Реферат по химии на тему: "Химия в хозяйстве"

Химия в хозяйстве

Министерство образования Украины Лицей при ЖИТИ РЕФЕРАТ ПО ХИМИИ НА ТЕМУ: “Химия в хозяйстве” Выполнил: ученик 3 группы Свобода Денис ЖИТОМИР 2002Земля как планета солнечной системы существует около 4,6 млрд. лет. Считают, что жизнь на ней зародилась 800—1000 тыс. лет назад.Ученые обнаружили следы деятельности первобытного человека, возраст которыхоценивается 600—700 тыс. лет. Эра земледелия насчитывает всего лишь 17 тыс.лет. За многомиллионные эпохи вода, воздух, а затем и живые организмыразрушали и измельчали каменные породы земной коры. Отмирая, живыеорганизмы образовывали перегной или, как его называют ученые, гумус. Онсмешивался с измельченной породой, склеивал и цементировал ее. Такзарождалась почва на нашей планете. Первая почва послужила основой развитияпоследующих более крупных растений, которые, в свою очередь, способствовалиновому ускоренному образованию гумуса. Еще с большим ускорением процесспочвообразования стал протекать с появлением животных, особенно населявшихпочвенный слой. Превращению органического вещества в гумус способствовалиразличного рода бактерии. Образование и распад органических веществ в почвесчитается главной причиной почвообразования. Таким образом, почва состоит из минеральной и органической (гумуса)частей. Минеральная часть составляет от 90 до 99 % и более от всей массыпочвы. В ее состав входят почти все элементы периодической системы Д. И.Менделеева. Однако основными составляющими минеральной части почв являютсясвязанные в соединения кислород, кремний, алюминий и железо. Эти четыреэлемента занимают около 93 % массы минеральной части. Гумус являетсяосновным источником питательных веществ для растений. Благодаряжизнедеятельности населяющих почву микроорганизмов происходит минерализацияорганического вещества с освобождением в доступной для растений формеазота, фосфора, серы и других необходимых для растений химическихэлементов. Органическое вещество оказывает большое влияние на формированиепочв и изменение ее свойств. При разложении органических веществ почвывыделяется углекислый газ, который пополняет приземную часть атмосферы иассимилируется растениями в процессе фотосинтеза. Однако какой-бы богатойпитательными веществами ни была почва, рано или поздно она начинаетистощаться. Поэтому для поддержания плодородия в нее необходимо вноситьпитательные вещества (удобрения) органического или минеральногопроисхождения. Кроме того, что удобрения поставляют растениям питательныевещества, они улучшают физические, физико-механические, химические ибиологические свойства почв. Органические удобрения в значительной степениулучшают водно-воздушные и тепловые свойства почв. Способность почвыпоглощать пары воды и газообразные вещества из внешней среды являетсяважной характеристикой. Благодаря ей почва задерживает влагу, а такжеаммиак, образующийся в результате разложения органических веществ ислужащий важным питательным веществом. Почвы обладают ионообменными свойствами, аналогичными свойствамионообменных смол. Благодаря им почвы задерживают катионы и анионы солей ипостепенно замещают их на другие, поступающие извне. При избытке влаги этианионы легко вымываются из поверхностных слоев почв и переносятся в болееглубокие слои. Считают, что в подземные воды уходит до 13 % нитратногоазота, содержащегося во вносимых на поля удобрениях. Поэтому нитратныеудобрения вводят в почву во время посева или в период развития растений ввиде подкормки. Для развития и роста растению необходимо много различных химическихэлементов. Их растения берут главным образом из почвы. С наибольшейскоростью почва истощается азотом, фосфором и калием. Эти химическиеэлементы усваиваются растениями в наибольшем количестве и поэтому дляподдержания плодородия полей в почву необходимо вносить соответствующиеудобрения. На протяжении тысячелетий земледелие знало лишь органическиеудобрения — различные отходы хозяйства и прежде всего навоз. Однако даже всбалансированном хозяйстве, где растениеводство сочетается сживотноводством, внесение в почву навоза не обеспечивает восполнения азотаи фосфора, выведенных из почвы с урожаем. Продукцию растениеводства делят на товарную и нетоварную. Например,зерно и овощи — товарная продукция. Она направляется к потребителю исодержащиеся в ней химические элементы в основном не возвращаются на поля.Солома, ботва, пожнивные остатки и корни, как правило, возвращаются впочву. Солома идет на подстилку и возвращается в почву в виде навоза, аботва и другие отходы запахиваются. Товарная продукция содержит много азотаи фосфора, а нетоварная — содержит много калия. Таким образом, в результатекруговорота веществ в земледелии калий может быть в основном возвращен впочву, а возврат азота и фосфора не обеспечивается даже внесением навоза. Поэтому какие бы ни были предубеждения против минеральных удобрений, внаучно обоснованных количествах их необходимо вносить в почву. Установлено, что каждая тонна кукурузы забирает из земли 55 кгпитательных веществ, тонна колосовых — примерно 60 кг, а тонна хлопчатника— почти 120 кг. Такого рода цифры позволяют вести расчет вносимых в почвуудобрений. Безусловно, при этом ведется учет различного рода потерьудобрений. Соединения азота (оксиды и азотная кислота) в небольших количествахобразуются в атмосфере. Вследствие электрических разрядов азотвзаимодействует с кислородом в соответствии с уравнением Na2 + O2 = 2NO Далее оксид азота окисляется до диоксида: 2NO+02 = 2N02 В присутствии кислорода и воды последний превращается в азотнуюкислоту: 4NO2 + О2 + 2Н2О = 4НNОз С атмосферными осадками на 1 га площади в год поступает 2,5—4 кгсвязанного азота. За счет свободно живущих в почве бактерий и грибков(азотофиксаторов), ассимилирующих атмосферный азот, 1 га почвы ежегоднополучает от 5 до 15 кг связанного азота. Если учесть, что даже при урожаеозимой пшеницы 25 ц с зерном из почвы уносится около 70 кг связанногоазота, то станет ясно, что естественного пополнения азотом почв никакнедостаточно. Однако уместно подчеркнуть, что клубеньковые бактерии бобовыхрастений и особенно бобовых трав поставляют в почву в год 100—200 кгсвязанного азота на 1 га. Зерновые бобовые, хотя и дают почве несколькоменьше (до 70 кг), но тем не менее это может позволить обойтись без азотныхудобрений. Таким образом, при использования клевера и люцерны и прирациональном севообороте азотный баланс в почве может быть достигнут. Если содержание связанного азота различным путем почва можетвосполнять, то источников естественного пополнения почв фосфором нет. Егонеобходимо вносить с тем или иным видом удобрений. Навоз. В навозе в среднем содержится 0,5 % связанного в химическиесоединения азота, 0,25 % фосфора и 0,6 % калия. Содержание этих питательныхэлементов зависит от вида скота, характера скармливаемых кормов, от видаподстилки и других факторов. Кроме азота, фосфора и калия навоз содержитвсе элементы, включая и микроэлементы, необходимые для жизни растений. Вкачестве подстилки используют солому, опилки, но наилучшей считается торф.Подстилка позволяет лучше сохранять в навозе питательные вещества. Ценным и быстродействующим средством является навозная жижа. Онасодержит до 0,8 % азота и до 1 % калия, но сравнительно небольшоеколичество фосфора. Ее применяют для подкормки растений в весенне-летнийсезон и для приготовления компостов. Компосты — смеси двух или несколькихудобрений. Для их приготовления используют главным образом торф. Врезультате получают торфо-навозные, торфо-жижевые, торфо-фекальные, торфо-фосфорнтные и другие компосты. Концентрированным и весьма эффективным удобрением является птичийпомет. Он содержит в среднем 6 % азота, 4,3 % калия и 2,6 % фосфора. Дляизбежание потерь питательных веществ птичий помет хранят в смеси с торфом. Для обогащения почвы азотом применяют так называемое зеленое удобрение— это специально выращенная и запаханная растительная масса. Для этой целииспользуют главным образом бобовые растения, которые способны связывать вхимические соединения азот воздуха. Обычно молекулярный азот недоступен длярастений в качестве питания. Однако он способен усваиваться некоторымимикроорганизмами. Давно установлено, что на корневой системе бобовыхрастений размножаются клубеньковые бактерии, которые обладают способностьюпереводить молекулярный азот в химические соединения. В процессе своейжизнедеятельности клубеньковые бактерии и обогащают почву соединениямиазота. Кроме того, некоторые бобовые растения имеют корневую систему,уходящую глубоко в землю. Благодаря этому они переносят в пахотный слойизвлеченные из глубоких горизонтов питательные вещества и таким путем такжеспособствуют повышению урожайности. Минеральные удобрения. В мире минеральные удобрения начали применятьсравнительно недавно. Инициатором и активным поборником их использования вземледелии был немецкий химик Юстус Либих. В 1840 г. он выпустил в светкнигу «Химия в приложении к земледелию». В 1841 г. по его почину в Англиибыла построена первая суперфосфатная установка. Калийные удобрения началипроизводить в 70-х годах прошлого века. Минеральный азот в то времяпоставлялся в почву с чилийской селитрой. Следует отметить, что в настоящеевремя считают рациональным вносить в почву фосфорные, калийные и азотныеудобрения в отношении питательных веществ, примерно равном 1:1,5:3. Спрос на минеральные удобрения быстро увеличивается так, что ихмировое потребление с начала текущего столетия удваивается за каждые десятьлет. К счастью, запасы главных элементов удобрений на Земле большие и ихистощения пока не предвидится. Азотные удобрения. Для синтеза белков растениям необходим азот.Поэтому азотные удобрения могут приводить к увеличению в зерне белков и,что особенно важно, они повышают содержание клейковины, от которой взначительной степени зависит качество хлеба, его рассыпаемость. Такимобразом, азотные удобрения повышают кормовую и пищевую ценность продукции. Азотсодержащие минеральные удобрения подразделяют на аммиачные,нитратные и амидные. К первой группе относится сам аммиак (безводный иводные растворы) и его соли — прежде всего сульфат (NH4)2SO i и хлоридаммония NH4Cl. Ко второй группе — селитры: натриевая NaN03, калиевая KNO2 и кальциевая Са(NОз)2. Промышленностьютакже выпускаются аммиачно-нитратные удобрения, например аммиачная селитраNH4N03. К амидным удобрениям относятся цианамид кальция и мочевина(карбамид) . Для уменьшения пыления цианамида кальция часто к немудобавляют до 3 % нефтяных масел. В результате такое удобрение имеет запахкеросина. Цианамид кальция при гидролизе дает аммиак и карбонат кальция: CaCN2+ ЗН20 = СаСОз + 2NНз Мочевина при .взаимодействии с водой в конечном счете тожепревращается в аммиак. Наряду с ним получается диоксид углерода, которыйтакже является питательным веществом для растений NH2CONH2 + H2O == 2NH3+ СO2 Поскольку цианамид и мочевина взаимодействуют с водой постепенно, топитательное вещество аммиак поступает из них к растениям также постепенно.Аммиак, хотя и не очень сильно, но токсичен. Его предельно допустимаяконцентрация в воздухе составляет 20 мг/м3. Отравление аммиаком вызываетобильное слезотечение, боль в глазах, удушье, боли в желудке. При попаданиив глаза брызг раствора аммиака необходимо промыть их водой или 0,5—1,0 %-ным раствором квасцов. При поражении аммиаком кожи необходимо обильноеобмывание ее водой с последующим наложением примочки из слабых растворовуксусной или лимонной кислот. При поражении дыхательных путей пострадавшегоследует вынести на свежий воздух. В этом случае также полезно вдыханиетеплых водяных паров и лучше с добавками к воде лимонной или уксуснойкислоты. В почве аммиак и амины превращаются в нитраты. Процесс биологическогопревращения восстановленных форм азота в окисленные называют нитрификацией.Он протекает под действием целого ряда бактерий. Обычно нитрификацияпротекает в две стадии: сначала аммиачный азот окисляется до нитрит-ионов: В этом процессе участвуют бактерии: Nitrosomonas, Nitrosospira,Nitrosococcus, Nitrosolobus. Затем с участием бактерий Nitrobacter,Nitrospina, Nitrococcus нитрит-ные ионы окисляются в нитратные: Энергия, выделяющаяся при окислении аммиачного азота до нитратного,используется бактериями для ассимиляции углекислого газа и для другихэндотермических процессов. Существуют другие бактерии и грибки, которые проводят нитрификацию нетолько аммиачного азота, но и азота органических соединений, осуществляятаким образом минерализацию органических соединений, попавших в почву. В результате действия различных нитрифицирующих бактерий аммиак иорганические амины, содержащиеся в больших количествах в навозе,превращаются в нитраты. Последние попадают в грунтовые воды, водоемы иколодцы. Вследствие этого вода колодцев, расположенных вблизи больших ферм,часто содержит недопустимо большое количество нитратов и потому непригоднадля питья и приготовления пищи. Из азотных удобрений для нечерноземных почв наиболее быстродействующейи эффективной является натриевая NaNO2 и кальциевая селитра Са(NОз)2.Однако следует иметь в виду, что при ее применении происходитподщелачивание (понижение кислотности) почв, поскольку растения связываютазотную кислоту и освобождают щелочь: NaNO3+HaO = [HNO2]+NaOH Выше уже было написано, что нитратные ионы относительно легковымываются из почвы и потому нитратные удобрения используются не полностью.Имеется и другая причина, приводящая к снижению эффективности усвоенияазотных удобрений, — это бактерии. В цепи биохимических превращенийаммиачного азота в нитратный в качестве промежуточного соединения можетобразоваться молекулярный азот, который и уходит из почвы в атмосферу.Таким образом, если при производстве азотных удобрений из молекулярногоазота получаются химические азотсодержащие соединения, то некоторыебактерии осуществляют процессы в обратном направлении, т. е. азотсодержащиесоединения превращаются в молекулярный азот. В результате деятельноститаких бактерий происходят потери огромных количеств азотных удобрений. В настоящее время почти каждый взрослый человек знает, чтосодержащиеся в пищевых продуктах соли азотной кислоты (нитраты) опасны дляздоровья. А ведь еще недавно их вводили для консервирования мяса, ветчины,колбасы. Специалисты считают, что опасность заключается не в самихнитратах, а в продуктах их восстановления — нитритах, т. е. солях азотистойкислоты. Нитриты образуются из нитратов в желудке как человека, так иживотных. Они-то и обладают ядовитым действием на организм. Однако делоэтим не ограничивается. Нитриты способны нитрозировать аминные группы вбелках и аминокислотах, приводя к образованию нитрозаминов. Существуютуказания на то, что некоторые из нитрозаминов обладают канцерогеннымисвойствами. В настоящее время распространение получили жидкие удобрения. К ихчислу относят жидкий аммиак и аммиачную воду (20—22 % по NНз), а такжерастворы в жидком аммиаке или в концентрированной аммиачной воде, в которыхрастворяют аммиачную селитру, карба-мид, кальциевую селитру. Прирастворении в аммиаке NH4NO2 и Са(NОз)2 давление паров аммиака снижается ипри определенной концентрации солей при обычных температурах оно становитсяравным атмосферному. Жидкие удобрения легче вносить на поля и удобноиспользовать для подкормки растений. В то же время их производство проще идешевле, чем твердых удобрений. Фосфорные удобрения. Фосфор необходим растениям для синтеза белковклеточных ядер — нуклеопротеидов, а также многих других биологическиактивных органических соединений. Он накапливается в растениях в довольнобольших количествах. Растения как объекты питания обеспечивают фосфороморганизмы животных, а также человека. В табл. 2 приведено содержаниефосфора Р в продуктах питания растительного и животного происхождения. Природа создала много кладовых фосфорного сырья, в том числе и в нашейстране. Эти кладовые состоят из апатитов и фосфоритов. Эти минералыназывают фторапатитом, хлорапатитом, гидроксидапатитом. Наиболеераспространен фторапатит. Апатиты входят в состав изверженных магматическихпород. Осадочные породы, в которых содержится апатит с включениями частичекпосторонних минералов (кварца, кальцита, глины и др.), называютфосфоритами. В далекие геологические эпохи фосфориты образовались путемминерализации скелетов животных (кости, как известно, состоят в основном изфосфата кальция) или осаждением из воды фосфатных ионов ионами кальция. Вприроде встречаются аморфные и кристаллические фосфориты. Первые легчеподдаются химическому и микробиологическому разложению. Поэтому нанекоторых почвах измельченные фосфориты (фосфоритная мука) использовались вкачестве удобрений без заводской химической переработки. Для этой же целиприменяется костяная мука, которую получают размалыванием обезжиренныхкостей. Минеральная часть костной ткани состоит из гидроксидапатита.Следует отметить, что люди применяли кости для удобрения полей с древнейшихвремен. Теперь мы знаем, что особенно большой эффект костяная мука дает накислых почвах. В прошлом на Руси были весьма популярны суточные (томленые) щи. Онивкусны и весьма полезны. Основными компонентами суточных щей являются мясос костями и квашеная капуста. Горшок со сваренными щами помещали в хорошопрогретую русскую печь, которая удерживала тепло целые сутки. Молочная идругие органические кислоты квашеной капусты способствовали расщеплениюбелков и растворению минеральной части костей. Для этого требовалось времяи повышенная температура. Немногие оставшиеся свидетели вспоминают, чтокосточки в суточных щах были настолько мягкими, что могли быть пережеваны.По существу, процесс взаимодействия гидроксидапатита костей с кислотаминапоминает переработку фосфоритов и апатитов в суперфосфат. Измалорастворимых фосфатных соединений под действием кислот получаются болеерастворимые кислые фосфаты кальция. Эти же химические превращенияпроисходят при внесении костяной муки в кислые почвы. Химическая сущность производства наиболее дешевого фосфорногоудобрения — суперфосфата — сводится к обработке фторапатита сернойкислотой: 2Ca5F(РO4)3 + 7H2S04 + ЗН2О == ЗСа(Н2Р04)2 • H2O + 7CaS04 + 2HF Недостатком суперфосфата является низкое содержание в нем фосфора.Сульфат кальция (гипс) можно рассматривать лишь как транспортный балласт.Правда, для подзолистых и супесчаных почв, в которых содержится мало серы,сульфат кальция оказывается полезным для некоторых растений, потребляющихмного серы — бобовые, крестоцветные и др. Однако для большинства растенийгипс практически бесполезен. Для получения удобрения с более высоким содержанием фосфора проводятпроцесс в две стадии. Вначале получают фосфорную кислоту: Получающуюся фосфорную кислоту отделяют от гипса и действуют ею нановую порцию сырья: Ca5F(РO4)3 + H3РO4 + 5H2O = 5Ca5(H3РO4)2 *H2O + HF Образующийся продукт называют двойным суперфосфатом потому, что вотличие -от простого суперфосфата он содержит примерно вдвое большепитательного вещества. Для устранения слеживаемости и обеспечения хорошейрассеиваемости суперфосфат гранулируют. Еще одно фосфорное удобрение производят нейтрализацией фосфорнойкислоты известковым молоком (суспензией гашеной извести): Hз Р04+Са(ОН)2 = СаНР04.2Н2О Полученный таким образом продукт называют преципитатом. Он обладает При большом содержании карбонатов, т. е. при низкой кислотности почв,превращение может пойти дальше: Са(Н2РO4)2+2СаСОз = Саз(Р04)2 + 2С02+2Н20 В результате вновь получается малорастворимый фосфат кальцияСаз(Р04)2, который малодоступен для питания растений. Таким образом, для эффективного использования удобрений нужно знать ирегулировать кислотность почв. Наличие в почве в больших количествахсоединений железа (III) и алюминия (III) также снижает эффективностьфосфорных удобрений, так как данные ионы образуют с фосфатными ионамималорастворимые соли. Калийные удобрения. Человек давно заметил, что внесение в почву золыприводит к увеличению урожайности. О том, что ее активным началом являетсякарбонат калия — поташ, стало ясно гораздо позже. До разработкипромышленных способов производства соды поташ играл исключительно важнуюроль в различных производствах: стекольном, текстильном, мыловаренном и др. Его получали сжиганиемдревесины, обработкой водой золы с последующим выпариванием водногораствора. Из золы сожженного 1м3 вяза получали 0,76 кг поташа, ивы— 0,63,липы — 0,50 кг. В России лес бездумно сжигали на поташ до середины XIX в.Содержание калия в золе от сгоревших растений обычно очень высокое: в золесоломы злаков от 9 до 22 %, гречишной соломы — 25— 35, стеблейподсолнечника 36—40, торфа 0,5—4,7 %. Само слово «поташ» произошло отдревнего нем. «пот» — горшок и «аш» — зола, так как щелок, получающийся приобработке золы водой, выпаривался в горшках. В организме растений калий регулирует процесс дыхания, способствуетусвоению азота и повышает накопление белков и Сахаров в растениях. Длязерновых культур калий увеличивает прочность соломы, а у льна и коноплиповышает прочность волокна. Калий повышает стойкость озимых хлебов кморозам и к перезимовке и овощных культур к ранним осенним заморозкам.Недостаток калия у растений проявляется на листьях. Их края приобретаютжелтую и темно-коричневую окраску с красными крапинками. Больше всего калийных удобрений требуется для картофеля, сахарнойсвеклы и других клубне- и корнеплодов, а также подсолнечника, бобовыхкультур, гречихи. Зерновые хлеба характеризуются средней потребностью вкалии. Из почв с низким содержанием калия отличаются торфянистые,супесчаные и пойменные. Ионы калия хорошо поглощаются и удерживаютсяпочвами и потому он в почве малоподвижен. Поскольку калийные удобрениявсегда содержат соединения магния, которые, как правило, весьмагигроскопичны, то они легко отсыревают и хранить их нужно в сухом складе. Калийные удобрения обычно применяют в сочетании с азотными ифосфорными. Естественно, что в таких случаях было бы нерационально вноситьотдельно каждое из них. Это потребовало бы больших трудовых затрат. Поэтомучасто механически или химически готовят смеси различных удобрений.Смешанные в определенных пропорциях различные удобрения называют туками.При подборе смесей не должно быть потерь питательных веществ и переходаудобрений в малоусвояемую форму, что может быть вызвано химическимвзаимодействием компонентов. Так, нельзя добавлять к аммонийным удобрениямудобрения щелочного характера, например поташ. Поэтому к приготовлениюмногокомпонентных удобрений должны привлекаться химики. Другие макроэлементы, входящие в питательные вещества. Как уже былоотмечено, почвы быстрее всего истощаются азотом, фосфором и калием. Кромених растениям необходимы в довольно больших количествах и другие химическиеэлементы: кальций, магний, сера, железо. Их содержание в почвах частоблизко к потребностям растений и их вынос с товарной продукциейотносительно невысок. Ионы кальция в растениях входят в плазму клеток и играют в нейактивную роль. Они необходимы для развития корневой системы, в частностикорневых волосков. В растениях кальций накапливается в основном в листьях итоварной части урожая. Поэтому кальций в значительной мере возвращается впочву в процессе естественного круговорота. Извне кальций обычно вносится впочву при ее известковании. Известно, что процесс фотосинтеза протекает с участием хлорофилла,непременной составной частью которого являются ионы магния. Магнийоказывает большое влияние на образование углеводов в растениях и,следовательно, на плодообразование. Недостаток магния в почвах выражается впоявлении на листьях «мраморовидности» — белесой пятнистости, в ихскручивании и по-желтении. Это начинается с краев нижних листьев. Листьяпри недостатке магния становятся хрупкими. При недостатке магниязамедляется рост и вегетация растений, а при большом его дефиците в почве —растение вовсе не вступает в фазу плодоношения. Поскольку сырье для калийных удобрений обычно содержит много магния,то последний переходит в эти удобрения и с ними вносится в почву. Минералы,в состав которых входит магний, весьма распространены в природе. Один изних — доломит MgC03-CaC03, измельченный в виде муки, применяют в качествемагниевого удобрения. Одновременно он проявляет и другую функцию — каксредство известкования почвы. Наибольшая потребность в магнии характерна для табака, свеклы,картофеля, зерновых и зернобобовых культур и бобовых трав. Большойчувствительностью к недостатку магния отличаются просо, чумиза, кукуруза,конопля, сорго. Задержка развития растений наступает в том случае, еслисодержание магния в почве падает до 1—2 мг на 100 г почвы. Магний необходим и организму человека. Врачи считают, что одной изпричин спазм кровеносных сосудов является недостаток магния. Ониустановили, что внутривенные и внутримышечные вливания растворов солеймагния снимают спазмы и судороги. В организм человека магний поступает совощами и фруктами. В заметных количествах он содержится в капусте,картофеле и помидорах, но особенно богаты им абрикосы и персики. Сера входит в некоторые аминокислоты, которые, в свою очередь, входятв состав растительных белков. Считают, что растениями усваивается толькосульфатная сера и этому процессу способствуют серобактерии. Около 75 %серы, находящейся в растении, входит в нетоварную часть урожая. Весьма распространенное заболевание растений — хлороз — связано снедостатком железа. Оно проявляется в пожелтении листьев из-за ихнеспособности синтезировать хлорофилл. Недостаток в растениях железаприводит также к разрушению биологически активного вещества ауксина,необходимого для корнеобразования и общего роста. Общая потребностьрастений в железе довольно низкая. В среднем с 1 га с урожаем зерновыхкультур выносится около 1,5 кг железа. Поэтому соединения железа можно былобы отнести к числу микроудобрений. Конечно, граница между микроудобрениямии макроудобрениями весьма условна. Микроудобрения. Микроудобрениями называют питательные вещества,которые содержат химические элементы, потребляемые растениями в очень малыхколичествах. В настоящее время выявлена биологическая роль в жизнирастительных и животных организмов бора, меди, марганца, молибдена и др.Удобрения, содержащие эти микроэлементы, получили соответствующие названия. Борные удобрения вносят в небольших количествах, но они совершеннонеобходимы. При борном голодании отдельные растения ведут себя по-разному.Например, сахарная свекла загнивает в верхней части корнеплода еще в поле,лен поражается бактериозом и почти не образует семян, а его волокностановится коротким и ослабленным, бобовые растения дают мало семян, а уяблонь и груш происходит «опробкование» внутри плодов. У растений бор содержится больше всего в пыльце. Он участвует в кислородном питании тканей и передвижении углеводов изпластинки листа в другие части растения. Медные удобрения также вносятся в небольших количествах. Растенияобеспечиваются медью, если ее содержание выше 0,4 мг на 1 кг сухой почвы. Всамих же растениях содержание меди составляет от 3 до 15 мг на 1 кг сухоймассы. Медь входит в состав некоторых окислительных ферментов и, значит,принимает участие в окислительно-восстановительных процессах, она влияет науглеводный обмен и образование хлорофилла. Без меди злаковые растения несинтезируют белок, а значит, и не образуют зерна. Установлено, что костиживотных и человека содержат относительно много меди. Ее дефицит ворганизме приводит к искривлению и ломкости костей. Марганцевые удобрения обычно используют на черноземных и другихнейтральных или слабощелочных почвах. Их внесения в кислые подзолистыепочвы обычно не требуется. Марганец способствует усвоению растениями азотаи накоплению хлорофилла, а также синтезу аскорбиновой кислоты (витамина С).Недостаток марганца в растениях проявляется в побурении и опадании листьев. Молибдена в отличие от марганца мало в кислых почвах, но обычнодостаточно в нейтральных и слабощелочных. Установлено, что молибденнепременно входит в клубеньковые бактерии, связывающие в соединенияатмосферный азот. При недостатке молибдена в почве нарушается синтез врастениях белковых веществ. Он способствует усвоению растениями азотногоудобрения — селитры. Вероятно, важную роль в жизнедеятельности растений играет кобальт, нопока об этом можно судить лишь на основании косвенных данных. В концепрошлого века в некоторых районах Новой Зеландии, Австралии, Англии идругих стран была распространена болезнь скота — сухотка. Это заболеваниевлекло за собой снижение содержания гемоглобина в крови животных, потерюаппетита, сокращение удоев молока, прекращение прироста живой массы. Трудоммногих ученых было установлено, что сухотка связана с недостатком ворганизме кобальта (акобальтоз), который, в свою очередь, связан снедостатком его в почвах этих районов. Для устранения заболевания в кормскоту стали добавлять кобальтсодержащие соли. В настоящее времяустановлено, что организм животных и человека синтезирует витамин Biz,недостаток которого приводит к злокачественному малокровию. Непременнойсоставной частью витамина В 12 является кобальт. Вероятно, недостатоккобальта в почве приводит к недостатку его в растениях, а затем и ворганизме животных, что сказывается на содержании в организме витамина Bia. Хотелось бы еще раз отметить, что удобрения хороши при употреблении внаучно обоснованных количествах. Большой избыток любого удобрения не напользу растениям, а через них и человеку. Во всем должна быть мера. Вслучае удобрений эту меру определяют химики-аналитики, проводящиехимический анализ почв. Уместно также напомнить старую поговорку, котораягласит: «Нет плохих почв, а есть плохие хозяева». Для выращивания урожая культурные растения необходимо защищать отсорняков и болезней. Химические вещества, применяемые для уничтожениярастений (чаще всего сорных), называют гербицидами. Это слово происходит отлатинских герба — трава, растение и циде — убивать. В настоящее времяимеется большой ассортимент сложных органических соединений, обладающихгербицидными свойствами. Старейшим же гербицидом была соль NaCl03. Онаотносится к гербицидам сплошного действия, так как уничтожает все растенияподряд. Ее применяли для удаления травы с дорог и дорожек. Первымгербицидом избирательного действия была серная кислота, которая широкоиспользовалась в некоторых странах еще перед второй мировой войной. Приразбрызгивании ее водного раствора на посевах злаковых культур она легкостекала с узких листьев злаковых растений, имеющих воскоподобнуюповерхность. В результате кислота не причиняла вреда этим культурнымрастениям. Широколистные двудольные сорняки захватывали больше сернойкислоты, лучше удерживали ее и потому гибли. Таким образом, серная кислотаявляется гербицидом морфологической избирательности. Специалисты считают, что свыше 80 % заболеваний культурных растенийобусловлено грибками. Химические средства борьбы с грибковыми ибактериальными болезнями сельскохозяйственных растений называют фунгици-дами (от лат. слова фунгус—гриб). Наиболее распространенные среди садоводов-любителей фунгициды содержат соединения меди (II). Широко известнабордосекая жидкость, являющаяся раствором, в состав которого входят медныйкупорос CuS04 и гашеная известь Са(ОН)2. Она впервые была использована в1885 г. для борьбы с мучнистой росой виноградных лоз. Не трудно догадаться,что это произошло во Франции в окрестностях города Бордо. Несколько позжебыло установлено, что раствор, состоящий из ЗСu(ОН)2*СиСl2, имеетпреимущества, так как обладает меньшей коррозионной активностью. Еще раньшедля борьбы с мучнисторосяными грибками растений начали использоватьизмельченную серу. Это средство применяют и по сей день. Наряду с серой дляэтой же цели используют отвар, получаемый ее кипячением с известью. Этосредство и в настоящее время считается довольно эффективным фунгицидом.Однако соединения серы иногда плохо действуют на другие растения и преждевсего на некоторые сорта яблонь и груш. Растворимые соединения меди ядовиты для вредителей зеленых растений,т. е. обладают фунгицидными свойствами. Медный купорос CuS04*5Н2О являетсяодним из наиболее эффективных препаратов контактного действия для борьбы сболезнями плодовых деревьев, виноградников и других растений. Смесь медногокупороса (1 кг CuS04 • 5Н2О и 0,75 кг свежегашеной извести на 100 л воды)называют бордосской жидкостью. Она представляет собой водную суспензию изЗСu(ОН)з, CuS04 и CaS04. Для образования стойкой суспензии молярноесоотношение СuО:СаО должно быть равно 1:0,75, а массовое 1:0,53. В связи счастичным переходом во времени гашеной извести в карбонат кальция (врезультате поглощения СО2 из воздуха) массовое соотношение берут 1:0,75. При смешении раствора медного купороса с раствором соды Na2CO3образуется жидкость, которую издавна называют бургундской. Она являетсясуспензией основного карбоната меди (II) состава ЗСи(ОН)2*2СиСОз.Бургундская жидкость имеет некоторое преимущество перед бордосской,заключающееся в лучшей прилипаемости к растениям и отсутствием комков,забивающих распылительные устройства. Отметим также, что медный купорос используют для борьбы с чрезмернымразвитием водной растительности в водохранилищах. Сухая смесь основного сульфата меди (II) 3Cu(OH)3 •CuS04 и основныхкарбонатов меди (II) используется для протравливания семян и их опыления.Ее получают смешиванием медного купороса и мела при 50—60 °С. Процесс ведутдо прекращения выделения пузырьков СО2. Для опыления используют порошок,получающийся выпариванием раствора досуха. В промышленности этот препаратобозначают буквами АБ. Для борьбы с вредителями садов и слизнями используют сульфат железа(III) Fe2(S04)2. Его применяют также для уничтожения мхов, лишайников игрибных спор. Этот препарат действует на них уже при концентрации 0,14 %.Однако по своим фунгицидным свойствам сульфат железа (III) примерно в 10раз слабее, чем медный купорос. В сельском хозяйстве для борьбы с вредителями растений и с грызунамишироко используют соединения мышьяка. Из них наибольшее распространениеполучил арсенат кальция Саз(Аs04)2. Издавна известен сложный препарат, всостав которого входят медь (II) и мышьяк (III), называемый парижской илишвейнфуртской зеленью. Вначале получают раствор метаарсенита натрия: Аs20з + Na2CO3 == 2NaAs02 + CO2 К нему добавляют уксусную кислоту до нейтрализации избытка соды: Na2C03 + 2СНзСООН = 2CHaCOONa + СО2 + Н2О К полученному таким образом горячему раствору добавляют медныйкупорос. Парижская зелень осаждается из раствора в соответствии суравнением 6NaAs02 + 2CHaCOONa + 4CuS04 == 3Cu (AsO2)2•Сu(СНзСОО)2 + 4Na2S04 Для протравливания корней рассады капусты против возбудителя килыиспользуют каломель . В настоящее время в качестве протравы семян злаковыхкультур широко применяют ртутьорганические соединения общей формулы RHgX,где R — алкил или арил и Х — остаток органической или минеральной кислоты(например, C6H5HgOCOCH3). Нормы расхода ртутьсодержащих фунгицидовнебольшие — около 5 г ртути на 1 га. К сожалению, большинство ртутныхпрепаратов токсичны для человека, млекопитающих и птиц. Поэтому ихстремятся исключить из употребления. В настоящее время синтезированодовольно много органических соединений с весьма ценными фунгициднымисвойствами. Существуют химические вещества, стимулирующие кущение растений. Ихдействие основано на подавлении роста верхушечных почек, в результате чегорост растений направляется по боковым отросткам. В качестве такихстимуляторов нашли применение органические спирты с прямой цепью — главнымобразом октиловый и дециловый спирты. Существуют химические соединения, при опрыскивании раствором которыхрастений происходит усыхание листьев и их опадение. Такие соединенияназывают дефолиантами (от лат. слова фолиум —лист). Дефолианты применяютдля предуборочного удаления листьев с растений для облегчениямеханизированной уборки урожая (например, хлопчатника). Наиболеераспространенными дефолиантами являются хлорат магния М§(С10з)2 и цианамидкальция CaCN2. Напомним, что при внесении в почву цианамид кальция играетроль азотного удобрения. Для борьбы с личинками малярийного комара применяют препарат «Армаль».Его получают обработкой раствора мышьяковистой кислоты известью-пушонкой всмеси с инертным наполнителем — тальком, глиной или мелом. К этой смесизатем добавляют медный купорос и отфильтровывают в виде пасты. Квысушенному и размолотому препарату добавляют гидрофобное органическоевещество (3 % асидол или древесное крезотовое масло). Последнее позволяетзернам препарата удерживаться на поверхности воды и оказывать губительноедействие на личинки. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ . Краткая химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1961—1967. . Советский энциклопедический словарь.— М;: Сов. энциклопедия, 1983. . Августиник А. И. Керамика. — Л.: Стройиздат, 1975. . Андреев И. Н. Коррозия металлов и их защита. — Казань: Татарское книжное изд-во, 1979. . Бетехтин А. Г. Минералогия. — М.: Гос. изд-во геологической литературы, 1950. . Бутт Ю. М., Дудеров Г. Н., Матвеев М. А. Общая технология силикатов. — М.: Госстройиздат, 1962. . Быстрое Г. П. Технология спичечного производства. — М.—Л.: Гослесбумиздат, 1961. . Витт Н. Руководство к свечному производству. — Санкт-Петербург: Типография департамента внешней торговли, 1851. . Войтович В. А., Мокеева Л. Н. Биологическая коррозия. — М.: Знание, 1980. № 10. С. 63. . Войцеховская А. Л., Вольфензон И. И. Косметика сегодня. — М.: Химия, 1988. . Дудеров И. Г., Матвеева Г. М., Суханова В. Б. Общая технология силикатов. — М.: Стройиздат, 1987. . Козловский А. Л. Клеи и склеивание. — М.: Знание, 1976. . Козмал Ф. Производство бумаги в теории и на практике. — М.: Лесная промышленность, 1964. . Кукушкин Ю. Н. Соединения высшего порядка. —Л.: Химия, 1991./