7.3. Почвы

Макроэлементы - Si и O - составляют 80 - 90% массы почвы. Другие макроэлементы - Al, Fe, Ca, Mg, K, Na, C - содержатся в сравнительно больших количествах (проценты). Промежуточная группа - Ti, Mg, N, P, S, H - содержатся в долях %.

Микро- и ультрамикроэлементы составляют менее тысячных долей %: B, Cu, I, Mn, Mo, Zn, Cl, Cr, Ni, V и др. Вредные загрязнители - избыточные количества As, Cd, Hg, Pb, F и др.

Важную часть почвы составляют почвенные коллоидные частицы, состоящие из глин, соединений Si, Al, Fe, продуктов жизнедеятельности и распада растений и животных. На поверхности сорбированы ионы.

Для анализа образцы почв предварительно обрабатывают кислотами или щелочами, а далее анализируют химическими и инструментальными методами. Для определения микроэлементов их предварительно концентрируют и разделяют, используя сорбцию, экстракцию, соосаждение и электрохимические методы.

Для определения органических веществ последовательно обрабатывают образцы почвы различными растворителями - кислотами, щелочами, спиртом, бензолом. Анализ проводится методами молекулярной спектроскопии, масс-спектрометрии, ЯМР.

Почвенный раствор - жидкая фаза почвы в природных условиях. Определение концентрации (активности) ионов проводят с помощью ион-селективных электродов. Щелочные и щелочноземельные элементы определяют методом пламенной фотометрии. Другие элементы определяют методом атомно-абсорбционной спектроскопии.

Вреднейшие загрязнители почвы - диоксины. Это хлорпроизводные некоторых ароматических соединений, нерастворимые в воде, но растворимые в неполярных растворителях. Образуются при лесных пожарах, но в основном образуются при сжигании мусора, особенно резины, в металлургических и цементных производствах. Обнаружить диоксины можно лишь с помощью масс-спектрометрии+хроматографии.

Лекция 8. Коллоидная химия.

8.1. Предмет коллоидной химии

Дисперсными системами называются гетерогенные системы с большой поверхностью раздела фаз. Сплошная фаза называется дисперсионной средой, другая раздроблена и называется дисперсной фазой. Если дисперсная фаза раздроблена на частицы диаметром от десятков до тысяч ангстрем, либо твёрдое вещество пронизано порами такого диаметра, система называется коллоидной.

Установлено, что любое вещество может быть получено в виде коллоида, следовательно, надо говорить о коллоидном состоянии вещества. Коллоидная химия - наука, изучающая особое, коллоидное состояние вещества. Особую роль в свойствах таких систем играют поверхностные силы. Если раздробить 1 см³ на частицы коллоидных размеров, общая площадь поверхности составит сотни м². Работа, затраченная при дроблении вещества на разрыв связей, накапливается в виде энергии ненасыщенных связей на поверхности. Поэтому вещество в поверхностных слоях находится в особом состоянии, отличающимся по свойствам от обычного состояния: температурами кипения, плавления, повышенной реакционной способностью. Возможно, поэтому большинство природных веществ и промышленных продуктов является дисперсными системами: биологические ткани человека, животных и растений, пищевые продукты, текстиль, почва, стройматериалы, бумага, кожа. Мы и мир вокруг - коллоидные системы.

Другим следствием энергетического состояния поверхности является адсорбция на поверхности молекул и ионов, играющая огромную роль в свойствах коллоидных систем.