Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Разрушающее воздействие воды, ветра и антропогенных фак­торов на почву и подстилающие породы, снос наиболее плодо­родного верхнего слоя или размыв называется эрозией. Эрозия при­чиняет большой вред.

В результате ее деятельности происходит смыв гумусового гори­зонта, истощаются запасы энергии и питательных веществ в почве, а следовательно, уменьшается энергетический потенциал, снижа­ется плодородие. Достаточно сказать, что каждый смытый санти­метр почвы - это потеря с 1 га поля около 167472*10 6 Дж энергии. Указанные факторы приводят к нарушению стабильности экосис­темы, причем эти изменения могут быть глубокими и даже необра­тимыми.

Виды эрозии. По темпу проявления эрозионных процессов раз­личают нормальную, или геологическую, и ускоренную, или антропогенную, эрозию.

Нормальная эрозия протекает повсеместно под лесной и травя­нистой растительностью. Она проявляется в очень слабой степени, почва полностью восстанавливается в течение года благодаря поч­вообразовательным процессам.

Ускоренная эрозия развивается там, где естественная расти­тельность уничтожена и территорию используют без учета ее при­родных особенностей, в результате чего процесс смыва почвы не покрывается процессами ее самовосстановления. Различают древ­нюю и современную эрозию почвы. Древняя представлена гидро­графической сетью (ложбина, лощина, балка, долина). Древняя эрозия прекратила свое действие. Современная эрозия протекает на фоне древней, она вызвана как природными факторами, так и хо­зяйственной деятельностью человека.

Наиболее распространены следующие виды эрозии почвы: вод­ная плоскостная (смыв) и линейная, или вертикальная (размыв);

ветровая (дефляция); ирригационная; промышленная (техногенная); абразия (обрушение берегов водоемов); пастбищная (разру­шение почвы скотом); механическая (разрушение почвы сельско­хозяйственной техникой).

Плоскостная эрозия - это смыв верхних горизонтов почвы на склонах при стекании по ним дождевых или талых вод сплошным потоком или ручьями. По степени смытости различают почвы слабо-, средне- и сильносмытые. К слабосмытым почвам относятся почвы, у которых верхний горизонт А смыт до половины своей мощности, среднесмытые - горизонт А смыт более чем на полови­ну, сильносмытые - частично смыт горизонт В. На слабосмытых почвах урожай зерновых снижается до 25 %, среднесмытых - на 50 и сильносмытых - на 70 %.

Линейная эрозия вызывается талыми и дождевыми водами, стека­ющими значительной массой, сконцентрированной в узких преде­лах участка склона. В результате происходит размыв почвы в глуби­ну, образуются глубокие промоины, рытвины, которые постепенно перерастают в овраги. В зависимости от почвенно-климатических условий рост и формирование оврага идут со скоростью от 1-3 до 8-25 м в год.

Особенно опасна плоскостная эрозия, дающая толчок для разви­тия оврагов, прежде всего тем, что ее проявление слабо заметно. Если с пашни площадью 1 га смыт слой почвы мощностью всего 1 мм в год, т.е. примерно 10 т, это остается незамеченным, хотя во многих случаях естественное возобновление почвы значительно ниже. Другой пример еще более нагляден. Если на поле в 100 га об­разовался овраг длиной 100 м, шириной 5 м и глубиной 2 м, то поте­ри почвы и подпочвы составляют 600-800 м 3 . Утраты же от смыва самого плодородного верхнего слоя толщиной 1 см с такой же пло­щади (100 га) эквивалентны потере примерно 10 000 м 3 почвы. Что­бы яснее представить величину ущерба, следует иметь в виду, что допустимый уровень эрозии для мощных черноземов равен 3 т/га, обыкновенных и южных - 2,5, темно-каштановых почв - 2 т/га. Однако реальные потери почвы часто превышают указанные преде­лы ее естественного восстановления.

С увеличением распаханности земель борьба с этим явлением приобретает все большее значение. Поэтому повсеместной охране лесов и всего растительного покрова, особенно в горно-холмистой местности, правильной их эксплуатации следует уделять постоян­ное внимание.

Ветровая эрозия, или дефляция, наблюдается как на легких, так и на тяжелых карбонатных почвах при высоких скоростях ветра, низ­кой влажности почв и невысокой относительной влажности возду­ха. Поэтому она преимущественно возникает в засушливых степ­ных районах страны. Распашка легких почв, их рыхление особенно опасны весной, когда они лишены защитного зеленого покрова, что делает их уязвимыми к дефляции. Ветровая эрозия проявляется в виде повседневной или местной дефляции и в виде пыльных или черных бурь.

Пыльные бури подобно зимним метелям развевают рыхлый слой, поднимают легкие и мелкие частицы и переносят их на то или иное расстояние. Самые легкие частицы почвы поднимаются высо­ко в воздух и уносятся далеко за пределы своего местонахождения, а более тяжелые скачкообразно или переваливанием перемещаются до первого препятствия. Наибольшую опасность представляют ска­чущие почвенные частицы. Они, ударяясь о почву, разрушают ее, увеличивают выдувание, а при встрече с неокрепшими посевами или многолетними травами засекают и засыпают их. На больших открытых пространствах скачущие почвенные частицы подобно цепной физико-химической реакции с продвижением урагана впе­ред вызывают в почве все большие и большие разрушения. Пыль­ные бури на своем пути частично или полностью уничтожают посе­вы на больших пространствах, засыпают дороги, оросительные ка­налы, различные постройки, безвозвратно сносят верхний, самый плодородный слой почвы. Пыльные бури, загрязняя окружающую среду, воду, воздух, отрицательно влияют на здоровье человека, до­машних и диких животных.

Ветровая эрозия в связи с вырубкой леса и распашкой новых зе­мель охватывает все новые районы вплоть до лесостепи и даже тайги ^Ульяновская область, Казанское Заволжье, бассейн реки Лены.

Ирригационная эрозия часто наблюдается в районах орошаемого земледелия, в зоне ее деятельности выводятся из строя постоянная и временная мелиоративные сети. Основные причины ее размы­ва - слабое закрепление дна и откосов каналов, недостаточное ко­личество сопрягающих сооружений при их армировании, увеличе­ние уклонов, слабая инфильтрационная способность почвы, про­садка грунтов, ведущая к нарушению нормального профиля кана­лов, их засорение, повышенный расход воды в поливных бороздах или полосах. При эксплуатации оросительных систем на отдельных участках теряется по разным причинам до 20-45 % воды вследствие фильтрации и утечки, что также способствует эрозии почвы. Ирри­гационная эрозия проявляется даже в условиях небольших уклонов при увеличении поливной струи. Орошение без учета поливных норм и погодных условий вегетационного периода приводит к на­коплению солей в пахотном слое почвы, что порой не только сни­жает плодородие почвы, но и полностью выводит такие участки из сельскохозяйственного пользования.

Промышленная эрозия возникает в результате разработок по­лезных ископаемых, особенно открытым способом, строительства жилых и производственных зданий, прокладки дорожных магист­ралей, газо- и нефтепроводов.

При эрозии, называемой абразией (обрушение берегов рек и дру­гих водоемов), сокращается площадь пашни и пастбищ, заиляются водоемы.

В связи с перегрузкой пастбищ скотом значительные площади подвергаются пастбищной (тропочной) эрозии. Она проявляется при нарушении норм пастьбы, проведении ее без учета поголовья скота, емкости пастбищ и лугов, при прогоне скота по одним и тем же уча­сткам, без полива мест прогона дождеванием в жаркую погоду.

Эрозия - враг плодородия. Подсчитано, что каждую минуту на земном шаре выходит из сельскохозяйственного оборота 44 га зе­мель. От эрозии каждый день безвозвратно теряется более 3 тыс. га, а всего уже утрачено свыше 50 млн га плодородных земель. От смы­ва, размыва и выдувания почвы урожай всех сельскохозяйственных культур в среднем снижается на 20-40 %. Однако урон, наносимый эрозией, этим не исчерпывается. Образование на поверхности по­чвы промоин, ложбин и оврагов затрудняет обработку земель и сни­жает производительность почвообрабатывающей и уборочной тех­ники. Эрозия почвы, а следовательно, разрушение мест обитания растений и животных в биогеоценозах приводят к нарушению сло­жившегося биологического равновесия в природных комплексах.

Следует, однако, отметить, что ускоренная эрозия не является неотвратимым процессом. Высокий уровень агротехники обеспе­чивает своевременное проведение комплексной защиты от эрозии.

Факторы проявления эрозионных процессов

рельеф. Чередование плоских равнин и возвышенностей в результате деятельности ледников. Новогрудок –330м, Минск – 350 м, Гродненская обл. 200-250м

климат . 3 климатические зоны (северная, Центральная и Южная)

Почвенный покров и почвообразующие породы (плоскостная на суглинках, ветровая на торфяниках) Северная и Центральная части – водная эрозия, Южная –ветровая эрозия

растительность,

Борьба с эрозией почвы.

Эрозия возникает в результате нерациональной хозяйственной деятельности, неправильного использования земельных угодий, низкой агротехники в некоторых хозяйствах. Выпас животных без соблюдения нормы стравливания и нагрузки скота по склонам балок И оврагов, вспашка почвы и междурядные обработки вдоль склонов, непродуманное строительство дорог и т.д. на фоне древней эрозии способствуют появлению и быстрому росту новых ее очагов.

Смыв и размыв земель приводят к заиливанию водоемов, обме­лению рек, засорению оросительной сети. Потери несут также рыб­ное хозяйство, транспорт, энергохозяйство. Урон в сельском хозяй­стве от засухи, болезней растений и животных и т.д. значительно меньше, чем от эрозии почвы.

Борьба с этим явлением - одно из ведущих звеньев высокой культуры земледелия. Для каждой природной зоны в соответствии с ее физико-гео­графическими условиями (почва, климат, рельеф) разработаны си­стемы земледелия. Успех защиты от эрозии во многом зависит от соблюдения основных правил агротехники, применяемых в конк­ретном районе, и от характера использования земли.

В районах распространения ветровой эрозии необходимы по­чвозащитные севообороты с полосным размещением посевов и па­ров, кулисы, залужение сильноэродированных земель, буферные полосы из многолетних трав, внесение удобрений, снегоза­держание, закрепление и облесение песков и других непригодных для сельскохозяйственного использования земель, регулирование пастьбы скота, выращивание полезащитных лесных полос, а также

безотвальная обработка почвы с оставлением стерни на ее поверх­ности.

В зонах развития водной эрозии обработку почвы и посев сельс­кохозяйственных культур следует проводить поперек склона, при­менять контурную и гребнистую вспашку, углубление пахотного слоя, щелевание и другие способы обработки, уменьшающие сток поверхностных вод; обязательны почвозащитные севообороты, по­лосное размещение сельскохозяйственных культур, залужение кру­тых склонов, внесение удобрений, выращивание полезащитных и противоэрозионных лесных полос, облесение оврагов, балок, пес­ков, берегов рек и водоемов, строительство противоэрозионных гидротехнических сооружений (перепады, пруды, террасирование, обвалование вершин оврагов и др.).

В горных районах необходимы противоселевые сооружения, террасирование, облесение и залужение склонов, конусов выноса, регулирование выпаса скота, сохранение горных лесов.

Все перечисленные мероприятия принято делить на группы: организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиора­тивные и гидротехнические.

Для практического осуществления противоэрозионных работ прежде всего требуется проведение ряда организационно-хозяй­ственных мероприятий. К ним относится правильная организация территории. В колхозах и совхозах выделяют площади, в различной степени подверженные водной и ветровой эрозии, составляют почвенно-эрозионные планы, на которые наносят категории земель, подверженных водной и ветровой эрозии, для дифференцирован­ного применения противоэрозионных мер.

В США в борьбе с водной эрозией широко и успешно приме­няют обработку почвы вдоль горизонталей или контурное земле­делие, что позволило повысить урожайность ведущих культур - ку­курузы, хлопчатника, картофеля и др. Контурное земледелие на склонах небольшой крутизны обеспечивает сохранение влаги, ох­рану почвы от смыва, повышение ее плодородия. При этом допус­кается некоторое отклонение от горизонталей в случае их сильной извитости.

Задержанию осадков и переводу поверхностного стока во внутрипочвенный способствует углубление пахотного слоя. В ре­зультате этого приема поверхностный сток сократился в нашей стране примерно на 25 %, что уменьшило разрушительное действие талых и дождевых вод.

Особо важную роль в защите почвы как от склонового стока, так и от ливней играет растительный покров.

Высокая плотность растительности обеспечивает также равно­мерное распределение снега на полях. Корневая система растений обусловливает противоэрозионную устойчивость, оструктуривание почвы. Отмершие части растений, их опад также способствуют снижению стока и, кроме того, улучшению жизнедеятельности микро­флоры и мезофауны, усилению биологической активности почвы.

Наиболее надежно закрепляют почву многолетние бобово-злаковые травосмеси. Они улучшают физические свойства почвы, а также обогащают ее азотом, фосфором, кальцием. Клубеньковые бактерии, развивающиеся на корнях бобовых трав, увеличивают со­держание в почве азота фиксацией его из воздуха. Вместе с тем нельзя отрицать значения однолетних культур в борьбе с эрозией, хотя они слабее противостоят ей и обладают меньшей способнос­тью восстанавливать плодородие эродированных земель.

Все культуры по их противоэрозионным свойствам можно раз­делить на три группы. К первой группе, наиболее хорошо защища­ющей почву от эрозии, относятся многолетние трапы, ко второй - однолетние культуры, которые значительно уступают им в этом от­ношении. Наиболее слабое защитное действие оказывают пропаш­ные культуры, а в определенных случаях, если они размещены вдоль склона, могут способствовать усилению стока и тем самым - эрозии.

Принято считать, что по сравнению со смывом почвы под мно­голетними травами смыв ее под зерновыми выше в 4-5 раз, а под пропашными - в 25 раз. Из однолетних культур сравнительно хо­рошо защищают почву озимые, так как весной и осенью они фор­мируют устойчивый к эрозии растительный покров. Однако и про­пашные во второй половине лета и ранней осенью обеспечивают высокое проективное покрытие и в это время надежно предохраня­ют почву от эрозии. На склонах эффективно создание буферных полос поперек склона из той же культуры, но при увеличенной дозе удобрений и повышенной норме высева, регулирование снеготая­ния полосным прикатыванием и др.

К противоэрозионным относятся и другие приемы: безотвальная обработка почвы с сохранением стерни, обвалование и бороздование зяби, кротование, щелевание, мульчирование соломой из рас­чета 1-2 т/га. На каждую тонну соломы следует вносить 10 кг азота. Мульчирование почвы на склонах некондиционной соломой в дозе 1-3 т/га снижает эрозию в 3-5 раз. Мульча также уменьшает глуби­ну промерзания почвы, а значит, способствует ранневесеннему по­глощению стока, ослаблению смыва и повышению урожайности сельскохозяйственных культур.

На эродируемых почвах важное значение имеет создание вет­роустойчивого поверхностного слоя. Для этого используют спе­циальные стерневые сеялки, применяют полосное размещение сельскохозяйственных культур и трав.

Применение противоэрозионных орудий обеспечивает сохра­нение стерни на поверхности почвы, способствует задержанию сне­га на полях, улучшению структуры почвы и резкому снижению вет­ровой эрозии. Устойчивая к выдуванию почва имеет в верхнем 5-сантиметровом слое 60 % частиц размером более 1 мм и сохраняется даже при скорости ветра 12,5 м/с на высоте 0,5 м.

На почвах, подверженных дефляции (выдуванию), особенно оп­равдали себя почвозащитные севообороты с посевом буферных по­лос из многолетних трав. На песчаных почвах площадь под много­летними травами следует доводить до 50 %. На менее дефлируемых почвах целесообразно ими занимать 30 % пашни.

Создание кулис из высокостебельных растений (подсолнечник, кукуруза) улучшает снегораспределение на полях, снижает эродирующую энергию отдельных струй воды, т.е. уменьшает эро­зию почвы в целом.

На зяби для сокращения эрозионных процессов нужно создавать снежные валы поперек склона.

Следует также указать на большую эффективность внесения удобрений на эродируемых землях, так как в результате применения всего комплекса противоэрозионных мероприятий резко сни­жается смыв почвы, а следовательно, и внесенных в нее питатель­ных веществ.

В борьбе с водной и ирригационной эрозией эффективно щелевание, способствующее повышению водопроницаемости тяжелых почв. Другой путь - использование дождевальных машин с низкой и средней интенсивностью дождя (до 0,3 мм/мин). Это дает воз­можность увеличить поливную норму до 700-800м 3 воды на 1 га без формирования поверхностного стока, экономить воду, избежать за­соления и снижения плодородия почв.

Важным звеном противоэрозионного комплекса является также лесомели­орация.

ОХРАНА ПОЧВ ОТ ЗАСОЛЕНИЯ, ПОДКИСЛЕНИЯ И ЗАБОЛАЧИВАНИЯ

Указанные процессы способствуют резкому нарушению нор­мального функционирования системы почва - растение.

Засоление почвы - накопление растворимых солей и обменного натрия в концентрациях, не допустимых для нормального роста и развития растений. Среди засоленных почв различают солончако­вые с высокой концентрацией растворимых солей; солонцеватые, содержащие более 5-10 % обменного натрия; солончаки и солон­цы. Даже при слабом засолении урожайность кукурузы, например, уменьшается на 40-50 %, пшеницы - на 50-60 %.

Ежегодно на земном шаре вследствие засоления выходит из обо­рота 200-300 тыс. га орошаемых земель. Засоленные земли необходимо промывать пресной водой, но при этом возникает другая проблема - сброса засоленных промы­вочных вод, которые образуют громадные соленые болота-соры. Сбрасываемые воды насыщены удобрениями, пестицидами и дефо­лиантами, токсичными для человека и животных.

Один из факторов засоления - ветер. Он захватывает соленую пыль и переносит ее на большие расстояния в глубь континентов. Подобное явление наблюдается в Приаралье, где ветром усиливает­ся вынос солей и пыли с осушенного дна моря и их перенос на тер­риторию региона.

Засоление почвы возможно при неправильной агротехнике, выворачивании на поверхность засоленных слоев, чрезмерной нагруз­ке скота на пастбищах. Причиной засоления почвы могут быть сами поливные воды, если они содержат повышенные концентрации ра­створимых солей.

Отмечены случаи накопления легкорастворимых солей (до 500 кг на 1 га) под влиянием галофитной растительности.

Наиболее часто засоление происходит вследствие обогащения почвы солями, которые содержатся в грунтовых водах. Одновре­менно с повышением их уровня происходит подъем влаги по капил­лярам в зону ризосферы, где и накапливаются соли по мере испаре­ния воды в ней. Чем суше климат и чем тяжелее почва по гранулометрическому составу, тем в большей степени выражен этот про­цесс, тем сильнее проявляется токсичность солей по отношению к растениям. Повышенное содержание солей в почве вызывает уве­личение осмотического давления почвенного раствора, что затруд­няет водоснабжение растений, они хронически голодают, их рост ос­лабляется. Это прежде всего сказывается на корневой системе, кото­рая теряет тургор и погибает. Особенно опасен для растений карбо­нат натрия. Если в почве обменного натрия содержится 10-15 % емкости поглощения, состояние растений оказывается угнетенным, при содержании его в пределах 20-35 % угнетение очень сильное.

При увеличенных нормах полива, потерях оросительной воды из каналов также повышается уровень грунтовых вод. Процесс, когда соленакопление в почве происходит в результате нарушения режи­ма полива и фильтрации воды в оросительных каналах, называется вторичным засолением.

В качестве профилактической меры борьбы с вторичным за­солением необходим дренаж территории с использованием гон­чарных, пластмассовых и других труб, укладываемых на глубину 1.0-1,8 м с расстоянием между дренами от 5 до 15м. Полив дожде­вальными машинами с низкой и средней интенсивностью дождя (до 0,3 мм/мин) также безопасен в этом отношении. Перспективны внутрипочвенное, капельное, мелкодисперсное и импульсное оро­шение. Общее достоинство этих способов - экономия воды. Так, при внутрипочвенном орошении норму полива можно снизить до 100-300 м 3 /га. Расход воды при импульсном дождевании составляет всего 0,01 мм/мин. В связи с малыми нормами орошения вероят­ность засоления и заболачивания уменьшается. Важное достоин­ство новых способов полива - снижение испарения с поверхности почвы, а при мелкодисперсном - и транспирации. При капельном орошении вода в виде капли подается непосредственно к корням, Применение указанных способов полива предотвращает ирригационную эрозию, поэтому их можно использовать на склонах.

Создание лесных полос по каналам также обеспечивает посто­янство уровня грунтовых вод, так как деревья перехватывают и транспирируют фильтрующуюся воду, выполняя роль биологи­ческого дренажа. Для удаления солей из почвы применяют про­мывку пресными водами.

При увеличении кислотности почвы (рН ниже 7) также сни­жается ее продуктивность: возрастает концентрация подвижного алюминия и одновременно уменьшается содержание питательных веществ. Подкисление зависит от поглотительной способности, гранулометрического состава, водопроницаемости, биологической активности почвы и содержания гумуса в ней. Физиологически кислые азотные удобрения усиливают кислотность почвы. Поэтому на таких землях рекомендуются известкование и внесение удобре­ний, богатых кальцием. Без применения извести эффективность удобрений снижается.

Переувлажнение почвы, ведущее к заболачиванию, широко рас­пространено в ряде районов Нечерноземной зоны, а также наблю­дается и в других районах вблизи каналов, водохранилищ и незатампонированных артезианских скважин. На земном шаре забола­чиванию и затоплению подвержено около 8 % суши.

Для осушения заболоченных земель устраивают щелевые дрены, нарезаемые в грунте. На тяжелых землях дрены создают с помощью кротовых плугов. На Дальнем Востоке применяют комплексный дренаж, представляющий собой сочетание трубчатых дрен с сетью кротовин. Из других профилактических мер эффективны опти­мальный способ полива и строгое соблюдение режима орошения сельскохозяйственных культур. Закрытый дренаж имеет преиму­щество перед открытой осушительной сетью, так как в этом случае не теряется полезная площадь.

Однако осушение следует проводить в разумных пределах. Сни­жение уровня грунтовых вод при осушении болот более чем на 1,5 м от поверхности почвы способствует быстрому окислению торфа и выносу питательных веществ в дренажные канавы. При дальней­шем понижении их уровня происходит отрыв корнеобитаемого го­ризонта от капиллярной каймы, что приводит к гибели лесов.

Освоение новых земель надо вести с учетом охраны природы. Иногда еще бытует мнение, что болота наносят большой вред, по­этому необходимо их осушать. Однако следует помнить, что болота выполняют важную водохозяйственную функцию, питая реки и грунтовые воды, очищая загрязненные атмосферные осадки.

Мелиорацию заболоченных земель нужно осуществлять с уче­том защиты природных ресурсов от истощения и нежелательных воздействий на природу Нечерноземной зоны. В связи с этим следу­ет уделять большое внимание экологическому контролю и широко­му обсуждению проектов.

Разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов почвы в результате действия воды и ветра.

Часто, особенно в зарубежной литературе, под эрозией понимают любую разрушительную деятельность геологических сил, таких, как морской прибой , ледники , гравитация ; в таком случае эрозия выступает синонимом денудации . Для них, однако, существуют и специальные термины: абразия (волновая эрозия ), экзарация (ледниковая эрозия ), гравитационные процессы , солифлюкция и т. д. Такой же термин (дефляция) используется параллельно с понятием ветровая эрозия , но последнее гораздо более распространено.

По скорости развития эрозию делят на нормальную и ускоренную . Нормальная имеет место всегда при наличии сколько-либо выраженного стока, протекает медленнее почвообразования и не приводит к заметным изменением уровня и формы земной поверхности. Ускоренная идет быстрее почвообразования, приводит к деградации почв и сопровождается заметным изменением рельефа .

По причинам выделяют естественную и антропогенную эрозию. Следует отметить, что антропогенная эрозия не всегда является ускоренной, и наоборот.

Ветровая эрозия

Это разрушающее действие ветра: развевание песков, лесов, вспаханных почв; возникновение пыльных бурь; шлифовка скал, камней, строений и механизмов твердыми частицами, переносимыми силой ветра. Ветровая эрозия подразделяется на два типа:

• Повседневная

Начало пыльной бури связано с определенными скоростями ветра, однако из-за того, что летящие частицы вызывают цепную реакцию отрыва новых частиц, окончание её происходит при скоростях существенно меньших.

Наиболее сильные бури имели место в США в 1930-е годы («Пыльный котёл ») и в СССР в 1960-е годы, после освоения целины . Чаще всего пыльные бури связаны с нерациональной хозяйственной деятельностью человека, а именно - массированной распашкой земель без проведения почвозащитных мероприятий.

Выделяют и специфические дефляционные формы рельефа, так называемые «котловины выдувания »: отрицательные формы, вытянутые по направлению господствующих ветров.

Водная эрозия

Капельная эрозия

Разрушение почвы ударами капель дождя. Структурные элементы (комочки) почвы разрушаются под действием кинетической энергии капель дождя и разбрасываются в стороны. На склонах перемещение вниз происходит на большее расстояние. Падая, частички почвы попадают на плёнку воды, что способствует их дальнейшему перемещению. Этот вид водной эрозии приобретает особое значение во влажных тропиках и субтропиках

Плоскостная эрозия

Под плоскостной (поверхностной) эрозией понимают равномерный смыв материала со склонов, приводящий к их выполаживанию. С некоторой долей абстракции представляют, что этот процесс осуществляется сплошным движущимся слоем воды, однако в действительности его производит сеть мелких временных водных потоков.

Поверхностная эрозия приводит к образованию смытых и намытых почв, а в более крупных масштабах - делювиальных отложений .

Линейная эрозия

В отличие от поверхностной, линейная эрозия происходит на небольших участках поверхности и приводит к расчленению земной поверхности и образованию различных эрозионных форм (промоин, оврагов , балок, долин). Сюда же относят и речную эрозию, производимую постоянными потоками воды.

Смытый материал отлагается обычно в виде в конусов выноса и формирует пролювиальные отложения .

Виды линейной эрозии

Пример совмещённых боковой и глубинной эрозий. Берег Сухоны

• Глубинная (донная) - разрушение дна русла водотока. Донная эрозия направлена от устья вверх по течению и происходит до достижения дном уровня базиса эрозии .
• Боковая - разрушение берегов.

В каждом постоянном и временном водотоке (реке , овраге) всегда можно обнаружить обе формы эрозии, но на первых этапах развития преобладает глубинная, а в последующие этапы - боковая.

Механизм водной эрозии

Химическое воздействие поверхностных вод, к которым относятся и воды рек, минимально. Основной причиной эрозии является механическое воздействие на горные породы воды и переносимых ею обломков, ранее разрушенных пород. При наличии в воде обломков эрозия резко усиливается. Чем больше скорость течения, тем более крупные обломки переносятся, и тем интенсивнее идут эрозионные процессы.

Оценить устойчивость почвы или грунта к действию водного потока можно по критическим скоростям :

• Неразмывающая скорость - максимальная скорость потока, при которой не происходит отрыва и перемещения частиц.
• Размывающая скорость - минимальная скорость потока, при которой начинается непрекращающийся отрыв частиц.(Мирцхулава Ц. Е. Размыв русел и методика оценки их устойчивости. - М.: Изд-во, Колос, 1967.)

Для почв и полидисперсных грунтов понятие неразмывающей скорости не имеет физического смысла, поскольку даже при самых низких скоростях происходит вынос наиболее мелких частиц. При турбулентном потоке отрыв частиц происходит при максимальных пульсационных скоростях, поэтому увеличение амплитуды колебания скорости потока вызывает уменьшение критических скоростей для данного грунта.

Распространение эрозии

Процессы эрозии распространены на Земле повсеместно. Ветровая эрозия преобладает в условиях аридного климата, водная эрозия - в условиях гумидного климата.

См. также

• Коррозия (геология)

Примечания

Мирцхулава Ц. Е. Основы физики и механики эрозии русел. Л.: Изд-во Гидрометеоиздат, 1988.

Ссылки

• Эрозия на Азбуке Земли: Как образуются естественные арки?

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Эрозия (геология)" в других словарях:

Эрозия в каньоне Антелоп на юго западе США Эрозия (от лат. erosio разъедание) разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением. Эрозия… … Википедия

эрозия донная (пятящаяся) - эрозия регрессивная Эрозия, распространяющаяся от низовьев водотоков вверх по течению, приводящая к формированию продольного профиля равновесия. [Словарь геологических терминов и понятий. Томский Государственный Университет] Тематики геология,… …

эрозия - В геологии совокупность физических и химических процессов, способствующих разрушению горных пород водными потоками. [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] эрозия Процесс разрушения горных пород водным… … Справочник технического переводчика

эрозия боковая (горизонтальная) - Эрозия, приводящая к расширению дна долины путем меандрования. [Словарь геологических терминов и понятий. Томский Государственный Университет] Тематики геология, геофизика Обобщающие термины геологическая деятельность текучих водэкзогенные… … Справочник технического переводчика

эрозия почвы - Разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов почвы в результате действия воды и ветра. [ГОСТ 27593 88] эрозия почв дефляция выдувание Процессы разрушения верхних горизонтов почвы и подстилающих пород талыми водами, дождевыми,… … Справочник технического переводчика

Наука о строении и истории развития Земли. Основные объекты исследований горные породы, в которых запечатлена геологическая летопись Земли, а также современные физические процессы и механизмы, действующие как на ее поверхности, так и в недрах,… … Энциклопедия Кольера

Разрушение, размыв горных пород и почв текучими водами. Один из осн. факторов формирования рельефа земной поверхности. Состоит из механического размыва почв и горных пород (собственно эрозия), химического растворения слагающего их материала… … Географическая энциклопедия

Совокупность природных процессов, разрушающих поверхность суши. В настоящей статье эрозия характиризуется как деструктивный процесс, происходящий под влиянием энергии текучих вод, ветра и ледников, которые перемещают обломки пород и почву. Однако … Энциклопедия Кольера

Порядок работ Библиотека Цены Контакты является не менее опасным геологическим процессом, т.к. приводит к достаточно плачевным последствиям (разрушению конструкции, смещению, усадке фундамента и др.). Данный процесс приводит к разрушению горных пород (грунтов) из-за действия поверхностных водных потоков, которые сопровождаются ветрами. При этом наблюдается отрыв, и даже смыв обломков материалов. Разрушительные действия эрозионных процессов зависят от массы поверхностных вод и их скорости движения. Инженерно-геологические изыскания в обязательном порядке проводятся на территориях, склонных к возникновению опасных геологических процессов. Эрозия относится к экзогенным разрушающим процессам.

Виды эрозионных процессов

К эрозионным процессам, которые изучаются при геологических изысканиях, относятся следующие виды:

• плоскостная эрозия;
• овражная;
• линейная.

Плоскостная эрозия подразумевает за собой смыв верхнего слоя грунта на склонах потоками талых (дождевых) вод. Действия данного вида эрозионных процессов существенно не приносит катастрофических последствий, поскольку имеют малую масштабность. Конечно, при проектировании здания (дома, коттеджа, сооружения) на территории, склонной к данному виду эрозии, стоит учитывать этот нюанс и своевременно проводить защитные меры (укрепление склонов, например). Поскольку это грозит к подмыву фундамента, а также деформации всей конструкции. Последствиями плоскостной эрозии является частичный смыв грунта на конкретном участке, а также его намыв в другой части участка.

Овражная эрозия сопровождается временными потоками воды, которые сосредотачиваются в бороздах и других понижениях, имеющих линейно-вытянутую форму (балка, склон и др.). Геологические изыскания максимально детально изучают территории, склонные к образованию овражных эрозионных процессов, поскольку вред, который они наносят, может достигать огромных размеров. При интенсивном потоке дождевых вод по склону последствием являются образования оврагов глубиной до 20 метров. Подобные ситуации могут привести к глобальным последствиям при строительстве. Образование оврагов такой глубины на площадке под застройку в некоторых случаях приводит к полной остановке строительства.

Линейная эрозия действует в основном на небольших участках и приводит к расчленению земной поверхности. Данный процесс также носит название «речной эрозии», поскольку действует преимущественно в долинах рек. Это приводит к разрушению (смыву) берегов. При этом нарушается грунтовый слой и его основные физические и механические свойства. На территориях под застройку, расположенных вблизи рек обязательным мероприятием является проведение гидрогеологических исследований, изучение свойств грунтов, детально изучается геология участка в целом, а также геологические условия прилегающей территории.

Важно учитывать эрозионно-аккумулятивные процессы на территории под застройку, а также при эксплуатации строительных объектов, т.к. последствия могут быть просто непоправимыми. Своевременное обследование территории может существенно сократить наносимый эрозионными процессами вред. Изучение архивных материалов, определение прочностных характеристик грунтов в лабораторных условиях, полевые геологические исследования предоставляют детальную информацию по конкретному участку и дают возможность прогнозирования изменения геологических условий, в частности, возникновения опасных геологических процессов (эрозионных). При выявлении эрозии на исследуемой территории проектные организации по данным геологического отчета смогут установить защитные меры безопасности или провести специальные мероприятия по предотвращению разрушающих эрозионных последствий.

«Применение жиров» - Парфюмерия. Корм для животных. Жиры. Чем сладкое лучше жирного. Мыло. Сколько и каких жиров надо человеку. Шоколад. Применение жиров. Свечи. Глицерин. Прополис. Краска.

«Свойства и применение жиров» - Маргарин. Выделено 600 различных видов жиров. Практическое применение в жизни. Смесь сложных эфиров. Шарль Вюрц. Определение непредельности жиров. Синтез жиров. Жиры. Обесцвечивание бромной воды. Щелочи. Какао-бобы. Смесь. Приготовление масляных красок. Уравнение реакции гидролиза жира. Технический жир.

«Эфирные масла» - Фенолы. Греческие воины обрабатывали раны мазями приготовленными из мирры. Пинен. Эфиры. Кислород - главный элемент эфирного масла. Стресс Ванна. Кетоны снимают застойные явления, ускоряют циркуляцию слизи. Аромат - холодный, свежий, горьковатый. Что такое ароматерапия? Целебными свойствами мяты пользовались ещё 3000 лет назад в Древнем Египте.

«Пищевые жиры» - Пищевые жиры. Охарактеризовать один образец растительного масла. Ориентирование. Подготовленные заранее вопросы. Разгадать кроссворд. Горчичное масло. Перечислить наибольшее количество наименований пищевых жиров. О правилах покупки и хранения масел. Подлинность товара. Содержание работы. Шахматы. Этапы товароведного многоборья.

«Химия Жиры 10 класс» - Жиры. Вывод: Сильные кислоты вытесняют слабые кислоты из растворов солей. Стеарат натрия. Свойства карб. к-т, сходные с минеральными, на примере уксусной. Сложные эфиры. Лабораторный опыт №1 «Действие сильных кислот на мыло» Л. Щелочной гидролиз жиров. Лабораторный опыт№2 «Действие мыла в жесткой воде».

«Сложные эфиры и жиры» - Уксусная кислота. Чтобы сместить равновесие вправо, необходимо удалять воду или эфир. Жиры широко распространены в природе и по происхождению подразделяются на животные и растительные. Сложные эфиры очень распространены в природе. Сложные эфиры с приятным запахом используют в парфюмерии и пищевой промышленности.

Всего в теме 13 презентаций

В четыре пробирке поместите по 1-2 капли растительного масла (или другого жира). Прилейте в первую пробирку 1 мл этилового эфира, во вторую 1 мл этилового спирта в третью 1 мл бензина, в четвертую 1 мл воды. Взболтайте содержимое пробирок и дайте постоять. В каждой ли пробирке растворился жир? Какие вещества являются хорошими растворителями жиров, а какие- плохими? Почему? Какой вывод о растворимости жиров можно сделать на основании опыта?

Вывод:

Опыт №6 Присоединение брома к олеиновой кислоте

В пробирку вносят 3-4 капли бромной воды, 1 капли олеиновой кислоты и энергично взбалтывают. Бромная вода обесцвечивается.

(СН 3)-(СН 2) 7 -СН=СН-(СН 2) 7 – СООН + Вr 2 → (СН 3)-(СН 2) 7 -СНВr -СНВr -(СН 2) 7 – СООН

(дибромстеариновая кислота)

Опыт №7 Окисление олеиновой кислоты перманганатом калия

В пробирку помещают по 2 капли олеиновой кислоты, раствора карбоната натрия и раствора перманганата калия. При встряхивании смеси розовая окраска исчезает. на что указывает обесцвечивание бромной воды и раствора перманганата калия?

вывод:

(СН 3)-(СН 2) 7 -СН=СН-(СН 2) 7 –СООН +[О]+НОН→(СН 3)-(СН 2) 7 -СН – СН -(СН 2) 7 – СООН

диоксистеариновая кислота

Опыт №8 Растворение мыла в воде.

В пробирку помещают кусочек мыла (примерно 10 мг), добавляют 5 капель воды и тщательно взбалтывают содержимое пробирки в течение 1-2минут. После этого содержимое пробирки нагревают в пламени горелки. Натриевые и другие щелочные мыла (калиевое, аммониевое) хорошо растворяются в воде.

Контрольные вопросы по теме «Карбоновые кислоты»:

1Осуществите следующие превращения: С 2 Н 6 →С 2 Н 5 Сl→С 2 Н 5 ОН→СН 3 СОН→СН 3 СООН

2.Сколько граммов магния и уксусной кислоты потребуются для получения 6л водорода.

3. Напишите уравнения реакций получения янтарной кислоты из монохлоруксусной кислоты?

4.Напишите уравнения реакций и назовите образующиеся соединения:

а) молочная кислота + этиловый спирт

б) молочная кислота + гидроксид натрия

в) молочная кислота + уксусная кислота

5.Напишите структурную формулу пальмитодистеарина

Лабораторная работа № 9 Аминокислоты. Белки.

В состав белков входят углерод, водород, кислород, азот, сера, фосфор и другие элементы. Молекулярная масса белка может достигать сотен тысяч углеродных единиц. Белки представляют собой нестойкие соедине­ния, они хорошо гидролизуются под влиянием кислот, щелочей или ферментов. Конечными продуктами распада белка являются аминокислоты различного состава.

Аминокислоты можно рассматривать как производ­ные карбоновых кислот, у которых атом водорода в ра­дикале замещен на аминогруппу:

Аминокислоты имеют одновременно два вида функ­циональных групп: карбоксильную, являющуюся носите­лем кислотных свойств, и аминогруппу - носителя ос­новных свойств. Аминокислоты проявляют амфотерные свойства, т. е. свойства и кислот, и оснований, поэтому белки также проявляют амфотерные свойства, так как они построены из остатков аминокислот.

Белки растворяются в различных растворителях. Многие белки растворяются в воде, некоторые в растворах нейтральных солей, в щелочах или кислотах.

При определенных условиях белки способны выпа­дать в осадок, причем осаждение может быть обратимое и необратимое. Способность белков осаждаться при раз­личных условиях используется для обнаружения и раз­деления их. Для обнаружения белков используют также цветные реакции на белки. К ним относятся ксантопротеиновая, биуретовая и другие реакции.

Реактивы . Раствор белка; раствор аминоуксусной кислоты; серная кислота (конц.); азотная кислота (конц.); соляная кислота (конц.); гидроксид натрия, 20%-ный раствор; ацетат свинца, 10 и 20%-ный рас­творы; сульфат меди (насыщенный и 1%-ный растворы)CuSО 4 ; аммиак (конц.)NН 3 ; хлорид натрияNаСl, 10%-ный раствор; сульфат аммония, насыщенный раствор (NН 4) 2 SО 4 ; фенолфталеин; лакмусовая бумага, метиловый оранжевый; лакмус красный. аминоуксусная кислота, 0, 2н. раствор; оксид меди (II) СuО, порошок; едкий натр, 2 н. раствор NаОН.

Оборудование. Сухая пробирка; стеклянная палочка, пробирка с газоотводной трубкой.

Опыт №1. Образование медной соли аминоуксусной кислоты

Реактивы и материалы:

В пробирку помещают немного порошка оксида меди СuО, 4 капли раствора аминоуксусной кислоты и нагре­вают в пламени горелки, встряхивая содержимое пробир­ки. Пробирку ставят на некоторое время в штатив, чтобы осел избыток черного порошка оксида меди. К отстоявшемуся синему раствору приливают 1 каплю раствора едкого натра. Раствор остается прозрачным.

Для аминокислот характерно образование медных солей, окрашенных в синий цвет.

α-Аминокислоты дают с медью окрашенные внутренние комплексные соли, очень устойчивые:

Опыт №2. Действие аминокислот на индикаторы

В три пробирки прилейте по 0,5 мл раствора амино­уксусной кислоты и добавьте в первую фенолфталеина, во вторую метилового оранжевого, в третью лакмуса. Окраска индикаторов не изменяется Почему водные растворы моноаминокислот нейтральны по отношению к инди­каторам?

Вывод:

Опыт №3. Свертывание белков при нагревании

В пробирку помещают небольшое количество раствора белка и нагревают до кипения в пламени горелки. Наблюдайте выпадение белка в виде хлопьев или мути. Чем этообъясняется? Разбавьте раствор водой. Растворяется ли осадок; если нет, то почему? Слегка охладите раствор белка для использования в следующем опыте.

Вывод:

Опыт № 4. Высаливание белков сульфатом аммония

В пробирку налейте по 1 -1,5 мл раствора белка и сульфата аммония и встряхните смеси нагрейте до кипения в пламени горелки. Жидкость мутне­ет, а количество свернувшегося белка резко увеличивается. добавление нейтральных солей облегчает и ускоряет свёртывание белков при нагревании. свёртывание белков – процесс необратимого осаждения, так как белковые молекулы при этом меняют свою структуру.

Опыт №5. Осаждение белков солями тяжелых металлов

В две пробирки налейте по 1-2 мл раствора белка и медленно, по каплям, при встряхивании приливайте в одну из них насыщенный раствор сульфата меди, а в другую 20%-ный раствор ацетата свинца. Образуется хлопьевидный осадок или муть. Соли тяжёлых металлов осаждают белки из растворов, образуя нерастворимые в воде солеобразующие соединения, с солями меди – голубой осадок, с солями свинца – белый.

Опыт №6. Осаждение белков минеральными кислотами

В три пробирки налейте по 1 мл раствора белка. Осторожно добавьте в пробирку с раствором белка кон­центрированной азотной кислоты так, чтобы кислота не смешивалась с белком. В месте соприкосновения двух жидкостей образуется кольцо белого хлопьевидного осадка. По­вторите этот опыт с концентрированными серной и соля­ной кислотами. Белки образуют с концентрированными кислотами солеобразные соединения и одновременно вызывают свёртывания белка. в большинстве случаев выпавший осадок растворим в избытке концентрированных кислот (кроме азотной).

Опыт №7. Цветные реакции на белки

1 Ксантопротеиновая реакция. Ксантопротеиновая реакция указывает на наличие в белке аминокислот со­держащих бензольные ядра, например тирозина. При взаимодействии таких аминокислот с азотной кислотой образуются нитросоединения, окрашенные в желтый цвет

К 1 мл раствора белка добавьте 5-6 капель кон­центрированной азотной кислоты до появления белого осадка или мути от свернувшегося белка. Реакционную смесь нагрейте до окрашивания осадка в желтый цвет. В процессе гидролиза идет растворение осадка. Охла­дите смесь и добавьте к ней осторожно, по каплям, избы­ток концентрированного раствора гидроксида натрия NаОН. Окраска пе­реходит в оранжевую, что говорит об образовании более интенсивно окрашенных анионов.

2 Биуретовая реакция. С помощью биуретовой реак­ции обнаруживают наличие пептидных группировок (-СО-NН-) в молекулах белка. Белки с солями меди дают красно-фиолетовое окрашивание вследствие образования слож­ных соединений.

В пробирку налейте по 1-2 мл раствора белка, 20%- ного едкого натра. Затем прилейте 3-4 капли разбавленного, почти бесцветного раствора медно­го купороса (CuSО*5Н 2 О) и содержимое тщательно перемешайте. Жидкость окрашивается в фиолетовый цвет.

Контрольные вопросы по теме «Аминокислоты»

1.Кратко охарактеризуйте каждую структуру белковой молекулы.

2..Составьте схему, отражающую превращение белков пищи в организме человека.

3 .Кратко опишите применение белков.

4.Чем определяется специфическая биологическая актив­ность белковой молекулы? В каких случаях она может быть ут­рачена?

5.Какие виды гидролиза белков вам известны?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №10. СВОЙСТВА МОНОСАХАРИДОВ

По отношению к гидролизу углеводы делятся на два основных класса: простые углеводы, или моносахариды(глюкоза, фруктоза, галактоза), и сложные сахара, или полисахариды. Сложные углеводы, в свою очередь, подразделяются на две основные группы: сахароподобные(сахароза, лактоза, мальтоза) и несахароподобные углеводы (крахмал, клетчатка). Из моносахаридов наибольшее значение имеют глюкоза и фруктоза, химические свойства которых определяются особенностью их строения. Сахароподобные сложные углеводы имеют сладкий вкус, растворяются в воде, при гидролизе распадаются на моносахариды. Несахароподобные сложные углеводы не обладают сладким вкусом, при гидролизе также распадаются на моносахариды.

Реактивы . Глюкоза, 20%-ный и 2%-ный растворы; реактив Селиванова; сахароза кристаллическая и 10%-ный све­жеприготовленный раствор; лактоза, 10%-ный раствор; жидкость Фелинга (I); серная кислота, 10%-ный раствор; раствор аммиака, 2,5%-ный NН 3 *Н 2 О; гидроксид натрияNаОН, 1%-ный раствор; нитрат серебра, 1%-ный раствор АgNО 3 ;

Оборудование. Стакан вместимостью 100 мл; водяная баня; во­ронка; фильтровальная бумага; .

Опыт №1. Окисление глюкозы аммиачным раствором оксида серебра (реакция серебряного зеркала)

Налейте в пробирку 1-2 мл раствора аммиака и добавьте 1 мл нитрата серебра АgNО 3 ; сна­чала выпадает бурый осадок оксида серебра, который за­тем растворяется в избытке раствора аммиака([Аg(NН 3) 2 ]ОН). К приго­товленному аммиачному раствору оксида серебра прилей­те 2 мл 20%-ного раствора глюкозы и несколько капель 2%-ного едкого натра и осторожно нагрейте полученную смесь до начала почернения раствора. Далее реакция идёт без нагревания и металлическое серебро выделяется на стенках пробирки в виде зеркального налёта.

глюкоза глюконовая кислота

Опыт №2. Окисление глюкозы реактивом Фелинга

В пробирку вводят 3 капли раствора глюкозы и каплю реактива Фелинга. Держа пробирку наклонно, осторожно нагревают верхнюю часть раствора. при этом нагретая часть раствора окрашивается в оранжево-жёлтый цвет вследствие образования гидроксида меди (I), которая в дальнейшем переходит в красный осадок оксида меди (I) Сu 2 О.

окисление реактивом Фелинга служит качественной реакцией на глюкозу.

Задание: напишите уравнение данной реакции и сделайте вывод

Опыт №3 Осмоление глюкозы щёлочью

В пробирку помещают 4 капли раствора глюкозы и добавляют 2 капли раствора едкого натра. нагревают смесь до кипения и осторожно кипятят 2-3мин. Раствор при этом желтеет, а затем становится тёмно-коричневым. При нагревании со щелочами моносахариды осмоляются и буреют. процесс осмоления ведёт к образованию сложной смеси веществ.

Опыт №4Реакция Селиванова на кетозы

В пробирку помещают кристаллик резорцина, 2 капли соляной кислоты и 2 капли раствора фруктозы. Содержимое пробирки нагревают до начала кипения. жидкость постепенно окрашивается в красный цвет.

При нагревании с концентрированными минеральными кислотами, молекулы гексоз постепенно расщепляются, образуя смесь различных продуктов (также одним из продуктов является оксиметилфурфурол), который с резорцином образует окрашенное соединение. эта реакция позволяет быстро обнаружить в смеси сахаров наличие кетогексоз.

Контрольные вопросы по теме «Свойства моносахаридов и дисахаридов»

Какие соединения называются моносахаридами?

На основании каких опытов можно сделать вывод о строе­нии глюкозы?

При спиртовом брожении глюкозы выделилось 112 л СО 2 . Сколько получилось этилового спирта и сколько глюкозы на это потребовалось?

4.Пользуясь текстом параграфа учебника, подготовьте письменные ответы на следующие вопросы: а) Каковы физические свойства глюкозы? б) Где глюкоза встречается в природе? в) Какова молекулярная формула глюкозы

5. Какие моносахариды называются пентозами, а какие гексозами?

6. Какие формы сахаров называются фуранозными, а какие пиранозными

7. Какие признаки положены в основу определения правых и левых изомеров сахаров по их химическому строкению?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №11 СВОЙСТВА ПОЛИСАХАРИДОВ

Реактивы. Крахмал, порошок и раствор; раствор сахарозы; картофель; хлеб ржаной; картофель; раствор иода; серная кислота, 20%-ный раствор Н 2 SО 4 И (конц.); карбонат натрия Nа 2 СО 3 ; карбонат кальция СаСО 3 ;; аммиак, 1%-ный раствор NН 3 * Н 2 О; жидкость Фелинга (I);

Оборудование. Стакан вместимостью 100мл; воронка; водяная баня; фарфоровые чашки - 2 шт.; ступка с пестиком; стеклянная палочка, фильтровальная бумага; вата.

Опыт № 1. Взаимодействие крахмала с йодом. Качественная реакция на крахмал.

В пробирку помещают 2 капли крахмального клейсте­ра и 1 каплю раствора йода. Содержимое пробирки окра­шивается в синий цвет. Полученную темно-синюю жид­кость нагревают до кипения. Окраска при этом исчезает, но при охлаждении появляется вновь.

Крахмал представляет собой смесь двух полисахари­дов- амилозы (20%) и амилопектина (80%). Амилоза растворима в теплой воде и дает с йодом синее окраши­вание. И амилоза, и амилопектин состоят из остатков глюкозы, связанных α-гликозидными связями, но они отличаются формой молекул. Амилоза представляет собой линейный полисахарид, построенный из нескольких

тысяч остатков глюкозы, обладающий структурой винта или спирали. Внутри спирали остается свободный канал диаметром около 5 мкм, в который могут внедряться посторонние молекулы, образуя особого типа комплексы -так называемые соединения включения. Одним из них является соединение амилозы с иодом, имеющее синее окрашивание. Строение амилозы схематически выражается следующей формулой:

Амилопектин в теплой воде нерастворим, набухает в ней, образуя крахмальный клейстер. В состав амилопек­тина в отличие от амилозы входят разветвленные цепи глюкозных остатков. Амилопектин с иодом дает красно­вато-фиолетовое окрашивание.

Получение крахмального клейстера.

12г крахмала разводим в 40 мл холодной воды до получения крахмального молочка. Доводим до кипения 160 мл воды, вливая в неё при помешивании крахмальное молочко. доводим полученный крахмальный клейстер до кипения и охлаждаем до комнатной температуры

Опыт № 2. Обн аружение крахмала в хлебе и картофеле.

На кусочек белого хлеба и на срез сырого картофеля поместите по одной капле йода. Как изменится окраска? Сделайте вывод.

Опыт №3. Доказательство наличия гидроксильных групп в сахарозе

В пробирку помещают 1 каплю раствора сахарозы, 5 капель раствора щелочи и 4-5 капель воды. Добавля­ют каплю раствора сульфата меди (II). Смесь приобре­тает слабую синеватую окраску вследствие образования сахарата меди.

Раствор сохраняют для следующего опыта.

Опыт №4 Отсутствие восстанавливающей способности у сахарозы

Раствор сахарата меди осторожно нагревают до кипе­ния над пламенем горелки, держа пробирку так, чтобы нагревалась только верхняя часть раствора. Сахароза в этих условиях не окисляется, что указывает на отсутствие в ее молекуле свободной альдегидной группы

Опыт №5 Кислотный гидролиз сахарозы

В пробирку помещают 1 каплю раствора сахарозы, 1I каплю 2 н. соляной кислоты, 3 капли воды и осторожно нагревают над пламенем горелки 20-30 мин. Половину раствора отливают в другую пробирку и добавляют к ней 4-5 капель раствора щелочи (до щелочной реакции на лакмус) и 3-4 капли воды. Затем добавляют 1 каплю раствора сульфата меди и нагревают верхнюю часть си­него раствора до кипения. Появляется оранжево-желтое окрашивание, доказывающее образование глюкозы. К оставшейся части гидролизованного раствора сахарозы (первая пробирка) прибавляют кристаллик резорцина, 2 капли концентрированной соляной кислоты и нагревают до кипения. появляется красноватое окрашивание, указывающее на образование фруктозы. молекула сахарозы легко расщепляется при гидролизе на молекулу глюкозы и молекулу фруктозы. Оба моносахарида входят в состав сахарозы в циклических формах. В создании связи между ними участвуют оба гликозидных гидроксила.

В сахарозе остаток фруктозы находится в виде непрочного пятичленного кольца – фуранозы; такие сложные сахара очень легко гидролизуются.

Вывод:

Опыт №6. Кислотный гидролиз крахмала

В 7 пробирок помещают по 3 капли очень разбавлен­ной, почти бесцветной йодной воды. В фарфоровую чашку наливают 10 мл крахмального клейстера, добавляют 5 мл раствора серной кислоты и перемешивают содержимое стеклянной палочкой. Ставят чашку с раствором на асбестированную сетку и нагрева­ют на маленьком пламени. Через каждые 30с отбирают пипеткой с капиллярным отверстием 1 каплю раствора и переносят в очередную пробирку с йодной водой. После­довательные пробы обнаруживают постепенное измене­ние окраски при реакции с иодом. Проба Окраска

Первая. . Синяя

Вторая. Сине-фиолетовая

Третья Красно-фиолетовая

Четвертая...... Красновато-оранжевая

Пятая........ Оранжевая

Шестая Оранжево-желтая

Седьмая Светло-желтая (цвет йод­ной воды)

Раствор охлаждают, нейтрализуют раствором щелочи по красной лакмусовой бумажке до сильнощелочной ре­акции, добавляют каплю реактива Фелинга и нагревают. Появление оранжевого окрашивания доказывает, что конечным продуктом гидролиза является глюкоза.

(С 6 Н 10 О 5 ) х + xН 2 0 = xС 6 Н 12 0 6

крахмал глюкоза

При нагревании с разбавленными минеральными кис­лотами, а также под влиянием энзимов крахмал подвер­гается гидролизу. Гидролиз крахмала происходит сту­пенчато с образованием все более простых углеводов.

Схема постепенного гидролиза крахмала такова:

(С 6 Н 10 О 5 ) х → (С 6 Н 10 О 5 )у → (С 6 Н 10 О 5 ) z → С 12 Н 22 0 11 → С 6 Н 12 О б

крахмал растворимый декстрины мальтоза глюкоза

Первый продукт гидролиза - растворимый крах­мал - не образует клейстера, с йодом дает синее окра­шивание. При дальнейшем гидролизе образуются декст­рины - более простые полисахариды, дающие с йодом окраску от сине-фиолетовой до оранжевой. Мальтоза, а затем глюкоза не изменяют обычную окраску йода.

Опыт №7 . Клетчатка, или целлюлоза

Клетчатка - основа отдельных органов всех расте­ний, их скелет. Она построена так же, как и крахмал - из большого количества остатков глюкозы. Отдельные звенья глюкозы связаны в целлюлозе между собой через бета-глюкозидные гидроксилы.

Различие во взаимном сцеплении молекул глюкозы в крахмале и клетчатке приводит к резкому различию в некоторых их свойствах. Клетчатка растворяется в ам­миачном растворе гидрата окиси меди (реактиве Швей­цера). При этом ее молекулы частично расщепляются на более мелкие осколки. Если нейтрализовать такой рас­твор кислотой, то клетчатка снова появится в виде хлопьевидной массы, но уже с несколько измененной длиной и структурой молекул.

После кратковременной обработки крепкой серной кислотой клетчатка растворяется, образуя клейкую мас­су - амилоид. Амилоид окрашивается йодом в синий цвет. Фильтровальная бумага после обработки серной кислотой становится более прочной и полупрозрачной. Это объясняется тем, что амилоид склеивает отдельные волокна целлюлозы (растительный пергамент)

Б. Получение растительного пергамент а. Полоску фильтровальной бумаги погрузите до по­ловины в чашку с 80%-процентной серной кислотой на 30-40 сек. Затем опустите бумагу в сосуд с водой и окончательно промойте ее в растворе аммиака Сравни­те необработанную и обработанную кислотой части полоски бумаги (прозрачность, прочность). Будьте осто­рожны при выполнении этого опыта; не разбрызги­вайте серную кислоту при переносе бумажки в воду!

Запишите результаты опыта.

Контрольные вопросы по теме «Свойства полисахаридов»

1.Какие соединения называются полисахаридами

2.Какие соединения называются дисахаридами?

3..Пользуясь текстом параграфа учебника подготовьте письменные ответы на следующие вопросы:

а) Каковы физические свой­ства целлюлозы?

б) Где целлюлоза встречается в природе? в) Какова формула элементарного звена макромолекулы цел­люлозы?

г) в чём основное отличие крахмала, гликогена и клетчатки?

4. Составьте схему, отражающую применение крахмала.

5.Перечислите химические свойства целлюлозы.

6. Что называется инвертным сахаром?

Лабораторная работа №12 Гетероциклические соединения

Реактивы и материалы: фурфурол свежеприготовленный; азотно­кислое серебро, 0,2 н. раствор; аммиак, 2 н. раствор; фуксинсернистая кислота; анилин; флороглюцин; соляная кислота (^=1,19 г/см 3); уксусная кислота ледяная. слизевая кислота; аммиак, концентриро­ванный раствор; глицерин; соляная кислота (ρ=1,19 г/см 3). индиго (тонко растертый порошок); сер­ная кислота (ρ=1,84г/см 3); хлорид олова (II), 1 н. раствор в соля­нокислой среде; едкий натр, 1 н. раствор.

Оборудование: сосновая лучинка, стеклянная палочка. белая ткань; фильтровальная бумага; водяная ба­ня; ступка с пестиком.

Опыт №1. Реакции фурфурола

Оборудование: часовое стекло; стеклянная палочка; фильтро­вальная бумага.

В пробирку помещают 2 капли фурфурола, 8 капель воды и взбалтывают до полного растворения фурфурола.

Реакция с фуксинсернистой кислотой. На часовое стекло помещают 4 капли фуксинсернистой кислоты, кап­лю раствора фурфурола и смешивают стеклянной палоч­кой. Через некоторое время появляется чуть заметное розовое окрашивание.

Реакция с аммиакатом серебра. На часовое стекло помещают каплю нитрата серебра и каплю раствора ам­миака. Выпадает осадок гидроксида серебра. Добавляют еще одну каплю аммиака и получают прозрачный раствор комплексной соли серебра [Аg(]NНз) 2 ]ОН.

К раствору аммиаката серебра добавляют каплю раствора фурфурола. На стекле появляется свободное серебро в виде черного пятна или серебристого налета.

3. Реакция с анилином. На часовом стекле смешива­ют каплю анилина с каплей уксусной кислоты. Полоску фильтровальной бумаги смачивают полученным раство­ром и наносят на нее каплю фурфурола. Появляется ро­зово-красное пятно.

4. Реакция с флороглюцином. В пробирку помещают 3 капли раствора фурфурола, 1 каплю соляной кислоты и 2 кристалла флороглюцина. При нагревании смесь окра­шивается в темно-зеленый цвет. Фурфурол обладает свойствами ароматических альдегидов. Он легко дает ре­акцию «серебряного зеркала», окрашивает фуксинсернистую кислоту, образует фенилгидразон.

Цветные реакции фурфурола с анилином и флороглю­цином основаны на реакции конденсации. Фурфурол в присутствии соляной или уксусной кислоты дает окра­шенные продукты конденсации с анилином, бензидином, резорцином, ксилидином.

Опыт №2. Получение пиррола. Качественная реакция на пиррол

(Опыт проводят в вытяжном шкафу!)

В пробирку помещают несколько кристаллов слизевой кислоты, 2 каплираствора аммиака и тщательно переме­шивают стеклянной палочкой содержимое пробирки. До­бавляют 2 капли глицерина и снова перемешивают смесь. Пробирку осторожно нагревают в пламени горелки. Сос­новую лучинку смачивают 1 каплей соляной кислоты и вносят в верхнюю часть пробирки, продолжая ее нагре­вать. Пары пиррола окрашивают сосновую лучину в красный цвет.

При добавлении аммиака получается аммонийная соль слизевой кислоты, которая затем разлагается. В чис­ло продуктов распада входит пиррол. Глицерин влияет на течение реакции, делая его более равномерным. Пир­рол легко осмоляется кислотами, окрашиваясь при этом в красный цвет.

Опыт №3. Свойства индиго

1. Растворимость индиго в воде. В пробирку помеща­ют на кончике микролопатки порошок индиго и приливают 5-6 капель воды. Содержимое пробирки тщательно

встряхивают при комнатной температуре, а затем нагре­вают в пламени горелки. Одну каплю полученной смеси наносят на полоску фильтровальной бумаги - образует­ся бесцветное пятно, в центре которого оседает синий по­рошок индиго. Индиго в воде, как и в большинстве обыч­ных растворителей, не растворяется.

2 «Кубовое» крашение. В пробирку помещают 5 ка­пель раствора хлорида олова (II) и добавляют по каплям раствор едкого натра, пока не растворится образовав­шийся осадок. В маленькой ступке тщательно растирают несколько кристалликов индиго с 5-6 каплями воды. Пипеткой переносят 2 капли полученной суспензии в пробирку с раствором станнита натрия и нагревают пробирку в кипящей водяной бане, пока реакционная смесь не станет прозрачной.

В полученный щелочной раствор белого индиго поме­щают маленькую полоску белой ткани, заранее прости­ранной и отжатой. Ткань тщательно пропитывают раст­вором восстановленного индиго, затем выжимают и ос­тавляют на воздухе. Ткань вначале принимает зеленую окраску, а затем синюю.

Синее индиго - «кубовый» краситель, в щелочной среде синее индиго восстанавливается в белое индиго, обладающее фенольным характером и растворимое в ще­лочах. Щелочной раствор белого индиго называют «ку­бом». В такой раствор опускают ткань, пропитывают ее раствором и затем оставляют на воздухе для «вызрева­ния». На волокнах ткани белое индиго кислородом возду­ха окисляется в нерастворимое синее индиго.

синее индиго белое индиго

Опыт №4. Окисление индиго сильным окислителем

При окислении индиго сильным окислителем полу­чается изатин, имеющий в растворах желтую окраску (твердый изатин - красного цвета):

Налейте в пробирку около 1 мл раствора индигокармина и 5-10 капель концентрированной азотной кислоты Что наблюдается? Как изменился цвет раствора?

Запишите результат опыта

индиго Изатин

Контрольные вопросы по теме «Гетероциклические соединения»

1.Какие соединения называются гетероциклическими

2.напишите формулы и названия важнейших пятичленных гетероциклов

2.напишите формулы и названия важнейших шестичленных гетероциклов