Реферат - Біоелемент кальцій

ралізує в рослині щавлеву кислоту, яка утворюється при розкладі білків, В рослинах кальцій потрібен для перетворення поглинутих нітратів в органічні сполуки.При нестачі кальцію в рослин спостерігається зниження тургору, зменшення лінійного росту пагонів (стають короткими і товстими, здерев’янілими) та кінців коріння ("бульби"). Взагалі страждають в першу чергу молоді органи — вони жовтіють, буріють, з’являються некрози.Іноді агрономи можуть ідентифікувати несправжній надлишок калію, магнію, бору, хоча це спричинено дефіцитом саме кальцію. Це спостерігається частіше на легких кислих грунтах, де він вимивається. Фізико-хімічні властивості цих грунтів несприятливі для розвитку рослин (окрім кальцієфобів).Обмін кальцію здійснюється під впливом біологічно активних речовин, серед яких особливо важливий вітамін D (кальциферол). Коли в організмі спостерігається його мала кількість, то уповільнюється надходження кальцію в кісткові тканини, що призводить до розвитку рахіту та ін. порушень пов’язаних з розм’якшенням кісток. Стійкість скелету організму залежить також від дії на нього гравітації і в умовах невагомості порушується. У поєднанні з недостатньою рухомістю людини в космосі порушується фосфорно-кальцієвий обмін, тому в меню космонавтів обов’язково включають компоненти збагачені кальцієм. Особлива роль належить кальцію в механізмі м’язового скорочення. Цей процес проходить при взаємодії двох м’язових білків-міозину і актину. В результаті приєднання іонів кальцію актин здатен взаємодіяти з міозином з утворенням актоміозину, який є каталізатором розщеплення АТФ, при якому вивільняється енергія для м’язового скорочення.Іони кальцію приймають участь в передачі нервових імпульсів в процесі звертання крові, уповільнює дію токсинів, підвищує стійкість організму до інфекцій, сприяє обміну заліза.Частина четвертаКальцій як елемент добувають шляхом електролізу його хлориду (СаНl). Але як елемент його вносити не можна, бо ця форма не засвоюється рослинами. Вносять кальцій не стільки для забезпечення його балансу як мікроелемента, скільки для регулювання кислотності грунту — проводять так зване вапнування. RH+CaCO3аRCa+H2O+CO2Разом з вапняковими матеріалами часто вносять і інші мікроелементи, бо переважна більшість добрив з вмістом кальцію природного походження.В наступній таблиці представлені вапнякові добрива та їх властивостіДобривоСпосіб одержанняФорма вапна в добривіСклад (в % на суху речовину)Характер дії добриваСаО і MgOзагальний вміст (СаСО3)ДомішкиКрейдаз покладівСаСО3до 5690-1000-10швидкоМелений вапняк (вапнякове борошнорозмелом твердих вапняківСаСО342-5675-1000-25повільноМелений доломітизований вапняк і доломітрозмелом твердих доломітизованих вапняків і доломітівСаСО3 MgСО339-5479-1000-25дуже повільноМергельз покладівСаСО3 інколи MgСО314-4225-7525-75повільнаПалене вапно (негашене)обпалювання твердих вапняківСаОдо 100-малодуже швидкоПалене вапно (гашене, пушонка)гашення водою паленого вапнаСа(ОН)до 75-малодуже швидкоВапнякові туфиз покладівСаСО3близько 5085-10010-20посередняОзерне вапно (гажа)з покладів на місцях виси-хання водоймСаСО330 і більше50-10020посередняТорфотуфиз покладівСаСО3 (+ увібраний Са)6-2810-5050посередняДефекатвідходи цукрових заводівСаСО3 з домішками СаОблизько 40до 22близько 25посередняСапропель (вапняковий)з покладівСаО36,6до 12біля 40швидкаВапнування попереджує токсичність алюмінію, фіксує фосфор, підвищує мікробіологічну активність, зрівноважує кислотність (звичайно за умови правильного використання).Частина п’ятаАналіз поділяють на якісний та кількісний. Деякі сучасні фізико-хімічні методи поєднують в собі обидва типи.Для кальцію властиві наступні хімічні реакції, за якими його визначають в грунтових витяжках, рослинах, сільськогосподарській продукції:1. Карбонат амонію — осад білий, аморфний, при нагріванні кристалізується. Са2++(NH4)2СО3аCaCO3v+ 2NH42. Сірчана кислота (солі лужних металів): з концентрованих розчинів дає білий осад Са2++SO42-аCaSO4v3. Оксалат амонію (щавелекислий амоній) — основна якісна реакція в агрохімічному аналізі, заважають іони барію та стронцію. Дає білий осад, який розчиняється в мінеральних кислотах але нерозчинний в оцтовій кислоті. Са2++(NH4)2С2O42-аCaC2O4v+2NH44. Забарвлення полум’я. Леткі солі (хлориди або нітрати) забарвлюють полум’я в цеглисто-червоний колір.5. Для визначення вмісту разом з магнієм (жорсткість води) користуються трилоном Б, з яким ці метали утворюють комплексну сполуку синього кольору.Ці реакції виконуються в певних комбінаціях, які дають визначення кальцію навіть при домішках споріднених елементів.Сучасні методи дослідження:1. Потенціометрія — використовується кальцієселективний електрод ЭМ-Са-01. Дає вірні дані в межах від 0,1 до 10-4. Заважають магній, барій, натрій, калій, амоній. При значних домішках використовують декілька електродів для елементів, що заважають і по різниці визначають результат. Також використовують потенціометричне титрування.2. Полум’яна спектрометрія — на спектрофотометрах типа Флафо-4 з фільтром "Са" — як якісний так і кількісний аналіз. Точність в межах 10-2 – 10-9. Найякісніший та найшвидший аналіз.3. Атомно-абсорбціонна спектрометрія. Все, що відноситься до п.2.4. Фотоколориметрування. Використовують забарвлені комплекси з ЕДТА. Заважають деякі елементи.5. Масс-спектрометрія.6. Метод мічених атомів.Експрес-метод визначення присутності карбонатів кальцію в грунтах є дія соляною кислотою. При цьому грунт в розрізі "вскіпає".Додаткові табличні дані про біоелемент кальційМасова частка кальцію в земній корі, морській воді, грунті, тваринах та рослинахЕлементЗемна кораГрунтМорська водаРослиниТвариниСа (кальцій)3,51,370,040,31,9Середня масова частка кальцію в живій речовині (по В.І.Вернадському)ДекадаМасова часткаЕлементиІІ1-10С, N, CaФізико-хімічні властивості кальціюСимволпоряд-ковий номерелектронна формуластупінь окислення в живих організмахрадіус атома, пмрадіус іона, пменергія іонізації, мДж/мольстандартний електродний потенціал, Вdідносна електронегативністьСа201s22s2p63s2p64s22+197990.5898Ca2++2eаCa-2.8661.00Значення логарифмів констант стійкості комплексів кальцію з деякими біолігандамиРНКДНКТіамінРибо-флавинПірідоксинБіотинНікотинамідАТФАДФВаліноміцинЕнні-атин2,322,20-----3,792,682,70-Логарифми констант стійкості комплексів кальцію з фульвокислотами (ФК)та гуміновими кислотами (ГК) при різних значеннях рН.Значення рН33,557ФК2,72,02,9—ГК0—06,5Середні показники зміни концентрації кальцію в рослинах під впливом гумінових кислот і в залежності від вмісту органічної речовини в субстратіМасова доля в субстратігумінова кислотаорганічна речовина0,51,01,02,55,0Масова доля кальцію, %7557938170Добуток розчинності деяких малорозчинних сполук кальціюАніониОН—СО32-РО43-S2-Добуток розчинності6,5*10-63,8*10-9СаНРО4 2,7*10-7 Са(РО4)2 2*10-29-Логарифми констант стійкості кальцію з комплексонамиСкорочена позначкаПовна назва комплексонуЛогарифм константиИДАІміндиоцтова кислота2,59НТАНітрилоцтова кислота6,41ЭДТАЕтилендиамінтетраоцтова кислота10,70ДТПАДиетилентетраміноцтова кислота10,89ТТГАТриетиленгексаміноцтова кислота9,89ТПГАТетраетиленпентамінгептаоцтова кислота7,57ОЭДТАОскиетилендиамінтриоцтова кислота8,00ДБТАДигідроксибутилендиамінтетраоцтова кислота9,39ЭДДЯЕтилендиаміндиянтарна кислота4,23ЭДОФАЕтилендиамін-ди(2-гідроксифенол)-диоцтова кислота7,20ОЭДФГідроксиетилендифосфонова кислота6,00НТФНітрилтриметиленфосфонова кислота6,68