Гумат калия вязкость. Изучение вязкости раствора гумата калия в зависимости от pН среды
 Скачать 15.36 Kb.
|
|
Изучение вязкости раствора гумата калия в зависимости от pН среды Гуминовые вещества входят в состав органического вещества многих природных объектов: вод, почв, осадочных отложений водоемов и твердых горючих ископаемых. Макромолекулы гуминовых веществ отличаются содержанием большого числа разнообразных функциональных групп, из которых преобладают кислородсодержащие карбоксильные и гидроксильные группы. Это определяет характер взаимодействия этих соединений с различными типами органических и неорганических веществ, например с ионами металлов, углеводов, аминов, в том числе и биогенных, и позволяет в определенных рамках рассматривать гуминовые вещества как своеобразные сорбенты, способные связывать вещества как силами физической природы, так и химически взаимодействовать с последними [1]. Одним, наиболее активным компонентом гуминовых веществ можно считать гуминовые или гумусовые кислоты, представляющие собой единый комплекс органических соединений темно-бурого, а в сухом виде – глубокого черного цвета с раковистым блестящим изломом. Основу структуры гуминовых кислот составляют ароматические кольца типа бензола, нафталина или гетероциклические – типа фурана, пиридина, индола и других соединений. Структурные фрагменты соединены между собой различными группам (-О-, -N-, -СН2-, -С-С-). Боковые цепи содержат преимущественно карбоксильные (-СООН) и гидроксильные группы фенолов (-ОН) с участием метоксильных, карбонильных, амидных групп и их комбинации [2]. Широкий спектр функциональных групп обеспечивает комплексообразующие и окислительно-восстановительные свойства гуминовых кислот [3]. Гуминовые кислоты являются практически не растворимыми в большинстве известных чистых растворителей, в том числе и в воде. Вместе с этим следует отметить, что в гидратированном виде они могут образовывать вполне устойчивые коллоидные системы, например, при достаточно долгом центрифугировании образца в дистиллированной воде, даже в кислой среде. Кроме этого, простое механическое диспергирование образца гуминовой кислоты, лишенной гидратной оболочки, приводит к тому, что визуально неизменная дистиллированная вода изменяет свой уровень рН среды с исходного 6,8 до 3,5 при 273 К. В щелочной среде происходит ионизация карбоксильной группы, а в области высокой щелочности и гидроксильных групп фенольных фрагментов. Образующуюся при этом систему принято называть гуматом, а в частном случае, если растворителем выступает водный раствор гидроксида калия – гуматом калия. Образование раствора гумата калия возможно в широком диапазоне как уровней рН среды, так и гидромодулей растворитель – растворяемое вещество. Однако, изучая свойства растворов гумата калия, необходимо быть совершенно уверенным в том, что раствор содержит именно гумат калия и не содержит свободной щелочи, не вступившей в реакцию нейтрализации с кислыми функциональными группами. В своей работе мы добивались максимально возможного растворения образца почвенной гуминовой кислоты в разбавленном растворе гидроксида калия с точно установленным титром. В дальнейшем определялись плотность получаемого раствора стандартной процедурой, массовая концентрация полученного раствора по выпариванию растворителя в мягких условиях и максимальная растворимость гуминовой кислоты в растворе гидроксида калия при 273 К. При максимальном насыщении раствора гидроксида калия происходит конкурентное насыщение более активных карбоксильных групп, а гидроксильные фенольные фрагменты остаются свободными. Естественно предположить, что при повышении уровня рН среды произойдет в определенный момент нейтрализация фенольной составляющей гуминовых кислот. Строение мицеллы при этом изменяется и, как следствие, некоторые физические свойства, в частности вязкость раствора. Учитывая, что растворы гуминовых кислот являются растворами высокомолекулярного соединения, а по своей сути полиамфолитами, возможно определение изоэлектрической точки растворов, что важно для понимания многих почвенных процессов. |