sadalīšanās produktu sastāvu un īpašības, par kuriem mēs runājām iepriekš, mēs pievērsīsimies tā specifiskā augsnes veidojuma, ko sauc par humusu, izpētei.
Augsnes humusa savienojumi, kam ir tik liela nozīme augsnes veidošanā un augu dzīvē, jau sen ir piesaistījuši daudzu pētnieku uzmanību. Neskatoties uz to, joprojām nav iespējams pilnībā izprast visu parādību kompleksu, kas saistīts ar humusa ģenēzi, tā sastāvu un īpašībām.
Lai izprastu augsnes humusa sastāvu un īpašības, jau sen tiek izmantots analītiskais ceļš: jau sen ir veikti dažādi mēģinājumi vienā vai otrā veidā izolēt šo komplekso kompleksu no kopējās augsnes masas, kam seko tā sastāva analīze un īpašības.
Sprengel piedāvātā humusvielu iegūšanas metode no augsnes, kas Grandeau modifikācijā līdz mūsdienām nav zaudējusi savu nozīmi, ir augsnes apstrāde ar kādu sārmu karbonātu (nātrija karbonātu, kālija karbonātu vai amonjaka karbonātu). Ilgstoši un atkārtoti mazgājot augsni ar minētajiem reaģentiem, bieži vien ir iespējams panākt gandrīz pilnīgu šīs augsnes krāsas maiņu un iegūt filtrātā melnu vai brūnu šķidrumu, kas tādējādi ir pētāmās augsnes trūdvielu sārmains šķīdums. (“melnā viela”). Ņemot vērā to, ka noteiktā daļā “melnās vielas” šķīdumā var nonākt tās augsnes minerālvielas, kas tieši nepieder pie humusa savienojumiem (smalkāko suspensiju veidā), filtrācija minēta. Iepriekš minētā darbība pašlaik parasti tiek veikta, izmantojot īpašus filtrus, kas var pilnībā aizkavēt šīs suspensijas (izmantojot, piemēram, Chamberlain māla sveces utt.).
Kā liecina pētījumi, joprojām nav iespējams šādi izolēt visus humusa savienojumus: neatkarīgi no tā, cik ilgi un atkārtoti mēs apstrādājam augsni ar oglekļa sārmiem, pēdējie gandrīz vienmēr satur noteiktu daudzumu organisko vielu, kuras nevar izšķīdināt un izvadīt. . Literatūrā ir norādes, ka atsevišķās augsnēs ir no 15 līdz 30 un pat 40% no kopējās organisko vielu masas šajās augsnēs, kas, protams, norāda uz ārkārtēju nozīmi un steidzamu nepieciešamību pēc tuvākās izmeklēšanas. šī neekstrahējamā augsnes humusa daļa. Iepriekšējie pētnieki šos savienojumus, kurus nesadala sārmi, sauca par "vienaldzīgām" augsnes humusa vielām (humin - tumšāka krāsa, ulmins, heins utt. - brūngani).
Augšņu humusvielu daļas pārvēršanas process sārmainā ekstraktā, kā minēts iepriekš, parasti tika uzskatīts par dažādu humīnskābju šķīstošo sārmu sāļu veidošanos.
Šajā skābajā augsnes humusa daļā bijušie pētnieki izdalīja: 1) ulmīnskābi, 2) humīnskābi, 3) mārrutku skābi (atslēga) un 4) apokrēnskābi (nogulšņu atslēgu), un tika uzskatīts, ka ulmīnskābe un humīnskābe ir. vismazāk oksidētā augsnes humusa daļa, tas ir, tās sastāvā ir jaunākā un sākotnējā dažu organisko savienojumu sadalīšanās forma, kas piedalījās tās sintēzē; krenskābe ir produkts, kas jau ir vairāk oksidēts nekā iepriekš minētie; visbeidzot, apokrēnskābe ir vēl vairāk oksidēta viela, kas raksturo to organisko savienojumu vēl dziļāku sadalīšanos, kas piedalās augsnes humusa veidošanā.Katra no iepriekš minētajām iespējamām humusa sastāvdaļām tika uzskatīta par konkrētu ķīmisku indivīdu un tika dažādu autoru tērpti dažādās specifiskās ķīmiskās formulās.
Iepriekš uzskaitītajām augsnes humusa sastāvdaļām, pēc vairāku pētnieku domām, ir šādas īpašības:
Humīnskābe (un tuvu tai ulmic) - melna; ļoti vāji šķīst ūdenī. Nešķīstoši ir arī tā sāļi ("humāti") - seskvioksīdi, kā arī kalcija, magnija un dzelzs oksīda sāļi. Šķīstoši ir tikai tā sārma sāļi (kālijs, nātrijs, amonijs).
Krepskābe ("atslēgas" skābe) - viegli šķīst ūdenī; tā ūdens šķīdums ir bezkrāsains. Tās sāļi ("krenāti") - sārmu, sārmzemju un dzelzs oksīda sāļi - ir viegli šķīstoši. Tas pats jāsaka par alumīnija oksīda skābajiem sāļiem; seskvioksīdu sāļi - vidēji, kā arī mangāns un varš - grūti šķīst ūdenī.
Apokrēnskābe ("nogulšņu atslēga") ūdenī šķīst nedaudz mazāk nekā krēnskābe. Tās sārmu un dzelzs oksīda sāļi (“apokrenāti”) viegli šķīst ūdenī; sārmzemju bāzu sāļi - nedaudz grūtāk; seskvioksīdu sāļi, mangāna un vara sāļi ir grūti šķīstoši.
Aprakstītās augsnes trūdvielu komponentu īpašības ir arī pamatā esošajām metodēm to atsevišķai ražošanai.
Ideju par humusu kā dažādu, noteiktu skābju un to sāļu sastāvu kompleksu atbalsta arī vairāki mūsdienu pētnieki. Tātad Sven-Oden augsnes humusa sastāvā izšķir šādus savienojumus:
Humusa ogles (atbilst bijušo autoru ulminam un humīnam). Tie ir "humus" un himomelānskābes anhidrīdi. Tie nešķīst ūdenī un neizdala koloidālus šķīdumus. Pārklāts melnā vai tumši brūnā krāsā.
Humīnskābe; atbilst iepriekšējo autoru humīnskābei, ar visām savām īpašībām (ļoti vāji šķīst ūdenī un spirtā; visi tās sāļi, izņemot sārmainos, arī nešķīst; ar ūdeni var dot koloidālus šķīdumus; skābe ir melna- brūnā krāsā).
Himatomelānskābe; atbilst bijušo autoru ulmīnskābei. Brūna krāsa. Pēc īpašībām līdzīga humīnskābei, bet šķīst spirtā. Ar ūdeni dod koloidālus šķīdumus.
Fulvoskābes atbilst iepriekšējo autoru kreppaskābēm un apokrēnskābēm. Viegli šķīst ūdenī, tāpat kā lielākā daļa to sāļu. Krāsots dzeltenā krāsā.
Tā Svens-Odens, pamatojoties uz saviem pētījumiem, atzīst, ka augsnes humusvielas patiešām ir noteikti ķīmiski savienojumi (skābes un to atvasinājumi), taču daļēji, atrodoties koloidālā stāvoklī, tās var dot arī t.s. "absorbējošie savienojumi".
Paralēli mēģinājumiem noskaidrot to komponentu būtību, kas veido augsnes humusa vielu, jau sen ir bijusi aktīva pētnieciskais darbs lai noskaidrotu šī sarežģītā kompleksa iekšējo struktūru. Īpaša uzmanība tika pievērsta jautājumam par savienojuma raksturu un stiprumu ar pelnu vielu un tā slāpekļa savienojumu humusa "kodolu".
Pamatojoties uz dažiem darbiem, var domāt, ka organiskie-minerālie savienojumi, kas veido augsnes humusu, ir humīnskābju vienkāršie un dubultsāļi, kur pelnu vielas ir saistītas ar organiskām vielām, piemēram, bāzu saites ar skābēm, tādējādi ievērojot likumus. vienkāršas ķīmiskās reakcijas (Šiblers, Mulders, Pičs). No otras puses, ir pierādījumi, ka pelnu vielas ir daudz stingrāk iegultas humusā un tās nevar pilnībā izdalīt no pēdējais ceļš apstrādājot to ar parastajām metodēm, bet tikai pēc pilnīgas iznīcināšanas (piemēram, sadedzinot) Mums par to ir norādes no iepriekšējiem autoriem. Tā, piemēram, Rodzianko pēc atkārtotas humusa nogulsnēšanas un apstrādes ar 30% sālsskābi tajā tomēr atrada aptuveni 1,5% pelnu. Visi šie pētījumi dod pamatu domāt, ka minerālvielas atrodas pašā humusa kompleksa molekulā.
Pēc vairāku zinātnieku (Gustavsona) domām, humusvielā bez skābām ūdens atliekām ir arī spirta atliekas, kuru ūdeņradi var aizstāt ar metāliem ar vāji skābu raksturu (dzelzi, alumīniju). Tieši šie poliatomiskie metāli ir atrodami humusvielas pelnos, un tie var būt saites starp pārējo minerālsavienojuma minerālo daļu (P2O5, SiO2, daļēji piesātināti ar citām bāzēm) un organiskajām vielām. Šāds savienojums nedrīkst tikt sadalīts ar sārmiem, jo, kā zināms, spirta ūdens atlieku ūdeņradi nevar aizstāt ar radikāļiem ar sārmainu raksturu.
Turklāt Hoppe-Seyler darbi, kas parādīja, ka humusa vielas ar kodīgu sārmu un ūdeni, karsējot līdz 200 ° C, dod protokatehīnskābi (vienu no dioksbenzoskābēm), liecina, ka humusa kompleksā ir fenola ūdens atliekas ( apstiprināja jaunākie pētījumi - F. Fišers).
Reinicers, konstatējis humīnskābes spēju atjaunot Fēlinga šķidrumu, sliecas domāt, ka tajā ir arī aldehīda grupa vai hidroksilgrupa, kā fenolā, vai abas. Ir zināmas norādes uz karboksilgrupu klātbūtni humīnskābes sastāvā. Ļevakovskis, P. Sļežkins, S. Kravkovs uzskata, ka saikne humusā starp organisko un minerālo daļu ir tikpat spēcīga kā svaigā augu vielā un ka tumus daļu pelnu daļu saņem it kā “mantojot” no humusa veidotājs. No šī viedokļa humusa pelnu vielas nonāk pašā organiskās vielas molekulā, un humusa komplekss nonāk augsnē no mirstošām augu (un dzīvnieku) atliekām zināmā mērā “gatavā” formā, t.i., nevis tīri organiska, bet minerāl-organiska viela, kas vēlāk, nonākot augsnē, pabeidz savu galīgo veidošanos, pievienojot vairākus citus pelnu elementus jau no augsnes. Zināmu apstiprinājumu šim uzskatam atrodam vēlākajos B. Odincova un Gārtnera darbos, kuri ieguva no trūdošām augu atliekām ekstraktus, kas pēc sastāva un īpašībām ir ļoti līdzīgi augsnes humusam.
Liels skaits pētījumu tika veltīti konkrētākam jautājumam - kādā veidā slāpeklis ir augsnes humusā. Ir pierādījumi, ka šis elements humusā daļēji atrodas amonjaka savienojumu veidā, ko pierāda iespēja šos savienojumus atdalīt, vārot humusa vielas ar kodīgiem sārmiem un atkārtoti izgulsnējot ar skābēm. Tenārs no stipri sapuvušiem kūtsmēsliem ekstrahēja skābi, kas pēc 10 reizes izšķīdinot KHO un nogulsnējot ar skābi, nesamazināja slāpekļa saturu; līdz ar to autors secināja, ka šis slāpeklis nav amonjaks, bet pieder pie pašas skābes daļiņas un var tikt no turienes izspiests tikai tad, kad viela ir pilnībā iznīcināta, piemēram, sakausējot ar kodīgu sārmu utt. Vairāki pētījumi citi zinātnieki arī konstatēja, ka augsnē ir daži - tuvāk nav pētīti - ļoti spēcīgi slāpekļa savienojumi. Bertelota Andrē darbi parādīja, ka slāpeklis augsnes humusā zināmajā daļā ir amīdu un aminoskābju veidā. Tajā pašā laikā pēdējo mūsu nosaukto autoru eksperimenti parādīja, ka papildus amīda un aminoskābju (un amonjaka) slāpeklim augsnes humuss satur nedaudz (no 20 līdz 66% no kopējā slāpekļa daudzuma) šis elements kaut kādā veidā (kurā viens palika neskaidrs), to nesadala ne sārmi, ne slāpekļskābe. Daži pētnieki šo stabilo humusa slāpekli saturošo daļu uzskata par dzīvnieku izcelsmes vielu (keratīna, hinīna u.c.) paliekām. Nelaiķis P. Kostyčevs uzskatīja, ka šīs slāpekļa vielas ir daļa no dzīvām baktērijām un sēnēm, kas dzīvo uz augsnes humusa. Pastāv pieņēmums (Demjanovs), ka humusā ir olbaltumvielas, bet ne brīvā veidā (kurā tās ir trauslas un viegli sadalās - gan no ķīmiskiem reaģentiem, gan enzīmu ietekmē), bet gan spēcīgākā kombinācijā ar citām. skābas vielas, piemēram, ar tanīnskābi un fosforskābi un, visbeidzot, ar slāpekli nesaturošām humīnskābēm vai ar dehidrētu vaskulozi. Ir pamats aizdomām par nukleīniem piederoša slāpekļa, nukleoproteīnu, lecitīna uc klātbūtni augsnes humusā. Olbaltumvielu klātbūtni augsnes humusā apstiprina A. Šmuka darbi.
Panākumi, ko koloīdu ķīmija ir guvusi, īpaši pēdējos gados, varēja tikai atspoguļot dažos augsnes zinātnes noteikumos, un jo īpaši tiem var būt nozīmīga loma humusvielu patiesās būtības noskaidrošanā. Van Bemmelena, Fišera, Ērenbera darbi un izcilie krievu zinātnieka K. Gedroita pētījumi tagad ļauj uzskatīt augsnes humusvielas par savienojumiem zināmā mērā koloidālā stāvoklī. Pie tā mūs vedina veselu virkni īpašu īpašību, kas piemīt šīm vielām, izpēte. Tātad, to spēja sarecēt no šķīdumiem skābju un sāļu ietekmē, sals un elektriskā strāva, spēcīgākā ūdens uzsūkšanās no tām un - tā rezultātā - spēcīgākā spēja uzbriest, un pēc žāvēšanas visspēcīgākais tilpuma samazinājums, ļoti vāja elektrolītiskā vadītspēja, humusvielu veikto pārvērtību pakļaušana likumiem virsmas spraigums, nevis stehiometriskie likumi, humusvielu spēja izgulsnēt pretēji lādētu koloīdu solus, spēja veidot sarežģītus maisījumus un kompleksus pievienošanās produktus utt. - tas viss apliecina, ka humusa vielu priekšā mēs redzam kompleksu. savienojumu komplekss, kas noteiktā daļā atrodas koloidālā stāvoklī.
No šī viedokļa dažas no iepriekš aplūkotajām humusvielu īpašībām mums vajadzētu pievērsties nedaudz atšķirīgā veidā. Tātad pelni, piemēram, humusa vielu daļa, jāuzskata nevis par kādu konkrētu ķīmisku savienojumu, bet gan par “absorbējošu savienojumu”; humusvielu šķīdumiem sārmos nevajadzētu būt īstiem šķīdumiem, bet gan pseidošķīdinātājiem, kas ir divvērtīgu un trīsvērtīgu katjonu (Ca ++, Mg ++, Al +++, Fe +) izgulsnējoša iedarbība uz humusvielām. ++) - kā koagulācijas, koagulācijas, želeju veidošanās process utt. Pēc V. Džemerlinga domām, humusvielu izkliedētība palielinās paralēli to oksidācijas pakāpei un paralēli to aktivitātei. No šī viedokļa V. Džemerlings par vismazāk izkliedētajiem ķermeņiem uzskata humīnu un ulmīnu, bet visvairāk izkliedētās ir kreps un apokrēnskābes.
Taču Baumaņa un Gullija darbos iepriekš minētie van Bemmelena uzskati ir atraduši ekstrēmu izteiksmi; minētie autori mēģināja pierādīt, ka humīnskābes vispār nekad neveido īstus sāļus, ka visiem savienojumiem, kas tika aprakstīti kā sāļi, faktiski nav ne sastāva noturības, ne spēju veikt jonu reakcijas, jo tie ir tikai "absorbcijas (adsorbcijas) savienojumi. ”. Šobrīd šie uzskati jāuzskata par pārspīlētiem, jo, kā jau iepriekš norādījām, augsnē koloidālā stāvoklī var atrasties tikai daļa humusvielu; turklāt jāņem vērā, ka vielas koloidālais stāvoklis neizslēdz vielas spēju iesaistīties ķīmiskās reakcijās.
Pamatojoties uz vairākiem vēlākiem pētījumiem, jārēķinās, ka neviena no iepriekš minētajām "skābēm" neatspoguļo kādu konkrētu ķīmisku indivīdu, bet gan, atsevišķi ņemot, ir sarežģīts dažādu savienojumu komplekss. No šī viedokļa esošās metodes augsnes humusa sadalīšanai iepriekš minētajos komponentos ir jāuzskata par nosacītām, ar vārdiem "humusa", "krepskābe" un "apokrēnskābes" nozīmē tikai kompleksu kopumu, kas ir viendabīgi savā fizikā. un ķīmiskās īpašības.
Mums par to ir norādes no iepriekšējiem autoriem (Posts, Mullers, Reinice, Bertelo un citi), kuri apgalvoja, ka augsnes organiskā daļa satur vairākus ļoti dažādus organiskos savienojumus (sveķus un taukus, glicerīnu, nukleīnus, aldehīdus un daudzus). citi). ); Tomēr šis noteikums saņēma īpaši spēcīgu pamatojumu pēc amerikāņu zinātnieku (Šreinera un Šorija un citu) darba. Pēdējie, lai pētītu humusa savienojumu sastāvu un īpašības, dažādās Amerikas augsnēs uzklāja veselu virkni visdažādāko reaģentu - lai no augsnēm iegūtu visdažādākās organisko savienojumu grupas, kādas var atrast humusā. no šīm augsnēm. Šim nolūkam viņi kā šķīdinātājus izmantoja kodīgus sārmus, minerālskābes, spirtu, petrolēteri un etilēteri utt.).
No atrastajām skābēm bija: monooksistearīnskābe, dioksistearīnskābe, parafīnskābe, lignocerīnskābe, agrocerīnskābe, skābeņskābe, dzintarskābe, krotonskābe un citas skābes.
No ogļhidrātiem tika atrasti: pentozāni, heksoze utt.
No ogļūdeņražiem: entriakontāns.
No spirtiem: fitosterīns (no holesterīna vielu grupas), agrosterīns, mannīts u.c.
No esteriem: sveķskābju esteri, kaprīnskābes un oleīnskābju glicerīdi utt.
No slāpekli saturošām vielām: trimetilamīns, holīns.
Diaminoskābes: lizīns, arginīns, histidīns utt.
Citozīns, ksantīns, hipoksantīns, kreatīns.
Pikolīnkarbonskābes un nukleīnskābes.
Papildus minētajiem savienojumiem daudzās augsnēs ir izolēta benzoskābe, vanilīns un daudzi citi. citi
No visām uzskaitītajām vielām humīnskābē (t.i., nogulsnēs, kas veidojas, apstrādājot sārmainu ekstraktu ar sālsskābi) dominēja sekojošais; sveķu skābju esteri, sveķu skābes, taukskābju glicerīdi, agrosterīns, fitosterīns, agrocerīns, lignocerīns, parafīnskābes utt.; krēnskābes un apokrēnskābes sastāvā (t.i., iepriekš minētajā skābajā filtrātā no nogulumiem) tika konstatēti: pentozāni, ksantīns, hipoksantīns, citozīns, histidīns, arginīns, dioksistearīnskābes un pikolīnkarbonskābes u.c.
Interesanti atzīmēt, ka, atkārtoti apstrādājot augsnes ar kodīgu sārmu (2%), pēdējie joprojām saturēja ievērojamu daudzumu organisko savienojumu, kas nepārgāja šķīdumā (iepriekšējo autoru “humin” un “ulmin”).
Protams, tagad nav šaubu, ka tā sauktās humīnskābes, krepskābes un apokrēnskābes neatspoguļo kādus konkrētus ķīmiskos indivīdus, bet gan katrs atsevišķi tiek ņemts dažādu organisko savienojumu maisījums. Taču iepriekš minētie amerikāņu pētnieku darbi nekādā veidā neatrisina problēmu, kas saistīta ar humusa sastāva noskaidrošanu, jo paliek neskaidrs, vai viņi visas iepriekš uzskaitītās vielas noteica pētīto augšņu organiskajā daļā kopumā vai tikai to sastāva humusa daļa (atgādiniet šo divu jēdzienu atšķirību, ko mēs izdarījām iepriekš). Drīzāk mums ir jāpieņem, ka visi iepriekš no augsnēm izdalītie organiskie savienojumi kopumā ir augsnes organiskās daļas sastāvdaļas; bet kuri no tiem ir daļa no augsnes humusa, paliek neskaidrs. Pats fakts par visu to organisko savienojumu klātbūtni augsnēs, kas ir daļa no augu un dzīvnieku atliekām, kā arī par dažādu šo savienojumu sadalīšanās starpposma formu klātbūtni tajās, protams, nevar apšaubīt. Tāpēc amerikāņu zinātnieku veiktie pētījumi diez vai virza mūs uz priekšu, risinot jautājumu par tā organisko-minerālo augsnes audzēju, ko mēs saucam par humusu, sastāvu un īpašībām. Labākajā gadījumā tie dod mums papildus argumentu rokās - aizdomāties par to kompleksu ķīmisko sarežģītību un daudzveidību, kurus mēs nosacīti apvienojam ar vārdiem “humus”, “kreps” utt. skābes.
Ņemot vērā to, ka vēl nav atrastas metodes, ar kurām no augsnes varētu izolēt tīras humusvielas un tādējādi tās individualizēt, nupat paustos apsvērumus lielākā vai mazākā mērā var attiecināt uz visiem citiem pētījumiem un darbiem. kuri cenšas vienā vai otrā veidā atšifrēt augsnes humusa sastāvu un īpašības, mēģinot to izolēt no augsnes, jo mēs nekad nevaram būt droši, vai mums tiešām ir darīšana ar augsnes humusvielām, vai arī mūsu priekšā ir tikai dažādas relikvijas. no tiem organiskajiem savienojumiem, kas bija daļa no mirušo augu un dzīvnieku atliekām un kas mums ir jāatzīst par pārejošiem savienojumiem kopumā šīs augsnes organiskajā daļā.
Nav pamata uzskatīt, vai visi ar šo metodi noteiktie organiskie savienojumi ir kaut kādi jaunveidojumi, kas iegūti pašā pētāmo augšņu apstrādes procesā ar vienu vai otru izmantoto reaģentu (sārmu, spirtu u.c.). Visbeidzot, nevar nepieminēt, ka humusa sastāvs dažādās augsnēs, protams, ir ļoti atšķirīgs (atkarībā no mirstošās veģetācijas sastāva, no klimatiskajiem apstākļiem, no minerālās daļas fizikāli mehāniskā un ķīmiskā sastāva). augsne utt.). Tāpēc vēlme iepriekš minētajā veidā noskaidrot augsnes humusa sastāvu un īpašības neapšaubāmi sastopas ar ārkārtīgi daudzām grūtībām, kas katrā atsevišķā gadījumā sniedz nosacītu konkrētu priekšstatu par iegūtajiem datiem.
Visi tagad izteiktie apsvērumi var būt pilnībā piemērojami, kā mēs norādījām iepriekš, tiem pēdējiem mēģinājumiem, kas tika veikti pēdējie laiki vairāki pētnieki humusvielu izdalīšanas no augsnes masas metožu izpētes jomā. Īpaša uzmanība pašlaik tiek pievērsta augsnes humusvielu izolācijas metodei, apstrādājot tās ar acetilbromīdu (CH3COOBr) — metodi, ko ierosināja Karers un Bodings-Vīgers un plaši izmanto Springer. Acetilbromīds, kā liecina attiecīgie pētījumi, izšķīdina visas augsnes organiskās vielas, kas vēl nav mitrinājušas augu atliekas un gandrīz neietekmē augsnes humusvielas, kas, šķiet, paver plašas iespējas šo pēdējo tieša izpēte un analīze. Tomēr šī metode joprojām ir pārāk maz pētīta un pārbaudīta, tāpēc mums pagaidām ir jāatturas no konkrētiem spriedumiem. Vēl jo vairāk attiecināms tas, kas teikts saistībā ar citiem nesenajiem mēģinājumiem izolēt no augsnes humusvielas - uz metodēm, piemēram, augsnes apstrādi ar ūdeņraža peroksīdu, piridīnu utt. Mums ir jāatzīst, ka visas šīs metodes ir nosacītas un pretrunīgas kā iepriekš minēto metodi, ko izmantoja Šreiners un Šorijs, kā rezultātā visi iepriekš minēto pētnieku izvirzītie apsvērumi un nosacījumi par augsnes humusvielu sastāvu un īpašībām rada vairākas neatrisināmas šaubas.
Ņemot to vērā, mēs neuzskatām par iespējamu šajā kursā visus iepriekš minēto autoru paustos uzskatus par humusvielu sastāvu, struktūru un īpašībām, kas balstīti uz neuzticamiem un nosacītiem pamatiem.
Jau ilgu laiku humusvielu sastāva un īpašību vērtēšanai ir mēģināts pielietot citu metodi, proti, sintētisko metodi jeb, pareizāk sakot, ģenētisko metodi, t.i., humusvielu mākslīgās iegūšanas metodi (ar visiem to raksturīgās īpašības) no noteiktiem ķīmiskiem indivīdiem, detalizēti izpētot visus starpposmus, kuriem šie indivīdi iziet ceļā. Mums jāatzīst, ka humusa ģenētiskās izpētes ceļš neapšaubāmi ir auglīgāks un spēj ātri sniegt mums atslēgu, lai atrisinātu jautājumus, kas saistīti ar šī sarežģītā kompleksa izcelsmi, sastāvu un īpašībām.
Šajā ceļā var izmantot divas metodes: vai nu var mēģināt mākslīgi iegūt humusvielām līdzīgus savienojumus, apstrādājot dažādus augu organismā visbiežāk sastopamos organiskos savienojumus ar vienu vai otru reaģentu. Šo ceļu plaši izmantoja bijušo pētnieku darbā (sevišķi daudz šādu eksperimentu veica ar ogļhidrātiem, apstrādājot tos ar spēcīgām minerālskābēm). Vai arī, lai izvairītos no šādu "vardarbīgu" pētāmo objektu humifikācijas metožu izmantošanas, ir iespējams izmantot citu metodi, proti: ievietojot noteiktus ķīmiskos indivīdus (olbaltumvielas, ogļhidrātus utt.) un to kombinācijas. dažādi to sadalīšanās apstākļi (pie atšķirīga temperatūra, dažādos aerācijas un mitruma apstākļos, ar un bez bioloģisko faktoru līdzdalības u.c.), mēģināt izpētīt, kuri no pētāmajiem objektiem un kādos apstākļos var pārvērsties par humusam līdzīgām vielām un kuri nevar, un pētot starpproduktu. posmi, kas iet garām šiem objektiem ceļā uz galīgo humusa veidošanos, mēģina iekļūt šajā gadījumā notiekošo ķīmisko pārvērtību būtībā. Mums ir jāatzīst šis ceļš kā dabiskāks un produktīvāks.
Pirmais vispārējas kārtības jautājums, kas izriet no šāda mūs interesējošās problēmas izklāsta, ir šāds: kādas ir mirstošo augu un dzīvnieku atlieku sastāvdaļas, kas ir tieši iesaistītas humusa veidošanā? Citiem vārdiem sakot: kura no šīm sastāvdaļām mums būtu jāuzskata par humusa materiālā sastāva "sākotnējo avotu"? Daži pētnieki, balstoties uz teorētiskajām atziņām, ka humusa veidošanā jāpiedalās tikai tām augu (un dzīvnieku) sastāvdaļām, kurām ir salīdzinošā stabilitāte un izturība to sadalīšanās procesos, izdara pieņēmumu, ka humusa veidošanās galvenais avots ir šķiedra, inkrustējošās vielas, lignīns, sveķi, miecvielas uc Citas augu atlieku sastāvdaļas (olbaltumvielas u.c.) to sabrukšanas procesos augsnē tik viegli un ātri sadalās līdz galaproduktiem (CO2, H2O u.c.), ka pēc šo pētnieku domām, tie nevar nostiprināties augsnes masā un tādējādi nevar piedalīties tā spēcīgā un stabilā kompleksa, kas ir humuss, sintēzē. Citi pētnieki izvirza atšķirīgu viedokli, kas zināmā mērā ir pretējs tikko paustajam, proti, ka tuvākā un tiešākā daļa augsnes trūdvielu veidošanā ir tieši otrādi – mobilākā un jo īpaši tikai ūdenī šķīstošie mirstošo organisko atlieku sadalīšanās produkti (Ļevakovskis, Hope-Seyler, Slezkin, Kravkov).
Pamatojoties uz šo pētnieku darbu, redzams, ka atmosfēras ūdens, pat no svaiga, t.i., vēl nepakļauts nekādiem sadalīšanās procesiem, augu atliekas spēj izskalot virkni gan organisko, gan pelnu savienojumu, kas vēlāk, zem. dažādu fizikāli ķīmisko un bioķīmisko vielu ietekmē spēj pārvērsties tumšās, trūdvielām līdzīgās vielās. Šis process, protams, notiek vēl dramatiskākā mērogā gadījumā, ja ūdenim jāiedarbojas uz mirušām augu atliekām, kas jau ir izgājušas noteiktus sabrukšanas posmus (gadījums, kas galvenokārt jārisina dabiskos apstākļos).
Iepriekš izklāstītie pretrunīgie spriedumi par augsnes humusa materiālā sastāva primārajiem avotiem tagad uzskatāmi par zaudējušiem savu asumu. Tagad vairs nav šaubu, ka pirms pārvēršanas humusā pilnībā organiskajiem savienojumiem, bez šaubām, vispirms ir jāiziet cauri šķidrajai fāzei. Un tā kā absolūti stabili un absolūti nemainīgi organiskie savienojumi nepastāv, un tie visi tīri ķīmisku vai bioķīmisku aģentu ietekmē var iziet dažādas pārvērtības, tostarp to mobilitātes un šķīdības palielināšanas virzienā (pat lignīns, sveķi un tanīni). ), jāatzīst, ka augsnes masas humusa kodola veidošanā kopumā var piedalīties visi organiskie savienojumi, kas veido augu un dzīvnieku atliekas. Jautājums tiek reducēts tikai uz katra organiskā savienojuma līdzdalības daļas noskaidrošanu šī kodola veidošanas procesā un, pats galvenais, uz to sarežģīto ķīmisko, fizikāli ķīmisko un bioķīmisko mijiedarbību noskaidrošanu, kas notiek starp organiskajiem savienojumiem un minerālvielu. augsne, citiem vārdiem sakot, to sarežģīto parādību izpētei, kas pavada pašu organisko minerālu kompleksa, augsnes ķermeņa, veidošanās procesu.

Plašus pētījumus šajās jomās mūsu laboratorijā veica A. Trusovs. Ievietojot dažādus organiskos savienojumus - bieži vien diezgan ilgu laiku - dažādos sadalīšanās apstākļos, minētais autors, pamatojoties uz saviem eksperimentiem, izdarīja šādus galvenos secinājumus:
1. Ogļhidrāti (šķiedrvielas, hemiceluloze, ciete, saharoze, glikoze un levuloze) acīmredzot nepiedalās humusvielu veidošanā.
2. Eļļas šajā sintēzē aizņem tikai vislielāko daļu.
3. Organiskās skābes, sveķi, korķis arī nav klasificējami kā humusa veidotāji.
4. Galvenie augsnes humusvielu "piegādātāji" ir olbaltumvielas, tanīni, inkrustējošās vielas (lignīns) un dažādi polifenolu savienojumi (hidrohinons, orcīns, pirogalols u.c.).
5. Olbaltumvielas humifikācijas ceļā galvenokārt hidrolītiski sadalās; notiek tālāka šīs hidrolīzes produktu oksidēšanās un kondensācija. No šādiem proteīnu hidrolītiskās sadalīšanās produktiem pirola un benzola savienojumi veido humusvielas, bet no pēdējiem - galvenokārt satur fenola grupu, piemēram: indols, skatols, prolīns, triptofāns, fenilalanīns, tirozīns utt. ar oksihinonu raksturu.
6. Lignīna humifikācija (enkrustējošās vielas) ir saistīta ar tajā esošajām fenola un hinona grupām. Tiek iegūti dažādi sablīvēti produkti - atkal ar oksihinonu raksturu.
7. Tanīnu humifikācija - caur gallskābi, kas rodas šo vielu hidrolīzes rezultātā, atkal nonāk sablīvētu produktu veidošanā ar oksihinonu raksturu; papildus tiek iegūta tannomelānskābe, pirogalols, purpurogalīns u.c.
8. Apmēram tādus pašus produktus iegūst, humifikējot polifenolu savienojumus, kas ir augu atlieku sastāvdaļa.
Visu iepriekšminēto organisko savienojumu humifikācija notiek augsnē visdažādāko gan bioloģisko, gan ķīmisko faktoru ietekmē.
Apkopojot visus humifikācijas procesus saskaņā ar vienu vispārīgu shēmu, mēs varam teikt, ka šo procesu pirmais posms ir dažādu oglekļa savienojumu hidrolītiskā sadalīšanās, t.i., sarežģītas oglekļa ķēdes sadalīšana vienkāršākās daļās.
Otrais humusvielu veidošanās posms izpaužas enerģiskā ūdens zudumā un iekšējās sablīvēšanās parādībās.
A. Trusovs, kā redzam, uzzīmēja tikai vispārīgu mūs interesējošo procesu shēmu. Pēdējā laikā sintētisko (ģenētisko) augsnes humusvielu izpētes veidu plaši izmanto amerikāņu pētnieks Vaksmans.
Pamatojoties uz apsvērumu, ka dažādiem organiskiem savienojumiem, kas veido mirušās augu un dzīvnieku atliekas, ir dažāda izturības pakāpe pret mikrobu destruktīvo darbību un dažāda to ķīmiskās mobilitātes un reaktivitātes pakāpe, un līdz ar to dažādas pakāpes iespējamā līdzdalība mikrobu sintēzē. ka samērā stabilais komplekss Kas ir augsnes humuss, Vaksmans, izstrādājis atbilstošu tehniku, visus augu vielā atrodamos organiskos savienojumus sadala vairākās frakcijās, kuras vieno dažas kopīgas īpašības.
1. Ja vienu vai otru augu vielu (kūdru u.c.) galvenokārt pakļauj ekstrakcijai ar ēteri, tad tās pāriet šķīdumā; ēteriskās un taukainās eļļas, daļa no vaskveida un sveķainām vielām utt. Šai savienojumu grupai ir jābūt ļoti izturīgai pret mikroorganismu sadalīšanās darbību un tādējādi var piedalīties šī salīdzinoši spēcīgā kompleksa veidošanā. , kas ir augsnes humuss.
2. Iedarbojoties uz atlikumu, pēc apstrādes ar ēteri, ūdeni (vispirms aukstu, pēc tam karstu), mēs veicinām pāreju uz dažādu cukuru (glikozes, mannozes, pentozes u.c.), aminoskābju, dažu šķīstošo cukuru šķīdumā. olbaltumvielas, dažas organiskās skābes (vīnskābe, etiķskābe, arābskābe, malonskābe u.c.), spirti (mannīts u.c.), noteikts daudzums cietes, miecvielas u.c. Šī vielu grupa, izņemot tanīnus, gluži pretēji , raksturojams kā ļoti viegli noārdāms mikroorganismu (baktēriju un sēnīšu) ietekmē, tāpēc, ātri iznīcinot augsnē, tas nekalpo kā tiešs avots humusa kompleksa veidošanai.
3. Tālāk iedarbojoties uz analizējamās vielas atlikumu ar verdošu "95° spirtu, mēs šķīdumā pārnesam dažus sveķus un vaskus, alkaloīdus, hlorofilu un citus pigmentus, tanīnu, holīnu, augstākos spirtus (inositolu) utt. Visai šai frakcijai jābūt raksturojas kā ar lielu stabilitāti un noturību pret mikroorganismu sadalīšanās darbību, un līdz ar to tā nedaudz pārveidotā veidā var būt augsnes humusa sastāvā.
4. Iedarbojoties uz atlikumiem no iepriekšējās apstrādes ar atšķaidītām verdošām skābēm (piemēram, 2% HCl), mēs veicinām hemicelulozes (“viltus” šķiedras) pārnesi, kas šīs darbības laikā tiek hidrolizēta, t.i., pārvēršas vienkāršā veidā. ogļhidrāti Hemicelulozes ir, kā zināms, gan heksozes, gan pentozes ir anhidrīdi (pēdējo atvasinājumi, tā sauktie pentosāni, ir ļoti izplatīti augu organismā).
Apstrādājot iepriekšējās darbības atlikumus ar koncentrētām skābēm (80% H2SO4 un 42% HCl), mēs šķīdumā izšķīdinām celulozi (“īsto” šķiedru), kompleksu glikozes anhidrīdu.
Gan celuloze, gan hemicelulozes ir viena no galvenajām augu atlieku sausnas sastāvdaļām.
Lai gan no ķīmiskā viedokļa abas minētās organisko savienojumu grupas līdz ar to raksturojamas kā ļoti spēcīgi un stabili savienojumi, tomēr īpašu mikroorganismu darbības ietekmē, kas izdala hidrolizējošus enzīmus, tie organismā diezgan ātri un pilnībā sadalās. augsnē, kas liek ļoti apšaubīt to klātbūtni augsnes humusā.
5. Atlikušās visas iepriekšējās operācijas dod mums iespēju noteikt tā saukto lignīnu (inkrustējošās vielas, kas ir augu šūnu sieniņu nepieciešamā sastāvdaļa). Ķīmiskā daba lignīns nav skaidrs. Tas ir kolektīvs jēdziens, kas ietver dažādu savienojumu kompleksu, kas nav pakļauts hidrolīzei pat tādu koncentrētu skābju ietekmē kā iepriekš minētie 80% H2SO4 un 42% HCl. Tā lielā izturība pret mikrobu postošo darbību dod tiesības uzskatīt to par vienu no parastajām augsnes humusa sastāvdaļām.
6. Slāpekli saturošu savienojumu grupai ir ārkārtīgi liela nozīme augu un dzīvnieku dzīvē, kas ir šūnu plazmas neatņemama sastāvdaļa. Šī grupa ir daudzveidīga un daudzveidīga pēc īpašībām. Daži no šiem savienojumiem šķīst ūdenī (skatīt iepriekš: šķīstošie proteīni, aminoskābes utt.); otra daļa viegli hidrolizējas, pakļaujot verdošām atšķaidītām skābēm (faktiski olbaltumvielām), un pēc tam iegūst ūdenī šķīstošos savienojumus; trešā daļa tiek hidrolizēta tikai tad, ja tiek pakļauta koncentrētām skābēm utt.
No šī viedokļa slāpekļa organisko savienojumu grupa ir jāatzīst par ļoti atšķirīgu - tās atsevišķo pārstāvju stabilitātes un sadalīšanās pakāpes un līdz ar to līdzdalības pakāpes humusa veidošanā ziņā. komplekss.
Papildus dažādajiem iepriekš minētajiem organiskajiem savienojumiem mirstošo augu un dzīvnieku ķermeņa sastāvā vienmēr novērojam atšķirīgu visdažādāko un minerālvielu (pelnu) vielu daudzumu. Visiem šiem dažādajiem savienojumiem, kas augsnes veidošanās procesā iekrīt dažādos laikapstākļa iežu apvāršņos, ir atšķirīgs liktenis: daži no tiem, kļūstot par mikrobu īpašumu, ātri sabrūk un sadalās, citi iziet vairākas sarežģītas mijiedarbības parādības. augsnes minerālās sastāvdaļas, kuru viens no rezultātiem ir relatīvi stabilais un izturīgais organisko minerālu komplekss, ko sauc par humusu. Šīs mijiedarbības parādības ir sarežģītas un daudzveidīgas: pastāv arī tīri ķīmiskas reakcijas starp laikapstākļa iežu sastāvdaļām un organisko atlieku šķīstošiem sadalīšanās produktiem, kas sistemātiski izskalojas no pēdējiem atmosfēras nokrišņu rezultātā, kā arī mikrobioloģiskas parādības, kas sastāv no dažādiem organisko savienojumu sadalīšanās un to sastāva vienkāršošana, un, no otras puses, to produktu apgrieztā sintēze, kas veidojas mikroorganismu organismā to uztura procesā, veidojot jaunas sarežģītas organiskas vielas, un, visbeidzot, fizikāli ķīmiskās parādības, kas saistītas ar mijiedarbojošo vielu koloidālais stāvoklis, kas izraisa īpašu "adsorbcijas savienojumu" veidošanos augsnē.
Pamatojoties uz to, ka no visiem organiskajiem savienojumiem, kas veido augu atliekas, lignīnam ir vislielākā izturība pret mikrobu sadalīšanās darbību; no otras puses, norādot, ka šo atlieku sadalīšanās procesā notiek proteīnu (un citu slāpekļa) kompleksu uzkrāšanās, kā arī to, ka visās autora analizētajās augsnēs šobrīd minētās vielas veidoja līdz 2010.gadam. līdz 80% no šo augšņu kopējās organiskās vielas utt. , - Vaksmans izdara pieņēmumu, ka augsnes humuss sastāv no pamata un sarežģīta kompleksa - kodola, kurā ietilpst galvenokārt lignīna un olbaltumvielu frakcijas, kas ir ciešā ķīmiskā savienojumā ar viens otru.
Šo galveno kodolu papildina vairākas citas vielas, kas vai nu paliek, sadaloties augu un dzīvnieku atliekām, vai arī tika sintezētas mikroorganismu dzīvībai svarīgās aktivitātes dēļ.
Starp šīm augsnes humusa sekundārajām sastāvdaļām ir daži tauki un vaski, hemicelulozes, augstāki spirti, organiskās skābes utt. Iepriekš minētajās augsnēs, ko analizējis Waksman, organiskās vielas faktiski satur tikai aptuveni 16% ūdenī nešķīstošu ogļhidrātu (celulozes, hemicelulozes). u.c.). ) un tikai 2,5–3% ēterī un spirtā šķīstošo vielu, savukārt olbaltumvielu un lignīna daudzums veidoja līdz 80% no šo augšņu kopējās organiskās vielas.
Ņemot vērā, ka proteīna frakcija, kas nonāk augsnē ar augu un dzīvnieku atliekām, kā arī veidojas tajā mikrobu aktivitātes sintezēšanas procesā, var atšķirties savā veidā. ķīmiskais sastāvs un ka lignīna grupa var būt arī savienojumu komplekss, kas būtiski atšķiras viens no otra, ir skaidrs, ka lignīna-olbaltumvielu kodola iekšējā uzbūve dažādās augsnēs, kas veidojas un attīstās dažādos apstākļos, var būtiski atšķirties savā starpā.
Waksman spēja mākslīgi sintezēt šo lignīna-olbaltumvielu kompleksu laboratorijas apstākļos. Pēdējais pēc īpašību kopējā daudzuma izrādījās krasi atšķirīgs no tā atsevišķo komponentu - lignīna un proteīna - īpašībām un tajā pašā laikā ieguva visas tās ķīmiskās, fizikāli ķīmiskās un bioloģiskās īpašības, ko mēs parasti uzskatām par raksturīgu humusam (vai, pareizāk sakot, tai tā daļai, ko sauc par humīnskābi): šķīdība sārmos un sekojoša nogulsnēšanās ar skābēm, tumša krāsa, izturība pret mikrobu (parasti olbaltumvielu) sadalīšanās darbību. viegli pakļaujas mikroorganismu sadalīšanās darbībai, to mijiedarbības ar lignīnu rezultātā tie iegūst, kā izrādījās, lielāku stabilitāti).
Tālāk Vaksmanam izdevās iegūt mākslīgos "lignoproteīna" kompleksa savienojumus ar dažādām bāzēm (Ca, Mg, Fe, Al), turklāt ar metodēm, kas līdzīgas tām, kuras parasti izmanto dažādu humīnskābes sāļu iegūšanai; Šie pētījumi, ja tie tiek pilnveidoti, var sniegt zināmu skaidrību zināšanām par saikni, kas pastāv starp organisko kodolu un augsnes humusa pelnu elementiem. Cita starpā tika konstatēts, ka lignīna-olbaltumvielu kompleksam ir

Mēs jau pašā sākumā neiedzīsim sevi stingros rāmjos un aprakstīsim šo terminu pēc iespējas vienkāršāk: organisko vielu (organisko; tie ir, piemēram, olbaltumvielas, tauki un ogļhidrāti) oksidēšanās process ir reakcija, kuras rezultātā notiek skābekļa (O2) tilpuma palielināšanās un ūdeņraža (H2) tilpuma samazināšanās.

Organiskās vielas ir dažādi ķīmiski savienojumi, kas satur (C). Izņēmumi ir ogļskābe (H2CO3), karbīdi (piemēram, karborunds SiC, cementīts Fe3C), karbonāti (piemēram, kalcīts CaCO3, magnezīts MgCO3), oglekļa oksīdi, cianīdi (piemēram, KCN, AgCN). Organiskās vielas reaģē ar pazīstamāko oksidētāju, skābekli O2, veidojot ūdeni H2O un oglekļa dioksīdu CO2.

Organisko vielu oksidēšanās process

Ja mēs domājam loģiski, tad tā kā pilnīgas oksidēšanās process ir sadegšana, tad nepilnīgās oksidēšanās process ir organisko vielu oksidēšanās, jo ar šādu triecienu viela neaizdegas, bet tikai uzkarsē (pavada izdalīšanās noteiktu enerģijas daudzumu ATP – adenozīna trifosfāta – un siltuma veidā Q ).

Organiskās oksidācijas reakcija nav pārāk sarežģīta, tāpēc viņi sāk to analizēt ķīmijas kursa sākumā, un studenti ātri asimilē informāciju, ja, protams, viņi pieliek vismaz pūles. Mēs jau esam iemācījušies, kas ir šis process, un tagad mums ir jāiedziļinās lietas būtībā. Tātad, kā notiek reakcija un kas tas ir?

Organisko vielu oksidēšana ir sava veida pāreja, vienas savienojumu klases pārvēršana citā. Piemēram, viss process sākas ar piesātināta ogļūdeņraža oksidēšanu un pārveidošanu par nepiesātinātu, pēc tam iegūtā viela tiek oksidēta, veidojot spirtu; alkohols savukārt veido aldehīdu, no aldehīda "izplūst" karbonskābe. Visas procedūras rezultātā iegūstam ogļskābo gāzi (rakstot vienādojumu neaizmirstiet ielikt atbilstošo bultiņu) un ūdeni.

Tā ir redoksreakcija, un vairumā gadījumu organiskajām vielām ir reducējošas īpašības un tās oksidējas pati. Katram iesaistītajam elementam ir sava klasifikācija - tas ir vai nu reducētājs, vai oksidētājs, un mēs piešķiram nosaukumu, pamatojoties uz OVR rezultātu.

Organisko vielu spēja oksidēties

Tagad mēs zinām, ka OVR (redox reakcijas) procesā piedalās oksidētājs, kas uzņem elektronus un kam ir negatīvs lādiņš, un reducētājs, kas nodod elektronus un ir pozitīvs lādiņš. Tomēr ne katra viela var iekļauties procesā, kuru mēs apsveram. Lai būtu vieglāk saprast, apskatīsim punktus.

Savienojumi nav oksidēti:

  • Alkāni - dažādi saukti parafīni vai piesātinātie ogļūdeņraži (piemēram, metāns, kura formula ir CH4);
  • Arēni ir aromātiski organiski savienojumi. Starp tiem benzols nav oksidēts (teorētiski šo reakciju var veikt, bet pēc vairākiem gariem soļiem; benzols nevar oksidēties pats par sevi);
  • Terciārie spirti ir spirti, kuros hidroksogrupa OH ir saistīta ar terciāro oglekļa atomu;
  • Fenols ir cits karbolskābes nosaukums, un ķīmijā tas ir rakstīts kā C6H5OH.

Organisko vielu piemēri, kas spēj oksidēties:

  • alkēni;
  • Alkīni (kā rezultātā mēs sekosim aldehīda, karbonskābes vai ketona veidošanās procesam);
  • Alkadiēni (veidojas vai nu daudzvērtīgie spirti, vai skābes);
  • Cikloalkāni (katalizatora klātbūtnē veidojas dikarbonskābe);
  • Arēni (jebkuras vielas, kuru struktūra ir līdzīga benzolam, tas ir, tā homologus, var oksidēt līdz benzoskābei);
  • Primārie, sekundārie spirti;
  • Aldehīdi (ir spēja oksidēt pēc tam oglekli);
  • Amīni (oksidācijas laikā veidojas viens vai vairāki savienojumi ar nitrogrupu NO2).

Organisko vielu oksidēšanās augu, dzīvnieku un cilvēku organismu šūnās

Šis ir vissvarīgākais jautājums ne tikai tiem cilvēkiem, kurus interesē ķīmija. Šāda veida zināšanām ir jābūt ikvienam, lai veidotos pareizs priekšstats par dažādiem procesiem dabā, par jebkuru vielu vērtību pasaulē un pat par sevi – cilvēku.

No kursiem skolas bioloģija Jūs droši vien jau zināt, ka organisko vielu oksidācijai ir svarīga bioloģiskā loma cilvēka organismā. Redoksreakciju rezultātā notiek BJU (olbaltumvielu, tauku, ogļhidrātu) šķelšanās: šūnās izdalās siltums, ATP un citi enerģijas nesēji, un mūsu ķermenis vienmēr tiek nodrošināts ar pietiekamu piegādi, lai veiktu darbības un normāli funkcionētu. orgānu sistēmas.

Šī procesa gaita palīdz uzturēt nemainīgu ķermeņa temperatūru ne tikai cilvēka, bet arī jebkura cita siltasiņu dzīvnieka organismā, kā arī palīdz regulēt noturību. iekšējā vide(to sauc par homeostāzi), vielmaiņu, nodrošina kvalitatīvu šūnu organellu, orgānu darbu, kā arī veic daudz vairāk nepieciešamo funkciju.

Fotosintēzes laikā augi absorbē kaitīgo oglekļa dioksīdu un ražo skābekli, kas nepieciešams elpošanai.

Organisko vielu bioloģiskā oksidēšana var notikt tikai, izmantojot dažādus elektronu nesējus un fermentus (bez tiem šis process aizņemtu neticami ilgu laiku).

Organiskās oksidācijas loma rūpniecībā

Ja mēs runājam par organiskās oksidācijas lomu rūpniecībā, tad šī parādība tiek izmantota sintēzē, etiķskābes baktēriju darbā (ar nepilnīgu organisko oksidēšanos tās veido vairākas jaunas vielas), un dažos gadījumos ar organiskām vielām. , iespējama arī sprādzienbīstamu vielu ražošana.

Organiskās ķīmijas vienādojumu rakstīšanas principi

Ķīmijā nevar iztikt bez vienādojuma sastādīšanas - tā ir sava veida šīs zinātnes valoda, kurā visi planētas zinātnieki neatkarīgi no tautības var runāt un saprast viens otru.

Taču vislielākās grūtības sagādā vienādojumu sastādīšana, kad jāpēta organiskā ķīmija.

Lai izjauktu šo tēmu, ir nepieciešams ļoti ilgs laika posms, tāpēc šeit ir atlasīts tikai īss darbību algoritms vienādojumu ķēdes risināšanai ar dažiem paskaidrojumiem:

  1. Pirmkārt, mēs nekavējoties aplūkojam, cik reakcijas notiek noteiktā procesā, un numurējam tās. Mēs arī nosakām klases, sākotnējo vielu nosaukumus un vielas, kas galu galā veidojas;
  2. Otrkārt, ir nepieciešams izrakstīt visus vienādojumus pa vienam un noskaidrot to reakciju veidu (savienojums, sadalīšanās, apmaiņa, aizstāšana) un nosacījumus.
  3. Pēc tam jūs varat sastādīt elektroniskos atlikumus, kā arī neaizmirstiet iestatīt koeficientus.

Organisko vielu un to veidošanās galaproduktu oksidēšanās reakcijas

Benzola oksidēšana

Pat agresīvākajos apstākļos benzols nav pakļauts oksidācijai. Tomēr benzola homologus var oksidēt kālija permanganāta šķīduma ietekmē. neitrāla vide kālija benzoāta veidošanos.

Ja neitrālu vidi nomaina uz skābu, tad benzola homologus var oksidēt ar kālija permanganātu vai dihromātu, beidzot veidojot benzoskābi.

Benzoskābes formulas veidošanās

Alkēnu oksidēšana

Oksidējot alkēnus ar neorganiskiem oksidētājiem, galaprodukti ir tā sauktie divvērtīgie spirti – glikogēni. Reducējošie aģenti šajās reakcijās ir oglekļa atomi.

Labs piemērs tam ir kālija permanganāta šķīduma ķīmiskā reakcija saistībā ar vāju sārmainu vidi.

Agresīvi oksidācijas apstākļi izraisa oglekļa ķēdes sadalīšanos dubultā saite ar veidošanās galaproduktiem divu skābju veidā. Turklāt, ja barotne ar augstu sārmu saturu veido divus sāļus. Tāpat produkti, sadaloties oglekļa ķēdei, var veidot skābi un oglekļa dioksīdu, bet spēcīgas sārmainas vides apstākļos karbonātu sāļi darbojas kā oksidatīvās reakcijas produkti.

Alkēni spēj oksidēties, kad tos iegremdē kālija dihromāta skābā vidē, līdzīgi kā parādīts pirmajos divos piemēros.

Alkīnu oksidēšana

Atšķirībā no alkēniem, alkīni tiek oksidēti agresīvākā vidē. Iznīcināšana oglekļa ķēde notiek trīskāršā saitē. Kopīga īpašība ar alkēniem ir to reducējošie aģenti, ko attēlo oglekļa atomi.

Izejas reakcijas produkti ir oglekļa dioksīds un skābes. Novietots kālija permanganāts skābā vidē būs oksidētājs.

Acetilēna oksidācijas produkti, iegremdējot neitrālā vidē ar kālija permanganātu, ir kālija oksalāts.

Ja neitrālu vidi nomaina uz skābu, oksidācijas reakcija turpinās, veidojot oglekļa dioksīdu vai skābeņskābi.

Aldehīdu oksidēšana

Aldehīdi viegli oksidējas, jo tiem piemīt spēcīgas reducējošas vielas. Kā aldehīdu oksidētājus var atšķirt kālija permanganātu ar kālija dihromātu, tāpat kā iepriekšējās versijās, kā arī sudraba hidroksīda - OH un vara hidroksīda - Cu (OH) 2 šķīdumu, kas galvenokārt raksturīgs aldehīdiem. Svarīgs nosacījums aldehīdu oksidācijas reakcijai ir temperatūras ietekme.

Video var redzēt, kā reakcijā ar vara hidroksīdu tiek noteikta aldehīdu klātbūtne.

Aldehīdi sudraba hidroksīda diamīna ietekmē var oksidēties par karbonskābēm šķīduma veidā, atbrīvojot amonija sāļus. Šo reakciju sauc par "sudraba spoguli".

Turklāt video demonstrē interesantu reakciju, ko sauc par "sudraba spoguli". Šī pieredze notiek glikozes, kas arī ir aldehīds, mijiedarbībā ar sudraba amonjaka šķīdumu.

Alkohola oksidēšana

Spirtu oksidēšanās produkts ir atkarīgs no oglekļa atoma veida, pie kura ir piesaistīta spirta OH grupa. Ja grupa ir saistīta ar primāro oglekļa atomu, tad oksidācijas produkts būs aldehīdi. Ja spirta OH grupa ir saistīta ar sekundāro oglekļa atomu, tad oksidācijas produkts ir ketoni.

Savukārt aldehīdus, kas veidojas spirtu oksidēšanās laikā, pēc tam var oksidēt, veidojot skābes. To panāk, aldehīda viršanas laikā skābā vidē oksidējot primāros spirtus ar kālija dihromātu, kam, savukārt, iztvaikošanas laikā nav laika oksidēties.

Ja ir pārmērīgi daudz oksidētāju, piemēram, kālija permanganāta (KMnO4) un kālija dihromāta (K2Cr2O7), gandrīz jebkuros apstākļos primāros spirtus var oksidēt, atbrīvojoties karbonskābēm un ketoniem, savukārt, sekundāros spirtos. , kuru reakciju piemēri ar veidošanās produktiem tiks aplūkoti turpmāk.

Etilēnglikols vai tā sauktais divvērtīgais spirts atkarībā no barotnes var tikt oksidēts līdz tādiem produktiem kā skābeņskābe vai kālija oksalāts. Ja etilēnglikols atrodas kālija permanganāta šķīdumā, pievienojot skābi, veidojas skābeņskābe, ja divvērtīgais spirts atrodas tajā pašā kālija permanganāta vai kālija dihromāta šķīdumā, bet neitrālā vidē, tad veidojas kālija oksalāts. Apskatīsim šīs reakcijas.

Mēs uzzinājām visu, kas vispirms ir jāsaprot, un pat sākām analizēt tik sarežģītu tēmu kā vienādojumu risināšana un sastādīšana. Noslēgumā var tikai teikt, ka līdzsvarota prakse un biežas studijas palīdzēs ātri konsolidēt aplūkoto materiālu un iemācīties risināt problēmas.