Гуминовые кислоты торфов и БУ.

Гуминовые кислоты (ГК) выделяются обработкой торфа 1%-ным растворе NaOH. Близки по структуре, но отличаются по молекулярной массе (М) и количеству кислородсодержащих функциональных групп. Их М в водных растворах колеблется от 1000 до 1400. Наиболее характерные функциональные группы, определяющие кислый характер ГК: карбоксильные (−СООН), гидроксильные (−ОН) и фенольные, присутствуют также, карбонильные (−С=О), метоксильные (−ОСН3) и хиноидные группы, среди них преобладают гидроксилы, а на втором месте - карбоксильные группы. ГК можно представить себе как высокомолекулярные гидроксикарбоновые кислоты. Кислоты разделяются на три основные группы по растворимости в различных растворителях: 1) в воде - фульвокислоты; 2) в спирте или ацетоне - гиматомелановые; 3) значительное количество растворяется только в щелочи - гумусовые кислоты. Элементный состав гуминовых кислот: С - 57,5-64,2%; Н - 4,3-5,4%; О - 29-34%; N - до 4%. По химическому составу ГК высокомолекулярные ароматические и алифатические (значительное количество) гидроксикарбоновые кислоты, фрагменты которых соединены между собой (–О– и –СН2–) мостиками. Основой структуры ГК являются конденсированные системы, включающие предельные и ароматические кольца и несущие боковые цепи и функциональные группы при ядре и в боковых цепях. На стадии торфа они еще содержат -ОСН3 группы. Парамагнетизм обусловлен наличием свободных радикалов.ГК - биологически активные соединения, используются в качестве стимуляторов роста и высокоэффективного органического удобрения. Благодаря присутствию в них фенольных гидроксилов, ГК являются достаточно сильными антисептиками.

У ГК БУ основой структуры являются 2-3 конденсированных ароматических кольца, включающие гетероциклы, содержащие О, N и S. Кислый характер гуминовых кислот БУ определяет содержание в их составе кислородных функциональных групп таких же, как и в торфе. В ряду углефикации их количество уменьшается, так содержание (СООН) уменьшается от 1,6 – 3,2 до 1,5 - 0,6%, (ОН) - от 8,0 до 4,5%, (-С=О) – от 12 до 1,4, (ОСН3)- от 4,0 - 0,7 до 0. O сохраняется в основном в фенольных и карбонильных группах. Большая часть О уходит при декарбоксилировании в форме СО2, оставшийся кислород в процессе ангидридизации и этерификации переходит в мостиковую форму. Реакция ангидридизации ведет вместе с тем к укрупнению молекул, что увеличивает молекулярную массу ГК. Молекулярная масса гуминовых кислот БУ может достигать 3500. ГК переходят при преобразовании в гуминиты остаточного угля, приобретая нейтральные свойства. Переход в гуминиты - переход в каменные угли (КУ).

53. Гумусовые БУ. Элементный и групповой состав. Химические отличия от торфов и КУ.

По групповому составу БУ имеют некоторое сходство с торфами: в них особенно на ранних стадиях углефикации в значительных количествах содержатся ГК, но по составу они иные.

БУ уже не содержат углеводов.

В групповом составе БУ можно выделить три группы компонентов:

битумоиды ( выделяют спирто-бензолом)

гуминовые кислоты ( щелочной обработкой,1% раствор NaOH )

остаточный уголь.

БУ: гумусовые, образующиеся из лигнино-целлюлозных остатков высших растений;

Можно выделить некоторые особенности состава и свойств БУ:

1. при действии слабых растворов щелочи на БУ раствор окрашивается в коричневый цвет, в результате растворения ГК;

2. БУ гигроскопичны и влагоемки, в землистых БУ 2/3 воды содержится в коллоидном состоянии, остальная в свободном, в плотных - вода сорбционная и связанная;

3. высокий выход летучих веществ (Vdaf), что характеризует неустойчивость химической структуры молекул;

4. высокая способность к окислению и самовозгоранию (причина пока неясна);