Зат айналым

           Көміртегі циклінің негізгі бұзылуы геологиялық құрылымдардан бөлінетін заттарға байланысты. Сонымен қатар, өсімдіктер бірлестігінің ауданы мен өнімділігінің өзгеруі нәтижесіне де байланысты. Осы көміртегінің бір бөлігі атмосферада көмірқышқыл газы мен метан түрінде жиналып, «жылыжай әсерінің» пайда болуына ықпал етеді.

                                        Күкірт

        Күкірт  S – элементтердің периодтық жүйесінің VІ тобындағы химиялық элемент; ат. н. 16, ат. м. 32,06. Тұрақты 4 изотопы бар. Сондай-ақ жасанды жолмен алынған 6 изотопы белгілі. Күкірттің жер қыртысындағы салмақ мөлшері 0,05%, теңіз суында 0,08 – 0,09%. Күкірт біздің заманымыздан 2000 жыл бұрын белгілі болған. Қалыпты жағдайда күкірт сары түсті, бейметалл. Табиғатта бос күйінде (саф К.) және сульфидті (мыс., пирит, галенит, антимонит, т.б.), сульфатты (гипс, ангидрит, барит, мирабилит, т.б.), т.б. минералдар түрінде кездеседі. Күкірттің бірнеше кристалдық түрлері белгілі, оның ішіндегі орнықтылары ромбылық α-күкірт және моноклинді β-күкірт. Күкірттің тығыздығы 2,07 г/см3 (α-түрі) және 1,96 г/см3 (β-түрі), балқу t 112,8°С, қайнау t 444,6°С, жылу өткізгіштігі 0,208 Вт/(м•град). К. суда ерімейді, бензолда жақсы ериді, қыздырғанда молекуласындағы атом саны бірте-бірте кемиді: S8→ S6→ S4→ S2 соңында 2000°С-тан жоғары қыздырғанда К. буында жеке атомдар пайда болады. Салқындатқанда осы процесс кері айналып полимерлену құбылысы жүреді. К. қосылыстарында –2-ден +6-ға дейін тотығу дәрежелерін көрсетеді. Азот, йод, алтын, платина және инертті газдардан басқа элементтердің бәрімен әрекеттеседі.

       Ол күшті металл емстрмен тотықсыздандырғыш  ретінде әрекеттеседі:

                                                      S⁰+3F₂⁰=SF₆

                                                      S⁰+O₂⁰=SO₂

Күкірт сутегімен  әрекеттесіп күкірт-сутек түзеді:

                                                      H₂⁰+S⁰=H₂S^2-

Тотығу дәрежелері әр түрлі болуына сәйкес күкіртті сілтімен қосып қайнатқанда күкірттің  бір атомдары 4+ ке дейін тотығады, екінші бір атомдары 2-ге дейін тотықсызданады,диспропорцияланады:

                                    S⁰ +2S +6NaOH= Na₂SO₃+2Na₂S^2-+3H₂O

Күкірт еріткіш  ретінде күкірткөміртек алуға,мылтықтың  «қарадәрісін» жасауға,каучукты вулканизациялап  резеңке алуға, «күкірт түсі»  ауы шаруашылығы дақылдарының кейбір зиянкестерін құртуға,қопарғыш заттар жасауға , күкіртті сіріңкелер өндіруде бояулардың кейбір түрлерін жасауға қолданылады.

         Күкірт айналымы-  бұл цикл  суды топырақты және атмосфераны  қамтиды.күкірттің негізгі қоры  – топырақта және тұнбаларда. Күкірт айналымының негізгі буыны  аэробты тотығу процесі, яғни, сульфидтің сульфатқа және анаэробты  тотықсыздану процесі, керісінше  сульфаттың сульфидке дейін өзгеруіжатады.бұл  реакциялар белгілі бактериялар  тобының қатысуымен өтеді. Тотығу-тотықсыздану  процестерінің арқасында топырақтың аэробты аймағындағы күкірт пен сульфат қорының арасында және топырақ қабатының тереңінде және тұнбаларында орналасқан темір сульфидімен алмасулар жүреді. Тереңде жатқан тұнбалар микробтардың қатысуымен тотықсызданғанда бөлінген күкірттісутек су бетіне қарай жылжиды. Судағы сульфид оттегі атомдарымен реакцияға түсіп, сульфатқа дейін тотығады. Сульфат автотрофтардың пайдалануына ең қолайлы түр болып саналады. Күкірттің  амин қышқылдарының құрамына кіретіні белгілі. Күкірт айналымы антропогендік әсерге тәуелді. Органикалық энергия тасымалдаушылар құрамында бір мөлшерде күкірт болады. Олар жану процесіне ұшырағанда диоксид түрінде бөлінеді. Күкірттің бұл түрі азот тотығы сияқты тірі организмдерді уландырады. Күкірт диоксидін өсімдіктердің жер үстіндегі ассимиляциялық аппараттары жақсы сіңіреді. Бұл жағдайда фотосинтез процесі тежеліп, өсімдіктер некроз ауруына шалдығады да, жапырақтары түгел түсіп қалады. Күкірт диоксиді атмосферадағы су буымен реакцияға түсіп, қышқыл түзеді.

                                                     Фосфор

           Фосфор- табиғатта бос күйінде кездеспейді, фосфор тау жыныстары мен минералдарда қосылыс түрінде кездеседі. Мысалы, фосфорит және апатитте кальций фосфаты Са₃(РO₄)₂ түрінде болады. Азот тәрізді фосфор да өсімдік пен жануар нәруызының негізгі құрам бөлігі. Фосфор өсімдіктердің дәнінде, жануарлардың сүтінде, қанда, ми мен жүйке ұлпаларында кездеседі. Мысалы, ересек адамдардың сүйегінде 600 г, ет ұлпасында 56 г, жүйке жүйесінде 5 г-ға дейін фосфор болады. Барлық сүтқоректілердің сүйегі құрамында фосфор Са₃(РO₄)₂немесе ЗСа₃(РO₄)₂•СаСO₃•Н₂O түрінде болады. Осындай фосфаттар сүтқоректілер қаңқасына беріктік қасиет береді. Жануарлар мен адамдар фосфорды өсімдік арқылы қабылдайды. Фосфор қосылыстары тіршіліктегі барлық зат алмасу процестеріне қатысады.

           Фосфордың физикалық және химиялық қасиеттері. Бос күйіндегі фосфорды алу үшін табиғи фосфатты электр пеште кремний (IV) оксиді мен көмірді косып қыздырады. Бөлінген фосфордың буын су астында ақ фосфор Р түрінде бөліп алады. Реакция теңдеуі:

                              Са₃(РО₄)₂+ 3SiО₂ + 5С = 3CaSiО₃+ 5CО↑ + 2Р

Фосфор элементі жай зат  ретінде бірнеше аллотропиялық түрөзгерісін түзеді. Оның маңыздылары — ақ және қызыл фосфор. Ақ фосфор улы жөне тез тұтанатын болғандықтан аса ұқыптылықты қажет етеді. Оның буымен демалуға болмайды. Ақ фосфорды шыны ыдыста, су астында, сыртынан құм салынған металл банкаға орналастырып сақтайды. Ақ фосфор ауасыз кеңістікте қыздырғанда қызыл фосфорға, ал жоғары қысымда қара фосфорға айналады. Қара фосфор аз кездеседі .

Химиялық қасиеттері:

1. 2Р + ЗСl₂ = 2РСl₃ галогендермен галогенидтер береді
2. 2Р + 3S = P₂S₃ күкіртпен сульфид түзеді
3. ЗСа + 2Р = Са₃Р₂ металмен фосфид түзеді

Фосфор өзінің аталуына сәйкес (грекшеден аударғанда “жарық шығарғыш” деген мағынаны білдіреді) ауада оттекпен жарық шығара отырып, қарқынды әрекеттеседі. Осы тәжірибені жасап көрейік. Әуелі шыны қалпақшының тығыны зат жағатын темір қасықшаны өткізеді.Себебі фосфор жанғанда, ақ түтін будақтап, оның оксиді түзіледі. Ол ауада шашылмас үшін қасыққа салынған фосфорды спирт шамы жалынында қыздырып, жана бастағанда шыны қалпақшаға кіргізіп тығындайды. Сонда түзілген фосфор (V) оксиді бірте-бірте төмен қонып, суда ериді. Енді реакция теңдеуін жазайық:

                                    4Р + 5O₂ = 2Р₂O₅ 

            Қызыл фосфор сіріңке өндірісінде, пиротехникада және фосфор кышкылын алуға пайдаланылады. Фосфор ауыл- шаруашылык зиянкестерімен күресу үшін кажет улы химикаттар алу үшін қолданылады.

           Фосфордың ақ және қызыл түрөзгерісі бар. Ақ фосфор химиялық белсенді болып келеді. Сондықтан ақ фосфорды қараңғыда су астында сақтайды. Ақ фосфорды ауасыз ортада қыздырса, қызыл фосфор алынады. Қызыл фосфор сіріңке өндіруде, пиротехникада қолданылады. Фосфор жай және күрделі заттармен өрекеттеседі. Қазақстанда фосфор шикізатының қоры Жамбыл (Қаратау) және Ақтөбе (Шилісай) облыстарында бар.

             Фосфор сіріңке және улы химикаттар өндірісінде пайдаланылады.

Ақ, қызыл фосфор Н₃РО₄ алуда, жанғыш қоспалар дайындау үшін қолданылады.

                     P+5HNО₃конц = Н₃РО₄+5NО₂↑ +Н₂О

 

Фосфор айналымының  газ тәрізді фазасы болмайды. Фосфор ағзаларымен бірнеше рет тұтынылғаннан  кейін  құрлық пен тұнба түрінде  сулы ортаның түбіне кетеді. Фосфордың  қайтып оралуы мұхиттың ағзаларымен  орнын толтырмайды,яғни құрлықтың  қажеттілігін толтыра алмайды. Фосфорды пайдалану тұнбалық циклмен бітетін, біржақты процесс болғандықтан , ағзалар  үшін фосфордың жетіспеушілік қаупі  туады. Сондықтан оның адаммен орнын  толтыру минералдық тыңайтқыштарды енгізу арқылы жүзеге асады.фосфордың бір бөлігі құрлыққа мұхиттан теңіз өнімдерін енеді. Фосфор мен күкірт тау жыныстарында болады. Тау жыныстарының бұзылуы мен эрозиясының әсерінен топырақта өтеді де, оларды өсімдіктер  пайдаланады. Редуцент ағзалардың тіршілік қызметі нәтижесінде олар қайтадан топыраққа қайтады.азот пен фосфор қосылстарының бір бөлігін жауын сулары өзендерге, одан теңіз бен мұхитқа шайып, оны балдырлар қолданады.

 

 

                         Пайдаланылған әдебиеттер:

1. Химия: Жалпы білім беретін мектептің жаратылыстану-математика бағытындағы 11-сыныбына арналған оқулық / Ә. Темірболатова, Н. Нұрахметов, Р. Жұмаділова, С. Әлімжанова.
2. Химия: Усманова М. Б., Сақариянова Қ. Н. Жалпы білім беретін мектептің 9-сыныбына арналған оқулық 
3. Мұнай және газ геологиясы танымдық және кәсіптік-технологиялық терминдерінің түсіндірме сөздігі.
4. "Қазақ Энциклопедиясы"
5. Қазақ тілі терминдерінің салалық ғылыми түсіндірме сөздігі:Экология және табиғат қорғау. А.Қ.Құсайынов 
6. А.К.Бродский. Жалпы экологиялық қысқаша курсы. 
7. Г.С.Оспанова. Г.Т.Бозшатаева. Экология.
8. Ғ.Сағымбаев. Экология негіздері. Алматы, 1995