Сад и огород



Изучение соотношения интенсивности и расширения интерференционных полос

Изучение соотношения интенсивности и расширения интерференционных полос на рентгенограммах гуминовых кислот и других составляющих гумусового вещества почвы открывает определенные возможности исследования различного рода изменений характера углеродного скелета изучаемых веществ. Возможности рентгенографического метода в исследовании строения органических веществ, выделяемых из почвы, ограничиваются лишь общей структурной характеристикой углеродного скелета. Однако объективные сведения, получаемые рентгенографическим методом в сочетании с данными, получаемыми другими методами, химическими и физическими (в частности, инфракрасной спектроскопии), могут оказаться очень полезными, в раскрытии химической природы и строения гумусовых веществ почвы.
Метод инфракрасной спектроскопии интенсивно разрабатывается за последние годы и является одним из основных оптических методов исследования химического строения вещества. Он основан на возникновении характеристических полос поглощения при прохождении инфракрасных лучей через вещество, что связано с возбуждением собственных колебаний атомных групп в исследуемом веществе. На рис. 3 приведены спектральные кривые поглощения, в трех интервалах длин волн — от 2,8 н-до 3,9 (1, от 5,7 (1 до 6,8 (а и от 7,8 ц. до 11,3 ^для пяти веществ, выделенных из почвы.
Спектральная кривая 1 получена с гуминовых кислот чернозема, кривая 2— фульвокислот чернозема, 3— гуминовых кислот сильноподзолистой почвы, 4 — фульвокислот сильноподзолистой почвы, 5—туминовых кислот, выделенных из культуры.
Приводимые здесь спектральные кривые поглощения записаны на регистрирующем инфракрасном спектрометре ИКС - И. Объекты для получения спектров были приготовлены в виде тонко растертой пасты с специальным маслом. Для записи спектральных кривых в интервале длин волн от 2,8 (до 3,9р пасты образцов приготавливались на специальном минеральном масле, представляющем собой полимер тетрафторэтилена, которое не-имеет собственного поглощения в этом интервале длин волн.
Для записи кривых в двух других интервалах была использована специально отобранная фракция парафинового масла. Толщина слоя пасты, помещенной между двумя пластинками из каменной соли, составляла 15 микронов.
Каждому характеристическому максимуму (полосе) поглощения в изученных интервалах длин волн отвечают валентные или деформационные характеристические колебания в различных атомных группировках. Для расшифровки полос поглощения нами были использованы специальные таблицы спектров, приведенные в отдельных работах (6,10), а также эталонные спектры ряда индивидуальных органических соединений, полученных в лаборатории физических методов исследования топлив ИГИ АН СССР.
Область спектра от 2,5 р- до 4 р. соответствует возбуждению валентных колебаний в связях ОН и СН. Широкая интенсивная полоса в области длин волн около 3,0(х, имеющаяся на всех приводимых спектральных кривых, отвечает колебаниям в гидроксиле О—Н, участвующем в водородной связи. Необходимо учесть, что обнаруживаемая водородная связь во всех исследованных веществах может быть обусловлена также влажностью объектов. Малой интенсивности полоса поглощения на 3,25 р> отвечает колебаниям связи С — Н в ароматических СН группах. Весьма интенсивная полоса на 3,42 р отвечает колебаниям связи С — Н в СН2 группах. Полоса на 3,38 отвечающая С — Н колебаниям в СНз группах, благодаря малой интенсивности не отделена от полосы на 3,42.
В рассматриваемой области спектра имеется еще слабая полоса на 3,50 ц, которая приписывается также СН2 группам.
Таким образом, в составе изучаемого ряда веществ обнаруживаются все указанные группировки, за исключением фульвокислот сильноподзолистой почвы, у которых отсутствуют ароматические группы СН.
Весьма интересна область длин волн вблизи 6,0 р. В этой области спектра, отвечающей валентным колебаниям двойных связей С = 0 и С = С, наблюдаются существенные различия в полосах поглощения для разных веществ. Для всех веществ в спектрах имеется интенсивная полоса поглощения С = 0 в карбоксильных группах на 5,8}»—5,9 ц и двойных сопряженных связей С=“С на 6,2 ц, отвечающих колебаниям в конденсированной ароматической системе. Весьма характерно соотношение интенсивности полос поглощения С = О и С = С для различных веществ.