extracted_text:
Дополнительный материал по химии на тему: «Алхимики, их трюки и
знаменитый философский камень»
Поиски   философского   камня   хоть   и   были   заблуждением,   но   принесли
много   пользы   человеку:   были   открыты   новые   элементы,   лекарственные
средства, способы очистки веществ, алхимики изобрели химическую посуду,
новые   сплавы   и   композиции   веществ,   которые   находили   применение   в
практике.
Например, немецкий алхимик X. Бранд открыл фосфор. Это было первое
датированное открытие химического  элемента, хотя элементарная природа
фосфора была доказана лишь в конце XVIII в.
Открытие  фосфора  произошло  в  алхимический  период  развития  химии.
Бранд, по существу, занимался поисками «философского камня». Открытие,
разумеется, произошло случайно и вызвало сенсацию благодаря способности
фосфора к свечению. Светящиеся предметы были известны и до открытия
фосфора   (свечение   насекомых,   гнилушек   дерева,   «болонского»,   или
«солнечного»,   камня   –   минерала,   найденного   в   горах   вблизи   Болоньи,
«фосфора Балдуина» – безводного нитрата кальция).
Хенниг Бранд, разорившись, решил поправить свои дела, пытаясь найти
«философский камень». В 1669 г. ему удалось выделить некую светящуюся
субстанцию. Метод получения фосфора (от греч. «фос» – свет и  «форо» –
несу)   представлял   собой   длительный   и   очень   трудоемкий   процесс:
человеческая   моча   помещалась   в   кадку   сроком   на   15   дней,   до   начала
загнивания. Затем кипятилась на сильном огне и выпаривалась в течение 2–3
дней   до   образования   тягучей   сиропообразной   массы.  Продукт   разбавлялся
водой,   кипятился   четверть   часа   и   фильтровался   через   шерстяную   ткань.
Отфильтрованная   жидкость   нагревалась   несколько   часов   до   образования
твердого вещества. Вещество растиралось и заливалось на 24 часа винным
спиртом.   Образовавшаяся   эмульсия   выпаривалась   с   добавлением   песка.   В
итоге   получался   красноватый   осадок.   Помещенный   в   реторту   осадок
нагревался   сначала   на   медленном   огне,   затем   температура   нагревания
постепенно   увеличивалась.
  Спустя   сутки   в   приемнике   реторты
образовывалось белое светящееся вещество.
Хотя свой метод Бранд держал в секрете, известие об открытии облетело
всю Германию. Химик Иоганн Кункель сообщил Иоганну Крафту об открытии
светящегося   вещества.   Крафт   купил   секрет   Бранда   за   200   талеров   и
предпринял   путешествие   по   Европе   и   Северной   Америке,   демонстрируя
светящееся вещество.
Много раз «золото» алхимиков оказывалось обманом – латунью, томпаком
или бронзой. Еще Аристотель в IV веке до н.  э.  упоминал, что из меди при
сплавлении ее с цинком или оловом образуются золотистожелтые сплавы. Следовательно, уже в древности было известно, что «не все то золото, что
блестит».   Были   также   умельцы,   которые   получали   «серебро»   в   виде
серебристобелого   сплава   добавлением   к   медному   расплаву   мышьяка;   так,
слишком   упрощенно,   понималось   «искусство   превращения»   металлов:
достаточно   было,   чтобы   неблагородный   металл   приобрел   лишь   окраску
желаемого   благородного   металла.   В   других   случаях   требовалась   только
ловкость   фокусника,   чтобы   незаметно   подбросить   в   расплав   кусок
благородного металла. Как именно осуществить это – зависело от фантазии
умельца.   Некоторые   «мастера   золотой   кухни»   предпочитали   пользоваться
«для   перемешивания»   расплава   полой   палочкой,   внутри   которой   прятали
несколько зерен золота, а отверстие закупоривали воском. Если палочка была
деревянная, то нижняя, полая, ее часть полностью сгорала в расплаве. Таким
изящным способом быстро уничтожалось вещественное доказательство, рань
ше чем у когонибудь могло возникнуть подозрение и желание рассмотреть
«волшебную палочку» поближе.
В своих экспериментах «золотых дел мастера» обнаруживали необычайную
изворотливость. Они использовали тигли с двойным дном, из которых при
накаливании   выливалось   золото,   или   угли   с   запаянным   внутри   золотом.
Иногда успеху способствовала золотая пыль – ее вдували в расплав  вместе с
воздухом,   накачиваемым   воздуходувкой.   Однако   в   некоторых   почти
безупречных демонстрациях нельзя было сразу разгадать обман. Швейцарец
Турнейсер, алхимик и чудодоктор, которого переменчивая судьба гоняла по
разным странам, однажды наполовину превратил железный гвоздь в золотой, и
произошло   это   на   глазах   одного   кардинала,   засвидетельствовавшего
письменно: «Турнейсер опустил раскаленный гвоздь в красную протраву, и
опущенный конец превратился в золото. Произошло это в Риме 20 ноября
1586   года».   Гвоздь   долгое   время   выставлялся   для   осмотра   публике   как
доказательство истинного алхимического мастерства. Однако когда в 1730
году   путешествовавший   по   Италии   Иоганн   Кейслер   заинтересовался   этим
раритетом, то не смог получить вразумительного ответа. «Повидимому, уже
многие   годы   стыдятся   показывать   этот   гвоздь,   после   того   как   было
обнаружено, что это – обман и весь фокус заключается в незаметной пайке», –
так написал Кейслер в своем отчете, опубликованном в 1740 году. Турнейсер
обманул зрителей простым фокусом. С большим искусством он припаял к
железному гвоздю золотое острие, которое покрыл соответствующей краской.
В процессе алхимической операции окраска исчезла, и одураченные зрители
увидели блеск золота.
При   превращении   ртути   в   золото,   наиболее   популярном   в   те   времена,
необходимо было выделить золото, «запрятанное» в ртути. В измельченном
состоянии золото почти мгновенно растворяется в жидкой ртути, которая не
меняет при этом своей характерной серебристой окраски. Известно, что такие
амальгамы золота остаются жидкими вплоть до 10–12 % его содержания и выглядят, как чистая ртуть. Отогнать жидкую ртуть – это детская игра для
алхимиков. После испарения ртути в тигле оставалось чистое золото.
Следует   отметить,   что   были   также   честные,   убежденные   алхимики,
которые стали жертвой самообмана. Они твердо верили, что получили золото
при   переплавке   больших   количеств   серебра,   ртути,   свинца   или   при
переработке их руд. В силу скудости знаний по аналитической химии они не
ведали, что лишь обогащали то небольшое количество золота, которое уже
присутствовало в металлах и рудах. Серебряные монеты, часто служившие
сырьем для эксперимента, всегда содержали небольшое количество золота –
если они были чеканки до 1830 года. Удаление золота из серебра для чеканки
было   невозможным   по   тогдашней   технологии   или   просто   слишком
дорогостоящим делом.
Однако   же   какую   связь   имеет   все   это   со   знаменитым   философским
камнем?   Рецептура   его   сложного   изготовления   была   описана   в
многочисленных алхимических трактатах и толстых фолиантах, но в такой
форме, что никто, а часто и сам алхимик, не мог ничего понять. Некоторые из
этих «рецептов» составлены относительно ясно, как, например, пропись для
изготовления   философского   камня   в   «Химическом   своде»   Базилиуса
Валентиниуса.   Если   некоторые   важнейшие   данные   в   ней   и   зашифрованы
алхимическими   символами,   то   их   разгадка   все   же   довольно   проста.
Описывалось изготовление химическим путем кровавокрасной жидкости из
ртутной руды путем растворения последней в царской водке; смесь в конце
концов   нагревали   в   течение   нескольких   месяцев   в   закрытом   сосуде   –   и
эликсир мудрости был готов.
Следует заметить, что в некоторых деталях все рецепты совпадают. Так,
часто   указывается,   что   философский   камень   представляет   собой   ярко
красное негигроскопичное вещество. При получении его из ртути и других
составных  частей  вещество несколько раз изменяет свою окраску – от черной
к белой, затем к желтой и, наконец, к красной. Профессор К. ван Ниевенбург
из Нидерландов в 1963 году взял на себя труд повторить многочисленные
операции   алхимиков   с   помощью   методов   современной   науки.   В   одном   из
опытов   он   действительно   наблюдал   описанные   изменения   окраски.   После
удаления всей ртути, введенной по прописям алхимиков, а также ее солей
путем разложения при высоких температурах или возгонкой он получил очень
красивое красное негигроскопичное вещество. Сверкающие, призматические
кристаллы были химически чистым хлорауратом ceребра AgAuCl4. Возможно,
что это соединение и было тем самым философским камнем, который в силу
высокого содержания в нем золота (44 %) мог вызвать желаемое превращение,
скажем,   поверхностное   золочение   либо   сплавление   с   неблагородными
металлами. Конечно, с помощью этого соединения нельзя было наколдовать
больше золота, чем оно само содержало.
Алхимики о себе Роджер   Бэкон   (XIII   век)   так   осмысливает   статус   собственного   дела:
«Алхимия   есть   наука   о   том,   как   приготовить   некий   состав,   или   эликсир,
который,   если   его   прибавить   к   металлам   неблагородным,   превратит   их   в
совершенные металлы... Алхимия есть непреложная наука, работающая над
телами   с   помощью   теории   и   опыта   и   стремящаяся   путем   естественных
соединений превращать низшие из них в более высокие и более драгоценные
видоизменения». Не ограничивая себя рамками злато и среброделия, Бэкон
увеличивает число изучаемых объектов: алхимия – наука о том, как возникли
вещи   из   элементов,   и   о   всех   неодушевленных   вещах:   об   элементах   и
жидкостях   как   простых,   так   и   сложных,   об   обыкновенных   и   драгоценных
камнях, о мраморе, о золоте и остальных металлах; о видах серы, солях и
чернилах; о киновари, сурике и прочих красках; о маслах и горючих смолах,
находимых в горах, и о бесчисленных вещах, о которых ни слова не сказано в
Аристотелевых   творениях.   Мир   алхимиков   –   едва   ли   не   вся   природа.
Металлургия   и   минералогия,   петрография   и   ювелирное   дело,   изучение
естественных смол и соков, техника крашения – химия и материаловедение
почти в современном объеме термина, а также «бессчетные иные вещи», не
снившиеся и всеведущему Аристотелю. Алхимия, согласно Бэкону, наука еще
и   о   том,   «как   возникли   вещи   из   элементов».   Правда,   Бэкон   обособляет
практическую   составляющую   алхимии.   Эта   часть   всеобщей   науки   «учит
изготовлять   благородные   металлы   и   краски   и   коечто   другое   с   помощью
искусства лучше и обильнее, чем с помощью природы». Именно эта алхимия
«утверждает умозрительную алхимию, философию природы и медицину».
Альберт Великий (XIII век) писал: «Алхимия есть искусство, придуманное
алхимиками.   Имя   ее   произведено   от   греческого   archymo.   С   помощью
алхимии   включенные   в   минералы   металлы,
  пораженные   порчей,
возрождаются...».   Намек   на   порчу,   болезнь,   которую   нужно   лечить.
Алхимическое   искусство   сближено   с   искусством   врачевания.   Неспроста
синоним философского камня – медикамент.
Но все же главным в алхимии остается изготовление золота.
Анонимный   алхимик   XV   века,   связывая   совершенствование   металлов   с
врачеванием   человеческого   тела,   определяет   алхимию   как   тайную   часть
естественной   философии,   из   коей   возникало   искусство,   поучающее,   как
доводить   еще   не   совершенные   камни   до   истинного   совершенства,   больное
тело человек – до благородного здоровья, а все металлы обращать в истинное
Солнце   и   в   истинную   Луну.   Указания   этого   искусства   исполняются
«рукотворно,   помощи   секретных   приемов,   явленных   детям   истины   и   при
помощи теплоты». Итак, естественная философия, причем «тайная» ее часть;
связь   исскусством   врачевания;   практические   цели;   секретные   магические
приемы;   «физикохимические»   рукотворные   процедуры;   сподобленность
божественному   промыслу.   Столкновение   разнородных   составляющих   в, казалось бы, цельной алхимии. Нарочито гетерогенный образ алхимического
дела.
Определения   алхимии   подчеркивают   практический   ее   смысл.   Андрей
Либавий   (XVI   век):   Алхимия   –   «искусство   извлекать   совершенные
магистерии и чистые эссенции из смешанных тел». Анджело Сала (XVI–XVII
века): «Спагирическое искусство составляет ту часть химии, предмет которой
–   природные   тела:   растительные,   природные,   минеральные.   Адепты   этого
искусства совершают нужные операции, вознамерившись употребить эти тела
в   медицине».   Чередования   искусство   –   наука,   наука   –   искусство   едва   ли
случайны. Artiste  –  химик, artifex – «искусник»,  ремесленник,  но  artisan –
художник   (и   тоже   ремесленник).   Алхимия   –   ремесло,   доведенное   до
искусства. Но – и наука, открытая «детям истины».
Самоопределения   алхимии   возвышают   эту   деятельность,   придавая   ей
вселенскую, но и практическую значимость. И все же явственно слышатся
даже в этих немногих дидактических высказываниях космические притязания
всесильных служителей алхимии.
Приключения черного дракона
Чтобы приготовить эликсир мудрецов, или философский камень, возьми,
сын мой, философской ртути и накаливай, пока она не превратится в зеленого
льва. После этого прокаливай сильнее, и она превратится в красного льва.
Дигерируй*   этого   красного   льва   на   песчаной   бане   с   кислым   виноградным
спиртом, выпари жидкость, и ртуть превратится в камедеобразное вещество,
которое можно резать ножом. Положи его в обмазанную глиной реторту и не
спеша дистиллируй. Собери отдельно жидкости различной природы, которые
появятся при этом. Ты получишь безвкусную флегму, спирт и красные капли.
Киммерийские**   тени   покроют   реторту   своим   темным   покрывалом   и   ты
найдешь внутри нее истинного дракона, потому что он пожирает свой хвост.
Возьми   этого   черного   дракона,   разотри   на   камне   и   прикоснись   к   нему
раскаленным углем. Он загорится и, приняв вскоре великолепный лимонный
цвет, вновь воспроизведет зеленого льва. Сделай так, чтобы он пожрал свой
хвост, и снова дистиллируй продукт. Наконец, мой сын, тщательно раздели, и
ты увидишь появление горючей воды и человеческой крови».
Что   это?   Бессмысленное   бормотание   мага   и   колдуна,   шарлатана   и
мошенника, рассчитывающего на непосвященных, застывших в почтительном
молчании перед таинственными заклинаниями и узорчатой речью чудодея? А
может быть «лженаучные» попытки отворить с помощью слова алхимический
сезам?   Или,   наконец,   ритуальное   стихотворение   в   прозе,   написанное   без
практической цели и потому таковым остающееся для нас, людей XXI века –
века торжества химии. А может быть... Попробуем   расшифровать   –   сначала   только   на   химический   лад   –   этот
старинный   алхимический   рецепт   получения   философского   камня   –   текст,
принадлежащий, по преданию, испанскому мыслителю Раймонду Луллию и
повторенный   английским   алхимиком   XV   века   Джорджем   Рипли   в   «Книге
двенадцати врат».
Если   воспользоваться   средневековыми   толкователями,
  можно
расшифровать   этот   с   виду   столь   изощренный   рецепт,   рассчитанный   на
неукоснительное   исполнение.   Ведь   цель   –   золото,   а   эликсир   мудрых   –
средство, без которого любые золотые сны не более чем грезы, которым не
суждено сбыться. В самом деле, должен же быть во всем этом какойнибудь
практический смысл! И тогда этот текст, возможно, предстанет как источник
химических – протохимических – знаний. Но как предстанет?
Алхимические   термины,   содержащиеся   в   рецепте,   на   первый   взгляд,
совершенно   непонятны.   Французский   химик   XIX   века   Жан   Батист   Андре
Дюма толкует их так. Философскую ртуть он называет свинцом. Прокалив ее,
Рипли получает массикот (желтую окись свинца). Это зеленый лев, который
при   дальнейшем   прокаливании   превращается   в   красного   льва   –   красный
сурик.   Затем   алхимик   нагревает   сурик   с   кислым   виноградным   спиртом   –
винным   уксусом,   который   растворяет   окись   свинца.   После   выпаривания
ocтается свинцовый сахар – нечистый ацетат свинца (чистый Pb(С2H3O2)2  ∙
3H2O   –   это   бесцветные   прозрачные   кристаллы).   При   его   постепенном
нагревании   в   растворе   сперва   перегоняется   кристаллизационная   вода
(флегма),   затем   горючая   вода   –   «пригорелоуксусный   спирт»   (ацетон)   и,
наконец, – краснобурая маслянистая жидкость, В реторте остается черная
масса,   или   черный   дракон.   Эта   масса   представляет   собой   мелко
раздробленный   свинец.   При   соприкосновении   с  раскаленным   углем   она
начинает тлеть и превращается в желтую окись свинца. Алхимик говорит, что
черный дракон пожрал свой хвост и обратился в зеленого льва. Его опять
переводят в свинцовый сахар и повторяют описанную процедуру.

file_name: алхимики.docx

intro: Предлагаемый методический материал представляет собой  тематическую подборку информации для проведения занятий по предметам по выбору, для элективных курсов, внеклассных мероприятий, предметных декадников по предметам естественнонаучного цикла. Также материал вполне успешно может быть использован для подготовки сообщений, докладов, рефератов по соответствующей теме.


extracted_text:
Дополнительный материал по химии на тему:
 «БУМАГА»
История появления бумаги
и других материалов для письма
Без преувеличения можно сказать, что каждый человек ежедневно и в
большом количестве использует бумагу или изделия из нее. Неоценима роль
бумаги в истории культуры. Письменная история человечества насчитывает
около  шести  тысячелетий  и  началась   до  изобретения   бумаги. Вначале  для
этой цели служили глиняная пластинка и камень. Однако без бумаги вряд ли
письменность   –  важнейшее   средство   общения   людей   –   получила   бы   такое
развитие.   Письмо,   являясь   знаковой   системой   фиксации   речи,   позволяет
сохранять ее во времени и передавать на расстояния. Даже при широчайшем
распространении   радио,   телевидения   и   магнитофонных   записей,   а   также
памяти   электронновычислительных   машин   бумага   как   средство   хранения
информации и культурных ценностей человечества не перестает и по сей день
играть существенную роль.
Честь изобретения бумаги принадлежит Китаю. Сохранились документы,
указывающие   на   то,   что   в   105   г.   н. э.   один   из   министров   китайского
императора   организовал   производство   бумаги   из   растений   с   добавками
тряпья. Около 800 г. такая бумага получила уже широкое распространение в
Китае,   а   также   на   Ближнем   Востоке.   Знакомство   европейцев   с   бумагой
связано с крестовыми походами на Ближний Восток – в Сирию, Палестину,
Северную   Африку,   организованными   западноевропейскими   феодалами   и
католической церковью (первый поход состоялся в 1096–1099 гг.). В эпоху
раннего средневековья (до начала крестовых походов) для письма в Европе
использовался главным образом папирус. В Италии им пользовались до XII в.
В Россию   бумага   была  завезена  из  Европы  в XIV столетии.  До  этого
времени все книги и документы писались на пергаменте. Первое бумажное
производство в Московском государстве было налажено в 1550 г., а широкое
развитие получило при Петре I.
Письменность  же  была  известна в Египте и Месопотамии с конца IV –
начала III тысячелетия до н. э., то есть задолго до изобретения бумаги. Как
уже было отмечено, основными предшественниками бумаги как материала, на
которое наносилось письмо, были папирус и пергамент, а в Месопотамии –
глиняные таблички.
Растение папирус (Cyperus papyrus) произрастает в Египте в болотистой
местности около реки Нил. Стебель растения очищали от коры и луба и из
белоснежного   материала   нарезали   тонкие   полосы.   Их   укладывали   слоями
вдоль   и   поперек,   а   затем   механическим   давлением   выжимали   из   них
растительный   сок.   Этот   сок   обладает   способностью   склеивать   полосы
папируса.   Позднее   для   скрепления   полос   стали   применять   клей, изготовленный из невыделанных шкур и муки. После высушивания на солнце
получающиеся   листы   шлифовали   камнем   или   кожей.   Папирус   для   письма
стали   изготовлять   около   4000   лет   назад.  Считают,   что   и   название   бумаги
(papiera) происходит от слова «папирус».
Пергамент   –   это   невыделанная,   но   освобожденная   от   волос   и
обработанная   известью   телячья,  овечья  или  козлиная  кожа.  Так   же,  как   и
папирус,   пергамент   прочный   и   долговечный   материал.   Хотя   бумага   менее
прочна   и   долговечна,   она   более   дешева   и   потому   более   доступна   для
широкого использования.
Слово «пергамент» происходит от названия города Пергамон в Малой
Азии. Жители этого города улучшили качество и расширили производство
пергамента до такой степени, что в тех краях рано прекратили вырабатывать
и использовать папирус.
В   третьем   столетии   до   н.   э.   в   Китае   начали   применять   для   письма
шелковые ленты. В качестве сырья для них брали использованный шелковый
текстиль   и   отходы,   получающиеся   при   изготовлении   шелка.   Это   сырье
дробили деревянными палицами в каменных ступах. Волокнистую суспензию
разбавляли   водой   и   заливали   в   форму.   В   форму   вставляли   сетку   в   виде
рогожки, изготовленную из волокон бамбука. На этой сетке оседали волокна
шелка,   и   образовывался   сплошной   слой.   Слой   снимали   и   высушивали   на
наклонных   деревянных   или   глиняных   пластинах.   Далее   шелковая   бумага
проклеивалась крахмальным клейстером.
Во   втором   столетии   до   н.  э.   в   Вавилоне,  Халдее   и   Китае   в   качестве
материала для письма начали использовать черепки из обожженной глины, а
также куски дерева и небольшие дощечки из бамбука. В Индии применяли для
письма листья определенных растений, например листья некоторых пальм. В
России, в частности в Новгороде, для письма широко использовалась кора
березы – береста.
Целлюлоза и производство из нее бумаги.
Виды бумаги, их использование
Бумага – это материал, состоящий из размолотых растительных волокон,
беспорядочно   переплетенных   и   связанных   между   собой   силами
поверхностного   сцепления.   Основным   сырьем   для   производства   бумаги
является   целлюлоза,   которая   в   виде   волокон   составляет   основную   часть
стенок   большинства   растительных   клеток.   Главным   источником   получения
целлюлозы   служит   древесина.   Для   производства   бумаги   предпочтительной
является древесина хвойных пород по сравнению с древесиной лиственных
пород. Прочность бумаги из хвойной целлюлозы обычно в 1,3–2 раза выше,
чем из лиственной целлюлозы. Волокна   целлюлозы   в   древесине   связаны   между   собой   лигнином.   Для
удаления   лигнина   и   освобождения   от   него   целлюлозы   проводят   варку
древесины. Распространенным способом варки является сульфитный. Он был
разработан   в   США   в  1866   г.,   а   первый   завод   по   данной   технологии   был
построен в Швеции в 1874 г. Широкое промышленное значение этот способ
получил   начиная   с   1890   г.   По   этому   способу   для   отделения   лигнина   и
некоторых других веществ, содержащихся в древесине, последняя варится в
сульфитном   щелоке,   который   состоит   из   Са(НSО3)2,   Н2SО3  и   SO2.   В
результате   лигнин   сульфонируется   (превращается   в   сульфопроизводные),
становится растворимым в воде и переходит в раствор, а целлюлоза остается
в   виде   твердой   массы.   После   завершения   варки   целлюлозу   тщательно
промывают, на что расходуется большое количество воды. Поэтому заводы по
производству целлюлозы строят на берегах рек или больших озер.
После   размола   и   смешения   с   водой   волокнистая   масса   целлюлозы,
которая   содержит   всего   лишь   0,5 %   сухого   вещества,   подается   на
бумагоделательную машину. Масса помещается слоем на движущуюся сетку,
на которой вначале обезвоживается самопроизвольно, а затем принудительно
с   помощью   вакуумотсосов.   После   этого   образующееся   мокрое   бумажное
полотно переносится с сетки на движущуюся суконную полосу, на которой
происходит дальнейшее обезвоживание и сушка. Конечная влажность бумаги
составляет 5–6 %. После этого бумага подвергается полировке (лощению).
Таким путем производят односторонне лощеную бумагу. При необходимости
лощение осуществляют и с другой стороны. Лощеную бумагу специалисты
также   называют   бумагой   машинной   гладкости.   Далее   бумага   в   случае
необходимости подвергается процессам облагораживания.
Необлагороженная бумага состоит из уплотненных волокон целлюлозы,
образующих систему капилляров. Кроме того, волокна целлюлозы обладают
свойством   адсорбировать   влагу   (свойством   гидрофильности).   Благодаря
капиллярности   и   гидрофильности   такая   бумага   непригодна   ни  для   письма
чернилами, ни для письма тушью. Печать на ней также расплывается. Однако
существует   довольно   большая   потребность   в   данной   бумаге:   из   нее
изготавливают бумажные полотенца, детские простыни, туалетные рулоны. В
прошлом,   когда   в   школах   учащиеся   пользовались   чернилами,   в   тетради
непременно   была   вложена   промокашка   –   листочек   бумаги,   хорошо
впитывающий   избыток   чернил.
  Эта   промокашка   также   являлась
необлагороженной бумагой.
К процессам облагораживания прежде всего относится проклеивание и
введение   в   бумагу   наполнителей.   Проклейка   бывает   по   всей   массе   или
поверхностная.   Для   этой   цели   используют   различные   природные   и
синтетические клеи. Из наиболее древних природных клеев следует указать на
крахмал   и   животные   клеи.   При   проклейке   пустоты   и   промежутки   между
волокнами заполняются клеевой массой и бумага в значительной мере теряет
способность   впитывать   воду.   Кроме   проклеивания   в   поверхностный   слой бумаги вводят минеральные пигменты для придания поверхности гладкости и
лучших   впитывающих   печатную   краску   свойств.   Минеральные   пигменты
позволяют   скрывать   или   изменять   цвет   бумаги   основы   и   придавать   ей
непрозрачность.   Такую   бумагу   называют   мелованной.   Иногда   минеральные
вещества составляют от 70 до 90 % массы поверхностного слоя.
Для   обеспечения   прочности   соединения   частиц   пигментов   с   бумагой
основой   требуются   связующие.   Часто   их   роль   выполняют   вещества,
обеспечивающие   проклейку   бумаги.   В   качестве   минеральных   пигментов
широко используют каолин – землистую массу, близкую по составу к глинам,
но   по   сравнению   с   последними   характеризующуюся   пониженной
пластичностью и повышенной белизной. Одним из старейших наполнителей
является   карбонат   кальция   (мел),   потому   такие   бумаги   и   назвали
мелованными. К известным пигментам также относятся диоксид титана ТiO2 и
смесь гидроксида кальция Са(ОН)2  (гашеной извести) и сульфата алюминия
Аl2(SО4)3. Последний, по существу, является смесью сульфата кальция CaSО4
и гидроксида алюминия А1(ОН)3, которые получаются в результате обменной
реакции.
Для   производства   картографических,
  декоративных,
оберточных   и   этикетных   бумаг   применяют   люминесцентные   пигменты.   В
качестве последних используют сульфиды цинка ZnS и кадмия CdS, а также
сульфиды   кальция   CaS   и   стронция   SrS.   К   этим   веществам   добавляют
специальные активаторы – соли некоторых металлов.
  афишных,
Для   упаковки   сигарет,   чая   и   других   товаров   используют   бумагу   с
наклеенной   алюминиевой   фольгой.  Иногда   на   бумагу   наносят   полимерную
пленку.   Такие   процессы   называют   кашированием   бумаги.   Кашированную
бумагу   широко   используют   в   качестве   упаковочного   материала   для
косметических и фармацевтических товаров.
В состав газетной бумаги входит лишь 25–30 % небеленой сульфитной
целлюлозы,   а   остальные   70–75 %   занимает   тонкоизмельченная   древесная
масса, получаемая из древесины механическим путем. Древесная масса также
вводится  в упаковочную, обойную   и бумагу  для  санитарнобытовых  нужд.
Замена целлюлозы на древесную массу делается только с целью удешевления
бумаги. Конечно, качество ее от такой замены становится более низким.
Бумагу   начинают   использовать   для   мульчирования   почвы.
Мульчирование – это укрывание какойлибо пленкой почвы между кустами
растений.   Под   укрытием   в   почве   дольше   сохраняется   влага   и   не   растут
сорняки. Чтобы бумага не разрушалась, ее обрабатывают антисептиками. К их
числу относятся медные соли нафтеновых кислот (нафтенаты меди).
Для   изготовления   банковской,
  документной,   картографической,
сигаретной   и   других   видов   высокосортной   бумаги   ранее   использовалось
исключительно   тряпичное   сырье.   Химики   давно   установили,   что   семенные
волоски   хлопчатника   –   хлопок,   –   а   также   лубяные   волокна   льна   состоят
практически   из   чистой   высококачественной   целлюлозы.   Целлюлоза   тканей обеспечивает   бумаге   высокие   физикомеханические   свойства,   такие   как
прочность на изгиб, растяжимость, воздухопроницаемость, стойкость к влаге
и свету, а следовательно, долговечность. В настоящее время в состав тканей
часто   вводят   искусственные   волокна.   Они   придают   тканям   ряд   ценных
свойств. Однако отходы таких тканей и соответствующее тряпье непригодно
для бумажного производства, так как плохо поддается переработке. Поэтому
значение   тряпья   в   бумажном   производстве   в   настоящее   время   резко
снизилось.
Хлопчатобумажные ткани.
Макулатура
Здесь   уместно   акцентировать   внимание   читателей   на   том,   что   ткани,
изготовленные   из   хлопка,   называют   хлопчатобумажными.   Включение   в
название этих тканей слова «бумажные» вполне обоснованно, потому что так
же, как и бумага, волокна таких тканей состоят из целлюлозы. Однако это не
единственное   родство   бумажной   и   текстильной   промышленности.   Еще   в
прошлом   веке   было   установлено,   что   нерастворимая   в   воде   хлопковая   и
древесная   целлюлоза   довольно   хорошо   растворяется   в   медноаммиачном
растворе, содержащем комплексное соединение [Cu(NH3)4](ОН)2. Этим путем
можно   получить   растворы,   содержащие   до   10 %   целлюлозы.   Если   такой
раствор влить в воду, то целлюлоза вновь выделится в твердую фазу. Эти
свойства целлюлозы легли в основу процесса получения гидратцеллюлозного
волокна – первого искусственного волокна, которое нашло применение. На
практике медноаммиачный раствор целлюлозы пропускают через никелевые
сетки,   а   затем   через   формовочные   воронки,   заполненные   водой.   В   воде   и
происходит   образование   нитей.
  Состав   и   строение   соединения,
получающегося   при   взаимодействии   комплексного   соединения   меди
[Cu(NH3)4](ОН)2 с целлюлозой, до сих пор точно не установлен.
Все более важное значение в бумажном производстве в качестве сырья
приобретает макулатура. Под ней подразумевают отходы, получающиеся при
переработке   бумаги   и   картона,   различные   виды   использованной   бумаги   и
бумажных изделий. Среди населения понятие «макулатура» почти целиком
сведено к устаревшим и пришедшим в негодность книгам и старым газетам и
гораздо   реже   применяется   по   отношению   к   использованным   упаковочным
материалам.
Переработка   макулатуры   на   белую   типографскую   или   писчую   бумагу
требует   больших   затрат.   Это   связано   с   необходимостью   обесцвечивания
типографских   красок,   удалением   проклеивающих   веществ   и   наполнителей.
Поэтому   на   практике   из   макулатуры   изготавливают   главным   образом
упаковочную   бумагу   и   внутренние   слои   многослойного   картона.   В   этих
случаях   переработка   макулатуры   сводится   в   основном   к   механическим операциям:   макулатура   в   воде   при   высокой   температуре   разбивается
(распускается) до необходимой степени измельчения и масса направляется на
изготовление картона.
Малая экономическая рентабельность переработки макулатуры на белую
бумагу   ни   в   коей   мере   не   снижает   значения   ее   сбора.   Использование
вторичного бумажного сырья сберегает многие гектары лесных массивов, ведь
с   нарастанием   производства   бумаги   целлюлозные   заводы   потребляют   все
больше   древесины,   существенно   исчерпывая   лесные   ресурсы.   Сбор   и
переработка макулатуры – важнейшая государственная задача.
Типографская краска. Способы печати
Хотелось бы сказать несколько слов и о типографской краске. Кто не
ощущал   ее   запаха,   например,   вынимая   утром   из   почтового   ящика   свежие
газеты?   Что   же   такое   типографская   краска?   Она   состоит   из   пигмента   и
связующего   материала.   Пигментом   является   мелкодисперсный   порошок
определенного   цвета.   В   качестве   наиболее   распространенного   черного
пигмента   используют   сажу.   Иногда   для   создания   оттенков   к   саже   в
связующем   веществе   добавляют   краситель   (неорганический   или
органический). В состав связующих материалов входят по одному или в смеси
растительное масло, касторовое масло, воск, эфиры целлюлозы и др. В краски
вводят  сиккативы  –   соли   свинца   (II),   марганца   (II),   кобальта   (II),
способствующие   ускорению   высыхания.   Консистенцию   пасты   краски
регулируют разбавителями, а специальными добавками добиваются снижения
липкости и устранения «выщипывания» бумаги, что улучшает ее поверхность.
Среди   добавок   наиболее   распространены   ланолин,   жир,   мыло,   сало   и   их
комбинации с различными маслами, асфальтом и смолами. Следует отметить,
что   клееные,   пропитанные   и   покрытые   добавками   виды   бумаги   хуже
поглощают типографскую краску и потому дольше высыхают.
Для   читателей   может   также   представлять   интерес   элементарная
информация о способах печати. Ведь для этих целей используют около 90 %
выпускаемой   промышленностью   бумаги.   Способ   печатания   был   открыт   в
Китае в VIII в. В Европе книгопечатание было начато Иоганном Гутенбергом
(около 1400–1468 гг.), а в России – Иваном Федоровым (около 1510–1583 гг.).
Если взять современную книгу, то в ее конце (иногда в начале) внизу мелким
шрифтом указано, когда книга сдана в набор, ее формат, объем, тираж, цена и
другие   данные.   Здесь   же   непременно   указывается   тип   печати.   Чаще   всего
встречаются слова «Печать высокая». Что это означает?
Существуют три основных способа печати: высокая, плоская и глубокая.
Наиболее   распространенной   является   высокая   печать.   Ее   иногда   также
называют   текстовой,   или   типографской.   В   высокой   печати   краска
удерживается на выступающих рельефных частях печатной формы. С данных участков краска переносится на бумагу под давлением. В этом виде печатания
много общего с печатью обычной пишущей машинки.
В   глубокой   печати,
  называемой   также   фотогравюрной   или
ротогравюрной,  краска   удерживается   в   углублениях   поверхности   печатной
формы.   Для   этого   печатную   форму   гравируют.   При   работе   по   данному
способу печатную краску накатывают валиками на печатную форму, а затем
удаляют   с   негравированных   участков.   Для   получения   отпечатка   к   форме
прижимают   бумагу,   на   которую   и   переходит   краска,   находящаяся   в
углублениях.   Глубокую   печать   используют   при   изготовлении   иллюстраций
для   журналов   и   каталогов.   Изображения,   получающиеся   этим   путем,
отличаются высоким качеством.
В плоской печати, называемой также литографской или офсетной, краска
удерживается лишь на определенных участках ровной поверхности. Печатная
форма   чаще   всего   изготавливается   из   камня   или   металлических   пластин.
Подготовку поверхности к восприимчивости или невосприимчивости краски
проводят   механическим,   химическим   или   фотохимическим   способами.
Плоскую печать применяют для печатания художественных работ, например
афиш, сигаретных и других этикеток.
В   настоящее   время   во   многих   странах   интенсивно   ведутся   широкие
исследования по получению «искусственной»  бумаги, в которой целлюлоза
целиком заменена на волокнистые синтетические полимерные материалы.

химия

group: Дисциплины


extracted_text:
Дополнительный материал по химии на тему: «ВИДЫ УДОБРЕНИЙ»
Для развития и роста растению необходимо много различных химических
элементов. С наибольшей скоростью почва истощается азотом, фосфором и
калием.   Эти   химические   элементы   усваиваются   растениями   в   наибольшем
количестве,   и   поэтому   для   поддержания   плодородия   полей   в   почву
необходимо вносить соответствующие удобрения.
На   протяжении   тысячелетий   земледелие   знало   лишь   органические
удобрения – различные отходы хозяйства и прежде всего навоз. Однако даже
в   сбалансированном   хозяйстве,   где   растениеводство   сочетается   с
животноводством, внесение в почву навоза не обеспечивает восполнения азота
и фосфора, выведенных из почвы с урожаем.
Установлено,   что   каждая   тонна   кукурузы   забирает   из   земли   55   кг
питательных     веществ,     тонна     колосовых   –   примерно   60   кг,   а   тонна
хлопчатника – почти 120 кг. Такого рода цифры позволяют произвести расчет
вносимых в почву удобрений. Безусловно, при этом ведется учет и различного
рода потерь удобрений.
Соединения азота (оксиды и азотная кислота) в небольших количествах
образуются   в   атмосфере.   Вследствие   электрических   разрядов   азот
взаимодействует с кислородом в соответствии с уравнением:
Далее оксид азота (I) окисляется до диоксида:
2NO + О2 = 2NO2.
N2 +O2 = 2NO
В   присутствии   кислорода   и   воды   последний   превращается   в   азотную
кислоту:
4NО2 + О2 + 2Н2О = 4HNO3
С атмосферными осадками на 1 га площади в год поступает 2,5–4 кг
связанного   азота.   За   счет   свободноживущих   в   почве   бактерий   и   грибков
(азотофиксаторов), ассимилирующих атмосферный азот, 1 га почвы ежегодно
получает от 5 до 15 кг связанного азота. Если учесть, что даже при урожае
озимой   пшеницы   25   центнеров   с   1   га   из   почвы   уносится   около   70   кг
связанного азота, то станет ясно, что естественного пополнения почв азотом
никак   недостаточно.   Однако   уместно   подчеркнуть,   что   клубеньковые
бактерии бобовых растений, и особенно бобовых трав, поставляют в почву в
год 100–200 кг связанного азота на 1 га. Зерновые бобовые хотя и дают почве
несколько меньше азота (до 70 кг), этого количества может быть достаточно,
чтобы   обойтись   без   азотных   удобрений.   При   использовании   в   качестве
кормовых   растений   клевера   и   люцерны   и   при   рациональном   севообороте
азотный баланс в почве может быть достигнут.
Таким образом, если почвы тем или иным путем могут восполнять запасы
связанного азота, то источников естественного пополнения почв фосфором
нет.   Его   необходимо   вносить   с   минеральными   или   органическими
удобрениями. Органические удобрения
Навоз.  В навозе в среднем содержится 0,5 % связанного в химические
соединения   азота,   0,25   %   фосфора   и   0,6 %   калия.   Содержание   этих
питательных   элементов   зависит   от   вида   скота,   характера   скармливаемых
кормов, от вида подстилки и других факторов. Кроме азота, фосфора и калия
навоз содержит все элементы (включая и микроэлементы), необходимые для
жизни   растений.   В   качестве   подстилки   скоту   часто   используют   солому,
опилки, но наилучшей считается торф. Подстилка позволяет лучше сохранять
в навозе питательные вещества.
Ценным   и   быстродействующим   средством   является  навозная   жижа.
Она содержит до 0,8 % азота и до 1 % калия, но сравнительно небольшое
количество   фосфора.   Ее   применяют   для   подкормки   растений   в   весенне
летний сезон и для приготовления компостов. Компосты – это смеси из двух
или   нескольких   удобрений.   Для   их   приготовления   используют   главным
образом   торф.   В   результате   получают   торфонавозные,   торфожижевые,
торфофекальные, торфофосфоритные и другие компосты.
Концентрированным   и   весьма   эффективным   удобрением   является
птичий   помет.   Он   содержит   в   среднем   6 %   азота,   4,3 %   калия   и   2,6 %
фосфора. Для избежания потерь питательных веществ птичий помет хранят в
смеси с торфом.
Для   обогащения   почвы   азотом   применяют   так   называемое  зеленое
удобрение – специально выращенную и запаханную растительную массу. Для
этой цели используют главным образом бобовые растения.
Минеральные удобрения
Минеральные   удобрения   начали   применять   сравнительно   недавно.
Инициатором и активным поборником их использования в земледелии был
немецкий химик Юстус Либих. В 1840 г. он выпустил в свет книгу «Химия в
приложении к земледелию». В 1841 г. по его почину в Англии была построена
первая суперфосфатная установка. Калийные удобрения стали производить в
70х годах XIX века. Минеральный азот в то время поставлялся в почву с
чилийской селитрой. Спpoc на минеральные удобрения быстро увеличивался,
так что  их мировое  потребление с  начала прошлого  столетия удваивалось
каждые десять лет.
В настоящее время считают рациональным вносить в почву фосфорные,
калийные и азотные удобрения в соотношении, примерно равном 1 : 1,5 : 3.
К   счастью,   запасы   главных   составляющих   минеральных   удобрений   на
Земле большие, и их истощения пока не предвидится.
А з о т н ы е  у д о б р е н и я. Как уже неоднократно отмечалось, для
синтеза   белков   растениям   необходим   азот.   Поэтому   внесение   азотных
удобрений приводит к увеличению содержания в зерне белков, и что особенно
важно, повышает содержание клейковины, от которой в значительной степени зависит   качество   хлеба,   его   рассыпаемость.   Таким   образом,   азотные
удобрения повышают кормовую и пищевую ценность продукции.
Азотсодержащие минеральные удобрения подразделяют на  аммиачные,
нитратные   и   амидные.   К   первой   группе   относится   сам   аммиак   NH3
(безводный и водные растворы) и его соли – прежде всего сульфат аммония
(NН4)2SО4 и хлорид аммония NH4C1. Ко второй группе – селитры: натриевая
NaNO3,   калиевая   KNO3  и   кальциевая   Ca(NO3)2.   Промышленностью   также
выпускаются аммиачнонитратные удобрения, например аммиачная селитра
NH4NO3.   К амидным   удобрениям   относятся  цианамид   кальция  CaCN2  и
мочевина  (карбамид)  NH2CONH2.   Для   уменьшения   пыления   цианамида
кальция к нему часто добавляют до 3 % нефтяных масел. В результате такое
удобрение   имеет   запах   керосина.   Цианамид   кальция   при   гидролизе   дает
аммиак и карбонат кальция:
CaCN2 + 3H2O = CaCО3 + 2NH3
Мочевина   при   взаимодействии   с   водой   в   конечном   счете   тоже
превращается в аммиак. Наряду с ним получается диоксид углерода, который
также является питательным веществом для растений:
NH2CONH2 + H2O = 2NH3 + CO2
Поскольку цианамид и мочевина взаимодействуют с водой постепенно,
то   аммиак   поступает   из   них   к   растениям   также   постепенно.   Последнее
особенно   важно,   так   как   аммиак,  хотя   и   не   в   очень   большой   степени,   но
токсичен.
В   почве   аммиак   и   амины   превращаются   в   нитраты.   Процесс
биологического   превращения   восстановленных   форм   азота   в   окисленные
называют
  Его   осуществлению   способствует
жизнедеятельность целого ряда бактерий.
 нитрификацией.
Обычно нитрификация протекает в две стадии: сначала аммиачный азот
окисляется до нитритионов:
2NH3 + 3О2 = 2NО2
– + 2Н+ + 2Н2О
В   этом   процессе   участвуют   бактерии:
 Nitrosomonas,   Nitrosospira,
Nitrosococcus, Nitrosolobus.
Затем с участием бактерий  Nitrobacter, Nitrospina, Nitrococcus  нитрит
– + О2 = 2NО3
–
ионы окисляются до нитратионов:
2NО2
Энергия, выделяющаяся при окислении аммиачного азота до нитратного,
используется   бактериями   для   ассимиляции   углекислого   газа   и   для   других
эндотермических процессов.
Существуют другие бактерии и грибки, которые проводят нитрификацию
не   только   аммиачного   азота,   но   и   азота   органических   соединений,
осуществляя   таким   образом   минерализацию   органических   соединений,
попавших в почву. В результате действия различных нитрифицирующих бактерий аммиак и
органические   амины,   содержащиеся   в   больших   количествах   в   навозе,
превращаются в нитраты. Последние попадают в грунтовые воды, водоемы и
колодцы. Вследствие этого вода колодцев, расположенных вблизи больших
ферм, часто содержит недопустимо большое количество нитратов и потому
непригодна для питья и приготовления пищи.
Из   азотных   удобрений   для   нечерноземных   почв   наиболее
быстродействующими   и   эффективными   являются   натриевая   NaNO3  и
кальциевая   Ca(NO3)2  селитры.   Однако   следует   иметь   в   виду,   что   при   ее
применении   происходит   подщелачивание   (понижение   кислотности)   почв,
поскольку   растения   связывают   образующуюся   азотную   кислоту   и
освобождают щелочь:
NaNO3 + Н2О = [HNO3] + NaOH
Выше   уже   было   сказано,   что   нитратные   ионы   относительно   легко
вымываются   из   почвы   и   потому   нитратные   удобрения   используются   не
полностью.   Имеется   и   другая   причина   снижения   эффективности   усвоения
азотных   удобрений   –   это   деятельность   бактерий.   В   цепи   биохимических
превращений   аммиачного   азота   в   нитратный   в   качестве   промежуточного
соединения   может   образоваться   молекулярный   азот,   который   и   уходит   из
почвы   в   атмосферу.   Таким   образом,   если   при   производстве   азотных
удобрений из молекулярного азота получаются химические азотсодержащие
соединения,   то   некоторые   бактерии   осуществляют   процессы   в   обратном
направлении,
  то   есть   азотсодержащие   соединения   превращают   в
молекулярный   азот.   В   результате   жизнедеятельности   таких   бактерий
происходят потери огромных количеств азотных удобрений.
В   настоящее   время   почти   каждый   взрослый   человек   знает,   что
содержащиеся в пищевых продуктах соли азотной кислоты (нитраты) опасны
для  здоровья.  А ведь  еще  недавно  их вводили  для  консервирования  мяса,
ветчины,   колбасы.   Специалисты   считают,   что   опасность   заключается   не   в
самих нитратах, а в продуктах их восстановления – нитритах, то есть солях
азотистой кислоты. Нитриты образуются из нитратов в желудке как человека,
так и животных. Онито и обладают ядовитым действием на организм. Однако
дело   этим   не   ограничивается.   Нитриты   способны   нитрозировать   аминные
группы   в   белках   и   аминокислотах,   приводя   к   образованию   нитрозаминов.
Существуют   указания   на   то,   что   некоторые   из   нитрозаминов   обладают
канцерогенными свойствами.
В настоящее время довольно широкое распространение получили жидкие
удобрения. К их числу относят жидкий аммиак и аммиачную воду (20–22 %
по   NН3),   а   также   растворы   в   жидком   аммиаке   или   в   концентрированной
аммиачной   воде   аммиачной   селитры,  карбамида,  кальциевой   селитры.  При
растворении   в   аммиаке   NH4NО3  и   Ca(NO3)2  давление   паров   аммиака
снижается   и   при   определенной   концентрации   солей   при   обычных
температурах   становится   равным   атмосферному.   Жидкие   удобрения   легче вносить на поля и удобно использовать для подкормки растений. В то же
время их производство проще и дешевле, чем твердых удобрений.
Ф о с ф о р н ы е  у д о б р е н и я. Фосфор необходим растениям для
синтеза белков клеточных ядер – нуклеопротеидов, а также многих других
биологически   активных   органических   соединений.   Он   накапливается   в
растениях в довольно больших количествах. Растения как объекты питания
обеспечивают фосфором организмы животных и человека.
Природа создала много «кладовых» фосфорного сырья, в том числе и в
нашей стране. Эти так называемые апатиты и фосфориты. В группе минералов
под   общим   названием   апатиты   наиболее   распространены   фосфаты   состава
Са5Х(РО4)3,   где   X   =   Fˉˉ,   Clˉˉ,   ОНˉˉ.   Соответствующие   минералы   называют
фторапатитом,  хлорапатитом,  гидроксидапатитом.  Наиболее   распространен
фторапатит.   Апатиты   входят   в   состав   магматических   пород.   Осадочные
породы, в которых содержатся апатиты с включениями частичек посторонних
минералов (кварца, кальцита, глины и др.), называют фосфоритами.
В   далекие   геологические   эпохи   фосфориты   образовались   путем
минерализации скелетов животных (кости, как известно, состоят в основном
из   фосфата   кальция)   или   осаждением   из   воды   фосфатных   ионов   ионами
кальция. В природе встречаются аморфные и кристаллические фосфориты.
Первые легче поддаются химическому и микробиологическому разложению.
Поэтому   на   некоторых   почвах   измельченные   фосфориты  (фосфоритная
мука)  использовались   в   качестве   удобрений   без   заводской   химической
переработки.   Для   этой   же   цели   применяется  костная   мука,   которую
получают размалыванием обезжиренных костей. Минеральная часть костной
ткани состоит из гидроксидапатита Са3ОН(РО4)3. Следует отметить, что люди
применяли   кости   для   удобрения   полей   с   древнейших   времен.   Теперь   мы
знаем, что особенно большой эффект костная мука дает на кислых почвах.
В прошлом на Руси были весьма популярны суточные (томленые) щи.
Они   вкусны   и   весьма   полезны.   Основными   компонентами   суточных   щей
являются мясо с костями и квашеная капуста. Горшок со сваренными щами
помещали   в   хорошо   прогретую   русскую   печь,   которая   удерживала   тепло
целые сутки. Молочная и другие органические кислоты квашеной капусты
способствовали   расщеплению   белков   и   растворению   минеральной   части
костей. Для этого требовалось время и повышенная температура. Старожилы
вспоминают,   что   косточки   в   суточных   щах   были   настолько   мягкими,   что
могли   быть   пережеваны.
  процесс   взаимодействия
гидроксидапатита костей с кислотами напоминает переработку фосфоритов и
апатитов в суперфосфат. Из малорастворимых фосфатных соединений под
действием кислот получаются более растворимые кислые фосфаты кальция.
Эти же химические превращения происходят при внесении костной муки в
кислые почвы.
  По   существу,
Фосфориты и особенно апатиты, основой которых является средняя соль
Са3(РО4)2, малорастворимы в воде. Поэтому растениям трудно извлекать из них   фосфор.   Кислая   соль   СаНРО4  растворима   лучше   и   ее   растворимость
увеличивается в присутствии органических кислот, встречающихся в почвах.
Однозамещенная соль Са(Н2РО4)2  растворима в воде относительно хорошо.
Таким   образом,   химики   могут   помочь   растениям   в   усвоении   фосфора
переводом средней соли Са3(РО4)2 в кислые: СаНРО4 или Са(Н2РО4)2. С точки
зрения   различной   растворимости   среднего   и   кислых   фосфатов   понятно,
почему   фосфоритная   мука   дает   наилучшие   результаты   на   кислых
(подзолистых и торфяных) почвах. Понятно и то, что перед употреблением
фосфоритной   муки   не   рекомендуется   известковать   почву,   так   как   это
приводит к понижению ее кислотности.
Химическая   сущность   производства   наиболее   дешевого   фосфорного
удобрения  суперфосфата  сводится   к   обработке   фторапатита   серной
кислотой.   Недостатком   суперфосфата   является   низкое   содержание   в   нем
фосфора. Входящий в состав этого удобрения сульфат кальция (гипс) можно
рассматривать лишь как транспортный балласт. Правда, в случае подзолистых
и   супесчаных   почв,   содержащих   мало   серы,   сульфат   кальция   оказывается
полезным  для некоторых растений, потребляющих много серы, – бобовых,
крестоцветных   и   др.   Однако   для   большинства   растений   гипс   практически
бесполезен.
Для   получения   удобрения   с   более   высоким   содержанием   фосфора
проводят процесс в две стадии. Вначале получают фосфорную кислоту:
2Ca5F(РО4)3 + 10H2SO4 = 6Н3РО4 + 10CaSO4 + 2HF
Получающуюся фосфорную кислоту отделяют от гипса и действуют ею
на новую порцию сырья:
Ca5F(РО4)3 + 7Н3РО4 + 5Н2О = 5Са(Н2РО4)2 ∙ Н2О + HF
Образующийся продукт называют двойным суперфосфатом, потому что
в отличие от простого суперфосфата он содержит примерно вдвое больше
фосфора.   Для   устранения   слеживаемости   и   обеспечения   хорошей
рассеиваемости суперфосфат гранулируют.
Еще одно фосфорное удобрение производят нейтрализацией фосфорной
кислоты известковым молоком (суспензией гашеной извести):
Н3РО4 + Са(ОН)2 = СаНРО4 + 2Н2О
Полученный   таким   образом   продукт   называют  преципитатом.   Он
обладает   хорошими   физическими   свойствами,   не   слеживается,   хорошо
рассеивается.
При   внесении   в   почву   суперфосфаты   взаимодействуют   с
гидрокарбонатом кальция и в сравнительно короткий срок превращаются в
преципитат в соответствии с уравнением:
Са(Н2РО4)2 + Са(НСО3) 2 = 2СаНРО4 + 2СО2 + 2Н2О
При большом содержании карбонатов, то есть при низкой кислотности
почв, превращение может пойти дальше:
Са(Н2РО4)2 + 2СаСОз = Са3(РО4)2 + 2СО2 + 2Н2О В   результате   вновь   получается   малорастворимый   фосфат   кальция
Са3(РО4)2, который труднодоступен для растений.
Таким образом, для эффективного использования удобрений нужно знать
и регулировать кислотность почв. Наличие в почве в больших количествах
соединений   железа   (III)   и   алюминия   (III)   также   снижает   эффективность
фосфорных удобрений, так как данные ионы образуют с фосфатными ионами
малорастворимые соли.
К а л и й н ы е  у д о б р е н и я. Человек давно заметил, что внесение в
почву  золы  приводит к увеличению урожайности. О том, что ее активным
началом является карбонат калия – поташ, стало известно гораздо позже. До
разработки   промышленных   способов   производства   соды   поташ   играл
исключительно   важную   роль   в   различных   производствах:   стекольном,
текстильном,   мыловаренном   и   др.   Его   получали   сжиганием   древесины   и
обработкой водой золы с последующим выпариванием водного раствора. Из
золы сожженного 1м3 вяза получали 0,76 кг поташа, ивы – 0,63, липы – 0,50 кг.
В России лес бездумно сжигали на поташ до середины XIX в. Содержание
калия в золе сгоревших растений обычно очень высокое: в золе соломы злаков
от 9 до 22 %, гречишной соломы – 25–35, стеблей подсолнечника – 36–40,
торфа – 0,5–4,7 %. Само слово «поташ» произошло от старонемецкого «пот»
– горшок и «аш» – зола, так как щелок, получающийся при обработке золы
водой, выпаривался в горшках.
В организме растений калий регулирует процесс дыхания, способствует
усвоению   азота   и   повышает   накопление   белков   и   сахаров   в   растениях.   У
зерновых культур калий увеличивает прочность соломы, а у льна и конопли
повышает прочность волокна. Калий повышает стойкость озимых хлебов к
морозам и к перезимовке, а овощных культур – к ранним осенним заморозкам.
Внешне недостаток калия в растении проявляется в окраске листьев. Их края
приобретают желтую и темнокоричневую окраску с красными крапинками.
В нашей стране имеются богатейшие месторождения карналлита KCl  ∙
MgCl2  ∙  6H2O   и   сильвинита   (смесь   сильвина   КС1   и   галита   NaCl)   (г.
Соликамск). Первый используется в качестве сырья для получения магния, а
остаток производства идет на выработку калийного удобрения. Источником
калийных удобрений также служат отходы других производств: апатитового,
цементного, алюминиевого и др.
Больше   всего   калийных   удобрений   требуется   при   выращивании
картофеля,   сахарной   свеклы   и   других   клубне   и   корнеплодов,   а   также
подсолнечника,   бобовых   культур,   гречихи.   Зерновые   характеризуются
средней потребностью в калии.
Среди   почв   с   низким   содержанием   калия   выделяются   торфянистые,
супесчаные и пойменные. Ионы калия хорошо поглощаются и удерживаются
почвами, и потому он в почве малоподвижен. Поскольку калийные удобрения
всегда   содержат   соединения   магния,   которые,   как   правило,   весьма гигроскопичны, они легко отсыревают, поэтому хранить их нужно в сухом
складе.
Калийные   удобрения   обычно   применяют   в   сочетании   с   азотными   и
фосфорными.   Естественно,   что   в   таких   случаях   было   бы   нерационально
вносить   отдельно   каждое   из   них.   Это   потребовало   бы   больших   трудовых
затрат. Поэтому часто механически или химически готовят смеси различных
удобрений.   Смешанные   в   определенных   пропорциях   различные   удобрения
называют туками. При подборе смесей не должно быть потерь питательных
веществ   и   перехода   удобрений   в   малоусвояемую   форму,   что   может   быть
вызвано химическим взаимодействием компонентов. Так, нельзя добавлять к
аммонийным удобрениям удобрения щелочного характера, например поташ.
Поэтому   к   приготовлению   многокомпонентных   удобрений   должны
обязательно привлекаться химики.
Д р у г и е  м а к р о у д о б р е н и я. Как уже было отмечено, почвы
быстрее всего истощаются азотом, фосфором и калием. Кроме них растениям
необходимы в довольно больших количествах и другие химические элементы:
кальций,   магний,   сера,   железо.   Их   содержание   в   почвах   часто   близко   к
потребностям   растений,   а   вынос   с   товарной   продукцией   относительно
невысок.
Ионы кальция входят в плазму клеток растений и играют в ней активную
роль. Они необходимы для развития корневой системы, в частности корневых
волосков. В растениях кальций накапливается в основном в листьях и плодах.
В значительной мере кальций возвращается в почву в процессе естественного
круговорота. Извне он обычно вносится в почву при ее известковании.
Хорошо   известно,   что   процесс   фотосинтеза   протекает   с   участием
хлорофилла, непременной составной частью которого являются ионы магния.
Магний   оказывает   большое   влияние   на   образование   углеводов   и,
следовательно,   на   плодообразование.   Недостаток   магния   в   растении
выражается   в   появлении   на   листьях   «мраморовидности»   –   белесой
пятнистости, в их скручивании и пожелтении. Это начинается с краев нижних
листьев.   Листья   при   недостатке   магния   становятся   хрупкими.   При   его
недостатке   замедляются   рост   и   вегетация   растений,   а  при   большом   его
дефиците в почве растение вовсе не вступает в фазу плодоношения.
Поскольку   сырье   для   калийных   удобрений   обычно   содержит   много
магния, то последний переходит в эти удобрения и с ними вносится в почву.
Минералы,   в   состав   которых   входит   магний,   весьма   распространены   в
природе. Один из них – доломит MgCO3 ∙ CaCO3, измельченный в виде муки,
используют в качестве магниевого удобрения. Одновременно он применяется
и как средство известкования почвы.
Наибольшая   потребность   в   магнии   характерна   для   табака,  свеклы,
картофеля,   зерновых   и   зернобобовых   культур   и   бобовых   трав.   Большой
чувствительностью к недостатку магния отличаются просо, чумиза, кукуруза, конопля, сорго. Задержка развития растений наступает в том случае, если
содержание магния в почве падает до 1–2 мг на 100 г почвы.
Магний необходим и организму человека. Врачи считают, что одной из
причин   спазмов   кровеносных   сосудов   является   недостаток   магния.   Они
установили, что внутривенные и внутримышечные вливания растворов солей
магния снимают спазмы и судороги. В организм человека магний поступает с
овощами   и   фруктами.   В   заметных   количествах   он   содержится   в   капусте,
картофеле и помидорах, но особенно богаты им абрикосы и персики.
Сера  входит   в   состав   некоторых   аминокислот,   из   которых,   в  свою
очередь, состоят растительные белки. Считают, что растениями усваивается
только сульфатная сера и что этому процессу способствуют серобактерии.
Весьма   распространенное   заболевание   растений   –   хлороз   –   связано   с
недостатком  железа.   Оно   проявляется   в   пожелтении   листьев   изза   их
неспособности   синтезировать   хлорофилл.   Недостаток   в   растениях   железа
приводит   также   к   разрушению   биологически   активного   вещества   ауксина,
необходимого   для   корнеобразования   и   общего   роста.   Общая   потребность
растений в железе довольно низкая. В среднем с 1 га с урожаем зерновых
культур выносится около 1,5 кг железа. Поэтому соединения железа иногда
относят   к   числу   микроудобрений.   Конечно,   граница   между   макро   и
микроудобрениями весьма условна.
М и к р о у д о б р е н и я. Микроудобрения содержат химические
элементы, потребляемые растениями в очень малых количествах. В настоящее
время   выявлена   биологическая   роль   в   жизни   растительных   и   животных
организмов бора, меди, марганца, молибдена и др. Удобрения, содержащие
эти микроэлементы, получили соответствующие названия.
Борные   удобрения  вносят   в   почву   в   небольших   количествах,   но   они
совершенно   необходимы   растениям.   При   борном   голодании   отдельные
растения   ведут   себя   поразному.   Например,   сахарная   свекла   загнивает   в
верхней части корнеплода еще в поле, лен поражается бактериозом и почти не
образует семян, а его волокно становится коротким и ослабленным, бобовые
растения дают мало семян, а у яблонь и груш происходит «опробковение»
внутри плодов.
Больше   всего   бора   у   растений   содержится   в   пыльце.   Он   участвует   в
кислородном питании тканей и передвижении углеводов из пластинки листа в
другие части растения.
Медные удобрения  также вносятся в почвы в небольших количествах.
Растения полностью обеспечиваются медью, если ее содержание выше 0,4 мг
на 1 кг сухой почвы. В самих же растениях содержание меди составляет от 3
до 15 мг на 1 кг сухой массы. Медь входит в состав некоторых окислительных
ферментов   и,   следовательно,   принимает   участие   в   окислительно
восстановительных процессах; она влияет на углеводный обмен и образование
хлорофилла. Без меди злаковые растения не синтезируют белок, а значит и не
образуют   зерна.   Установлено,   что   кости   животных   и   человека   содержат относительно много меди. Ее дефицит в организме приводит к искривлению и
ломкости костей.
Марганцевые удобрения  обычно используют на черноземных и других
нейтральных или слабощелочных почвах. Их внесения в кислые подзолистые
почвы   обычно   не   требуется.   Марганец   способствует   усвоению   растениями
азота   и   накоплению   хлорофилла,   а   также   синтезу   аскорбиновой   кислоты
(витамина С). Недостаток марганца в растениях проявляется в побурении и
опадании листьев.
Молибдена,  в отличие от марганца, мало в кислых почвах, но обычно
достаточно   в   нейтральных   и   слабощелочных.   Установлено,   что   молибден
непременно   входит   в   организм   клубеньковых   бактерий,   связывающих   в
соединения атмосферный азот. При недостатке молибдена в почве нарушается
синтез   в   растениях   белковых   веществ.   Он   также   способствует   усвоению
растениями азотного удобрения – селитры.
Вероятно, важную роль в жизнедеятельности растений играет  кобальт,
но пока об этом можно судить лишь на основании косвенных данных. В конце
прошлого века в некоторых районах Новой Зеландии, Австралии, Англии и
других стран была распространена болезнь скота – сухотка. Это заболевание
выражалось в снижении содержания гемоглобина в крови животных, потере
аппетита,   сокращении   удоев   молока,   прекращении   прироста   живой   массы.
Трудом многих ученых было установлено, что сухотка связана с недостатком
в   организме   кобальта   (акобальтоз),   который,   в   свою   очередь,   связан   с
недостатком его в почвах этих районов. Для устранения заболевания в корм
скоту   стали   добавлять   кобальтсодержащие   соли.   В   настоящее   время
установлено,   что   организм   животных   и   человека   синтезирует   витамин  B12,
недостаток   которого   приводит   к   злокачественному   малокровию.
Непременной составной частью витамина B12 и является кобальт.
Хотелось   бы   еще   раз   отметить,   что   удобрения   нужно   применять   лишь   в
научно   обоснованных   количествах.   Большой   избыток   любого   удобрения
пойдет не на пользу растениям, а через них и человеку. Во всем должна быть
мера.   В   отношении   удобрений   эту   меру   определяют   химикианалитики,
проводящие   химический   анализ   почв.   Уместно   также   напомнить   старую
поговорку, которая гласит: «Нет плохих почв, а есть плохие хозяева».

file_name: виды удобрений.docx