Роль органических кислот в связывании оснований

28.08.2012

Можно предполагать, что избыток сильных оснований над сильными кислотами в препарате из горизонта А0 связан с фосфорной кислотой, которая при рН = 5,86 этого препарата должна быть приблизительно наполовину (или немного меньше) насыщена основаниями. При этом предположении сумма (SО3 + Сl + 1/2Р2О5) составит 191 мг-экв, что на 24 мг-экв меньше суммы сильных оснований. Этот остаток сильных оснований вместе с значительным количеством аммиака (304 мг-экв), очевидно, связан с органическими кислотами. В препарате из A1 содержание фосфорной кислоты совершенно незначительно (11 мг-экв), поэтому ее участие в связывании оснований, особенно при сильнокислой реакции препарата из этого горизонта (рН = 4,15), не может играть заметной роли. Следовательно, и в этом горизонте весь аммиак в количестве 214 мг-экв на 100 г воднорастворимых веществ связан с органическими кислотами.
Приходя к этому выводу о связи аммиака с органическими кислотами, мы исключаем участие кремнекислоты на основании следующих соображений: 1) при низких значениях рН участие кремнекислоты должно компенсироваться тем, что часть Р2О5 и SO3 находится в органической форме и, следовательно, не принимает участия в связывании оснований; эта компенсация, конечно, не может быть точной, но порядок величины содержания SiO2, с одной стороны, и Р2О5 и SO3 - с другой, дает основание полагать, что при указанном допущении мы не делаем значительной ошибки в оценке роли органических кислот (в частности, едва ли преувеличением ее). Эта роль заключается не только в связывании больших количеств аммиака, по, очевидно, также и в определении рН и величины титруемой кислотности, так как последняя почти целиком должна быть обязана свободным органическим кислотам.
Поправка, которая может быть сделана на часть фосфорной кислоты, титруемую в пределах от начального рН препарата до рН = 8,2-8,3 (это значение рН соответствует образованию двузамещенных фосфатов, следовательно, связыванию 2/3 фосфорной кислоты), составляет для горизонта А0 26 мг-экв (106-80), а для А1 всего около 4,5 мг-экв. Первая величина (26 мг-экв) почти в точности компенсируется указанным,выше избытком сильных оснований над сильными кислотами (плюс 1/2 фосфорной кислоты), вторая - настолько незначительна, что может не приниматься во внимание при приблизительных расчетах. Учитывая это, можно подойти к приблизительному определению общей величины кислотности, обусловленной органическими кислотами, а следовательно, и к приблизительному определению их эквивалентного веса.
Общая величина кислотности при рН = 8,2-8,3, соответствующем концу титрования с фенол-фталеином, очевидно, равна сумме содержания аммиака и величины титруемой кислотности. Эти величины составляют:

Роль органических кислот в связывании оснований

В пересчете на 100 г органического вещества это дает: для А0 - 554 мг-экв и для A1 - 623 мг-экв.
Так как кривые титрования слабых кислот, в частности гуминовой кислоты (Puri a. Sarup, 1938), в пределах рН от 4-5 до 7-8 приближаются к прямой, то, зная содержание оснований при начальном рН препаратов и при рН = 8,2-8,3, можно, пользуясь графическим построением, определить приблизительную величину общей кислотности при рН = 7,0. Эта величина будет около 425 мг-экв для горизонта А0 и около 500 мг-экв для A1, что соответствует эквивалентному весу около 235 для А0 и около 200 для А1. Эти цифры примерно в 1,5 раза меньше эквивалентного веса гуминовой кислоты из подзолистой почвы (Наткипа, 1940). Считаем, однако, необходимым еще раз отметить, что полученные результаты имеют только приблизительный, ориентировочный характер и не могут претендовать на точность. В частности, в произведенных расчетах мы не учитывали содержания алюминия и железа, которые также находятся, вероятно, главным образом в соединении с органическими веществами. Если эти соединения образованы по типу комплексных анионов или солей, то часть карбоксильных и гидроксильных групп органических кислот может быть связана с алюминием и железом, следовательно, эквивалентный вес этих кислот может оказаться еще ниже.