Tuproq kimyosi

Gumussimon moddalar va ularning tabiati

Bular jigarrang, qo‘ng‘ir, sarg‘ish ranglar kompleksiga ega bo‘lgan murakkab moddalar bo‘lib, odatda ishqorlar, neytral tuzlar, organik erituvchilar yordamida tuproqdan ajratiladi. Gumus birikmalarini ajratishda shu kungacha rang asosiy rol o‘ynab kelmoqda, ya’ni rangga qarab ajratiladi. Lekin hozirgi zamon uchun bu qoida to‘la-to‘kis hayotga to‘g‘ri kelmaydi.

Odatda gumusning oz qismi tuproqda erkin holda saqlanadi. Asosiy massasi tuproqning mineral qismi bilan har xil formada bog‘langan bo‘ladi. Gumus moddalarini eritmaga o‘tkazish uchun bu birikmalarni buzish, ya’ni parchalash kerak.
30-yillarda gumusni o‘rganish maqsadida mineral va organik kislotalar va ularning tuzlari yordamida parchalanishi o‘rganilgan.
Hozirgi kunda 0,1 n NaOH, Na₄P₂O₇ yordamida gumus moddalarini tuproqdan ajratish yo‘llari mavjud bo‘lib, uni quyidagicha tasvirlash mumkin.
Organik va noorganik erituvchi

T UPROQ

To‘q rangli eritma Erimagan gumus moddalari

(gumin va ulmin)

K ons. H₂SO₄ yoki HCl

Cho‘kma Eritma, ya’ni kren va apokren

(fulvokislota)
spirt

Eritma cho‘kma, gumin va ulmin

kislotalari

Bu sxema asosida gumus moddalar quyidagi guruhlarga bo‘linadi.

1. Gumin va ulmin kislotalar.
2. Fulvokislotalar (kren va apekren)
3. Gimatomelan kislotasi.
4. Gumin va ulmin.

Gumin kislotalar, ularning tarkibi, tuzilishi va xususiyatlari

Odatda gumin kislotalari guruhiga NaOH, KOH, NH₄OH, NaHCO₃, Na₄P₂O₇, NaF lar yordamida ajratilgan moddalar kiritiladi. GK geterogen, polidispers yuqori molekulali azotli oksikislotalar hisoblanadi.

Aleksandrova ma’lumotlariga ko‘ra, GK ni elementlar tarkibi C 50-62, H 8-6.6, O 31-40, N 2-6% ni tashkil qiladi. Shuni alohida aytish joizki, elementlarning bu birlikdagi, ya’ni foizlardagi ko‘rinishi hech nima bermaydi. Shularga qarab GK ning tuzilishi aromatik halqalarini yoki faol uchastkalarini aniqlab bo‘lmaydi. Shuning uchun Aleksandrova GK dagi elementlar atomlar soni bilan ifodalanishini tavsiya qiladi. Lekin unda har xil tuproqda har xil atomlar soni chiqishi bilan bir qatorda, aniq bir ketma-ketlikni keltirib chiqarmaydi.
GK ning tarkibi doimiy emasligi, tuproqdan-tuproqqa o‘zgarishi, uning tarkibi geterogenligidan nishona. Ayni vaqtda uning tarkibi yoshiga va hosil bo‘lish sharoitiga ham bog‘liq.
GK tarkibida aromatik molekulalar borligi ham isbot qilingan bo‘lib, strukturasining yadro qismi aromatik halqalardan iborat. Bu halqaning asosini benzol, furan, piridin hamda konsentrlangan kalkali naftalin, indol, minolin va boshqalar tashkil qiladi. Bu aromatik birikmalar o‘zaro turli bog‘lar C-C yoki -O-, -H-, -H-, -CH₂- orqali bog‘langan. GK ning muhim xususiyatlaridan biri yoshi oshgan sari halqalarning soni ortadi. Halqalar soni ortishi bilan birga GK ning harakati susayadi.
GK ning chekka zanjirlarida aromatik bo‘lmagan molekulalar joylashadi. GK ning yadrosi gidrofob xususiyatiga ega, GK lar funksional guruhlarga boy bo‘ladi.
Tyurin, Kononova, Sheffer, Ulverix va boshqalar GK ni bromlash, xlorlash, nitrat kislota bilan titrlash, ishqor bilan ishlash asosida uning tarkibidagi aromatik halqalarni isbot qilganlar.
Oksidlangan mahsulotlar ichida fenol hosilalari xinon, benzakarbon kislotalari va quyi molekulyar organik kislotalar aniqlangan. Ishqor yordamida torf ishlangandan keyin pirokation borligi aniqlangan.
Gidrogenezatsiya jarayoni orqali ham fenol va karbon kislotalari aniqlangan. GK ning kislotalik xususiyatini uning tarkibidagi karboksil (COOH) guruhi belgilaydi. Bundan boshqa unda metoksil, amin, karbonil va boshqa guruhlar mavjud. Bu guruhlarning miqdori va tarkibi to‘g‘risidagi ma’lumotlar har xil. Kislotalik xususiyati COOH dagi H ni almashinishi asosida ko‘rinadi.
Aleksandrova fikricha, GK tarkibidagi spirt qoldig‘iga to‘g‘ri keladigan H ham almashinadi. GK tarkibidagi nisbatan erkin azot, ya’ni bog‘lanmagan amino guruhlar aniqlanmagan.
Rentgenografik ma’lumotlar ko‘rsatishicha, GK lar amorf tuzilishiga ega bo‘lib, singdirish sig‘imi 350-500 mg.ekv/ 100g. GK uchun GK ning shakli, o‘lchami to‘g‘risidagi masalalar savol-javoblar holatida turibdi.
Dragunov GK ning tuzilishi sxemasini 1948 yilda tavsiya etgan. Bu ma’lumotga ko‘ra GK tuzilishi to‘g‘ri, uzunchoq shaklga ega.
Kuxarenko fikricha, GK ning shakllangan molekulasining diametri 50-80 A⁰.
Orlov fikricha, GK molekulasi disksimon bo‘lib, 60-85 A⁰ diametrga ega. GK ning molekulyar og‘irligi to‘g‘risida bir butun aniq, ravshan fikrlar kam. Uning o‘rtacha molekulyar og‘irligi 400-100000 gacha degan ma’lumotlar mavjud. Bu sohadagi to‘plangan ma’lumotlarga ko‘ra, GK ning molekulyar og‘irligini ikki guruhga bo‘lib tushuntirish mumkin.
1-guruh 800-1500 gacha.
2-guruh 5000-30000 gacha.
Bu tebranishlar GK ning dezagregatsiyasini va aniqlash usulining har xilliligi asosida vujudga kelgan.
Kaurichev GK ni elektroforez qilib undan 15 ta fraksiyani ajratadi. Xullas, har xil tuproqlarning GK lari turlicha bo‘lishi, turli C:H nisbatiga ega bo‘lishi hamda xilma xil (COOH,
-CO-, -OH) funksional guruhlarni ushlashi mumkin.
Qora tuproqlardagi GK da C juda katta rol o‘ynaydi. Ayniqsa, GK molekulasining tuzilishida uning miqdori boshqa tuproqlar GK tarkibidagi C dan ortiqligi qiziq. GK ning miqdorini eng ko‘pi ham qora tuproqda. Qora tuproqdagi GK ning ko‘pchilik xususiyatlari boshqa tuproqdagiga nisbatan turg‘un bo‘lib, gidrofobligi kam, energiyasi esa ko‘proq, peptizatsiyaga moyilligi past. GK tarkibidagi gidrolizlanadigan azot miqdori ham o‘zgaruvchan. Bunga sabab GK ning joylashgan o‘rni bo‘lib, agar aromatik halqada bo‘lsa, gidrolizlanish nisbatan qiyin, oradagi ko‘priklarda joylashsa onsonroq bo‘ladi.
GK ni pH-3,5 bo‘lib, ko‘p asosli, kuchli dissotsiatsiyalanadigan organik kislota hisoblanadi. GK tarkibini shartli ravishda to‘rga ga bo‘lishi mumkin.
1. Fenollar asosidagi yadroli GK (bunday asos 6 ta).
2. Siklik shakldagi natriyli GK.
3. Chet zanjirlari azotli GK.
4. Uglevodlar qoldig‘i.
Bu bo‘linish shartli bo‘lib, Dragunov ma’lumotlariga asoslangan.
Keyingi vaqtda Xaziev, Gulkolar tomonidan gumus va GK tarkibida o‘simliklar va mikroblar hujayrasida uchraydigan peroksidazalar aniqlangan. Bu esa o‘z navbatida tuproqdagi GK da fermentlar borligini bildiradi. Ayni vaqtda tuproqdagi fermentativ faollikning asosiy qismi uning gumusiga to‘g‘ri keladi.

Fulvokislotalar, ularning tarkibi, tuzilishi va xususiyatlari

Fulvokislota tushunchasi, ya’ni atamasi fanga Sven Oden (1919) tomonidan kiritilgan. U Bersellius tomonidan ajratib olingan va nomlangan bo‘lib, kren va apokren kislotalarini birlashtirdi. Hozirgi kunda fulvokislotalar degan atama to‘g‘risida aniq bir qarashlar yo‘q.

Ko‘pchilik olimlarning fikricha kislotalar ta’sirida cho‘kmaydigan barcha organik kislotalarga va ularning fraksiyalariga fulvokislotalar deb qarash mumkin. Lekin buning nozik, joyi shunday qabul qilinsa, bu holda yuqori molekulyar, lekin bevosita gumusga tegishli bo‘lmagan organik moddalar ham shu guruhga qo‘shiladi.
Shuni alohida aytish kerakki, Bersellius kren kislotasini mineral suv manbayidan aniqladi. Gumusli tuproqning suvli so‘rimidan ham ajratgan.
Mulder bilan Germanlar ham nordon eritmadan gumin kislotalarini cho‘ktirgandan keyin kren kislotasini ajratadilar.
Bersellius fikricha, apokren kislota bu havoda oksidlangan kren kislotasi bo‘lib, GK ga o‘xshaydi, qo‘ng‘ir rangli, erishi qiyin bo‘lgan modda.
Bersellius, Mulder, Germanlar qo’riq modda tariqasida kren va apokren kislotalarini, misli tuzlarni ajratgan. Bu mualliflarning ma’lumotlariga ko‘ra kren va apokren kislotalari tarkibidagi S 44-49 % bo‘lib, buni kislorodga nisbatan oladigan bo‘lsak, u bilan teng, ya’ni O₂ 44-49 %, GK ga nisbatan O₂ ga boy. Esingizda bo‘lsa, GK da O₂ 30-32% edi. 1919-1920 yillarda kren va apokren kislotalari indivudual xususiyatga ega bo‘lgan kislotalar deb qabul qilingan. O‘sha vaqtdayoq kren va apokren kislotalar tuproqning mineral qismini tez parchalashi hamda kalsiy, magniy, aluminiy, temir va boshqalar bilan turli tuzlar hosil qilishi aytilgan.
Ayni vaqtda bu tuzlarning eruvchanligi, ya’ni oson va tez erish xususiyati o‘rganilgan. Shu nuqtayi nazardan Vilyams va Sibirsevlar podzol hosil bo‘lishi jarayonida kren va apokren kislotalari ularning tuzlariga bog‘laganlar.
Ba’zi olimlarning fikricha, FK lar GK dan oldin keladigan, ya’ni GK ning boshlang‘ich etapidagi ko‘rinishi bo‘lib, oksidlanib vaqt o‘tishi bilan GK ga aylanadigan modda. Balki FK bu GK parchalanishi natijasida hosil bo‘lgan moddalardir. Shuning uchun bo‘lsa kerak spektik tushunchalar paydo bo‘lib, bu guruhga qarash, ya’ni ularni o‘rganish susayib qolgan davrlar ham bo‘lgan.
1930-yillarda kren va apokren kislotalariga bo‘lgan qiziqish keskin kamayib, 1940-yillari Tyurin va Ponamarevalar yana bu masalani ko‘tardilar. Tyurin, Ponamarevalarning tuproqda bu guruhni ajratib podzol hosil bo‘lishidagi FK rolini rivojlantirdilar.
Tyurin, Ponamarevalar ma’lumotlariga ko‘ra FK oksikarbon kislotalari guruhiga kiradi, ya’ni bularning kislotali gidrolizi natijasida furfurol hosil bo‘ladi. FK larni singdirish sig‘imi yuqori bo‘lib 100g. FK uchun 7000 mg.ekv. gacha bo‘ladi.
FK lar tuproq minerallariga parchalovchi ta’sir qiladi. Oksidlar bilan ayniqsa R₂O₃, ya’ni Fe₂O_3, AI₂O₃ lar bilan hosil qilgan birikmalari ko‘p va harakatchan.
FK temirli tuzlarining harakatchanligi aluminiyli tuzlariga nisbatan yuqori. Shunisi qiziqki, keyingi vaqtda FK ga qiziqish so‘nganday, ya’ni FK masalasi hal qilinganday ko‘rinadi. Bu borada shuni unutmaslik kerakki, keyingi vaqtda sarg‘ish, ya’ni 0,1 n NaOH va Na₄P₂O₇ eritmasidan GK ni cho‘ktirgandan qolgan moddalarning hammasi FK deb kelinmoqda. Bu noto‘g‘ri bo‘lib, bu eritmada Dragunov, Visotskaya, Bak va boshqalar uglevodlar, glyukozalar fenolli birikmalar, azotli moddalarni ham FK qatori borligini isbot qildilar.
Drozdova 1955-yili torfdan, podzol tuprog‘idan xromotografiya usuli yordamida FK tarkibidan aromatik tabiatga ega bo‘lgan birikmalar: fenolli glikozid, kinoid tabiatli moddalarni ajratdi.
Kuxarenko, Vedenskayalar ham xromotografiya usuli yordamida FK tarkibi aromatik tuzilishga ega ekanligini isbot qildilar. Bu guruhlar GK ga ham xosligi bizga ma’lum. Demak, ular o‘rtasida qandaydir o‘zaro yaqinlik bor. Karboksil va fenol guruhlari borligi FK larning almashinuvchi reaksiyaga moyilligini bildiradi, ya’ni FK osongina almashinish reaksiyasiga qatnashadi.
Keyinchalik infraqizil spektroskopiya usulida Kasatochkin, yapon olimlari Kobo, Tatsukavo va boshqalar ham bu xulosani isbotlab shu fikrga qo‘shildilar.
Spektrlarni solishtiradigan bo‘lsak, FK spektorlari GK spektorlariga to‘g‘ri keladi, aniqrog‘i yaqin keladi.
Rentgen analiz FK da yon tarmoqlar ko‘pligini ko‘rsatadi. Aromatik halqalar oz, FK da C:H nisbati GK dagidan nisbatan kichik, lekin GK kabi FK da ham azot mavjud.
Nemis olimi Bremne FK ni 6 n HCI gidrolizlab, undagi azotning 20-30% ni eritmaga o‘tganini ko‘rdi va xilma-xil aminokislotalarning mavjudligini isbot qildi.
Kononova tomonidan FK dan olingan aminokislotalar tarkibi GK dan olingan aminokislotalarga yaqinligi isbot qilindi. FK ning azoti nisbatan harakatchan ekanligi aytildi.
Shved Stivenson fikricha, FK tarkibida aminli va qand moddalari mavjud.
Yuqoridagi barcha fikrlarni umumlashtiradigan bo‘lsak, FK yadrosi GK ga yaqin bo‘lib, yadrosi aromatik uglevod zanjirlaridan iborat. Yon zanjirlar FK da GK larga nisbatan ko‘p.
Xullas, FK uncha yetilib pishmagan GK deb fikr yuritilishi mumkin. GK bilan FK o‘rtasidagi aloqalar Freytag fikricha, GK <=> Fk bo‘lishi ham mumkin.
FK tarkibida 40-52% C, 4-6% H, 40-48% O, 2-6% N mavjud. FK ning butun molekulasi va shakli yaxshi o‘rganilmagan. Kononova fikricha, FK GK ning boshlang‘ich hosil bo‘lish stadiyasiga to‘g‘ri keladi, ya’ni FK lar to‘la pishib yetilmagan GK lar demakdir.