Введення
На сьогоднішній день такі природні мінеральні утворення як діатоміти знаходять широке практичне застосування в різних галузях промисловості завдяки високій поглинаючої спроможності, пористості, термостійкості і кислотоустойчивости. Що стосується сільського господарства, то У. Г. Дістановим [25, 304] було запропоновано два можливі напрями використання цих природних матеріалів:
як носії та наповнювачів пестицидів і для одержання пролонгованих добрив,
як маси, що запобігає злежування тих самих добрив і отрутохімікатів.
Крім того, у ряді публікацій згадується про інсектицидну дію дустом кремнезему [3, 44]. Проведені за останні десятиліття дослідження, присвячені ролі кремнію та його сполук у грунтових процесах, різко розширили коло можливих областей застосування природних кремнеземів в цій галузі. Мінерали кремнію розглядають як джерело розчинної кремнезему, який грає важливу роль у формуванні родючості грунтів, підвищення продуктивності рослин та їх стійкості до хвороб і шкідників [3, 16, 19]. В. М. Дьяков і його колеги посилаються на досвід використання в якості добрив діятимуть, внесення яких в грунт збільшує її буферність і адсорбційні властивості, а також "сприяє зниженню залізниці і алюмінієвої інтоксикації рослин" [19, 5], що особливо актуально для кислих грунтів. Однак механізм дії діятимуть і їх участі у грунтових процесах ще недостатньо вивчений.
На території Ульяновської області розвідані та експлуатуються в промислових масштабах великі родовища цих крем'янистих порід. У цьому світлі стає особливо цікавою перспектива використання для меліорації грунтів місцевих діятимуть, за запасами яких наш регіон займає одне з перших місць в СНД і Росії.
Діатоміт являє собою не чистий силіцій: крім опалового кремнезему в ньому міститься глинистий і уламковий матеріал. Глинисті мінерали, вміст яких у породі може досягати 20% і більше, в певному діапазоні значень рН середовища можуть стати додатковим джерелом рухомих форм алюмінію і заліза і таким чином посилити негативні явища, пов'язані з виснаженням буферної ємності грунтів. За вмістом в породі кисень, кремній, алюміній і залізо займають ті ж місця, що й у грунті. Загальновідомо, що реакція середовища є одним з основних факторів, що визначає поведінку алюмінію і заліза в грунтах. Тому виникла ідея створення найпростішої модельної системи, що дозволяє спрогнозувати поведінку діятимуть в цілому, його окремих компонентів в реальних грунтах з різною кислотністю. Метою нашого дослідження було обрано вивчення особливостей поведінки алюмінію і заліза, що входять до складу діятимуть, у системі тверда фаза-розчин. Для її досягнення були поставлені наступні завдання:
* Встановити мінералогічний і хімічний склад досліджуваного діятимуть;
* Експериментально визначити можливий вихід алюмінію і заліза з діятимуть при різних значеннях pH розчину витягу,
* Дослідити здатність до адсорбції катіонів з розчину і пов'язану з нею кислотно-основну буферність породи в умовах модельної системи.
Для вирішення цих завдань в якості об'єкта дослідження був обраний діатоміт Інзенської родовища Ульяновської області - найбільшого і найбільш інтенсивно експлуатується. Дослідження проводилися з використанням загальновизнаних методів: потенціометрії, фотоколориметр, рентгеноспектрального аналізу.
Соколовою Т.А. та її колегами [36] проводилися модельні експерименти з метою з'ясувати вплив глинистих мінералів на поведінку алюмінію в системі тверда фаза - розчин. Дослідження Ульріха і Швертмана були присвячені ролі окремих мінералів грунту в створенні її кислотно-основний буферність [39, 48]. Але у відомій нам літературі механізм дії діятимуть як суміші мінералів в грунті не висвітлювався.
Практична значимість роботи визначається серйозною загрозою, яку представляє закислення грунтів інтенсивно експлуатованих орних угідь, втрата ними родючості, і непродумане використання мінеральних добрив.
Експериментальна частина
2.1 Введення в експеримент
Розглядаючи можливість застосування діятимуть для меліорації та реанімації антропогенно порушених грунтів, необхідно брати до уваги, що глинисті мінерали є постійним компонентом породи. За даними численних досліджень алюмосилікатні складова грунтового поглинаючої комплексу (ВПК) і мінерали гідроксиди заліза при кислої реакції середовища стають джерелом рухомих форм алюмінію і заліза, які здійснюють прямий токсичну дію на рослини і сприяють подальшому зниженню
pH грунтового розчину.
Висока пористість діятимуть і хороші адсорбційні характеристики припускають його участь у процесах поглинання катіонів з розчину, а значить і створення кислотно-основний буферність грунтів. Саме тому ми поставили перед собою завдання:
* Експериментально визначити можливий вихід алюмінію і заліза з діятимуть при різних значеннях pH розчину витягу,
* Дослідити здатність до адсорбції катіонів з розчину і пов'язане з нею буферна дія породи.
Для розрахунку відносного виходу досліджуваних елементів у розчин необхідні дані про їх валовому вмісті в породі, і на початку був визначений хімічний склад досліджуваних зразків діятимуть.
У ході експериментів були отримані дані, що відображають взаємодію різних компонентів діятимуть (твердої фази) з катіонами розчину витягу. Відстежувалися наступні параметри: pH розчину витяги, pH соляної витяжки (фільтрату), концентрації іонів Al3 + і Fe3 +. На основі отриманих експериментальних даних розраховувалися показники відносного виходу алюмінію і заліза в розчин.
2.2. Матеріал і методи дослідження
Матеріалом для дослідження послужив діатоміт, що добувається на першій ділянці Інзенської родовища Ульяновської області (його світла різниця).
Хімічний склад досліджуваного діятимуть був визначений методом рентгеноспектрального аналізу, який використовується для визначення макрокомпонентів. Він заснований на вимірюванні флуоресцентного випромінювання визначаються елементів у пробі, приготовленої сплавом з тетраборат літію при t = 1150 °.
У ході експериментів проводилося фотоколориметричним визначення іонів Al3 + і Fe3 + в досліджуваних розчинах. В основі методу лежить утворення забарвлених комплексних сполук солями алюмінію і тривалентного заліза з речовинами-барвниками. Інтенсивність забарвлення вимірюється оптичною щільністю D, яка у свою чергу визначається змістом досліджуваних речовин у розчинах. Для вимірювання оптичної щільності був задіяний фотоелектроколориметр КФК-2. Визначення концентрацій алюмінію і заліза здійснювалося методом побудови градуювальних графіків. Він припускає приготування розчинів шкали порівняння з відомими концентраціями цих елементів, визначення їх оптичної щільності та побудова на основі отриманих даних калібрувальних кривих. Вони дають можливість, знаючи величину D, встановити значення CAl3 + або CFe3 +.
Фотоколориметри є одним з найбільш чутливих і широко використовуваних методів визначення металів у природних водах і грунтових розчинах. Зміст Al3 + визначалося за стандартною методикою з ксіленоловим помаранчевим [32, 231], Fe3 + - сульфосаліціловим методом. [34, 96].
Вимірювання рН досліджуваних розчинів проводилося потенціометричним методом. Для цього використовували лабораторний рН-метр ЛПУ-01 з хлорсеребряного і скляним електродами відповідно в якості електрода порівняння та вимірювального електрода.
Обладнання та реактиви
Експерименти проводилися з використанням наступного лабораторного обладнання:
* Аква дистилятори ДЕ-4-2;
* Апарат для встряхівавнія АВУ-6с;
* Ваги аналітичні;
* Ваги лабораторні равноплечіе 2 класу ВЛР-200;
* Ваги торсіонні ВТ-500;
* Колориметр фотоелектричний концентрований КФК-2;
* Кювети просвічує з товщиною шару 1 см;
* Лабораторний рН-метр ЛПУ-01;
* Шафа витяжної;
* Шафа сушильно-стерілізаціоннний ШСС-80п;
* Штатив лабораторний ШЛ-02;
* Електропечі опору, камерна лабораторна СНОЛ-1, 6.2,5 111ІЗ;
та реактивів:
* Алюміній металевий х.ч. (ГОСТ 13736-68)
* Аміак водний ч.д.а.
* Железоаммонийні галун ч.
* Калій фосфорнокислий однозаміщений ч.
* Калій хлористий х.ч.
* Калій щавелекіслий ч.
* Кислота аскорбінова х.ч.
* Кислота сірчана ч.д.а. (? = 1,83)
* Кислота соляна ч.д.а. (? = 1,19)
* Кислота сульфосаліціловая х.ч.
* Кислота оцтова, крижана х.ч.
* Ксіленоловий помаранчевий ч.д.а.
* Натрій фосфорнокислий двозаміщений ч.
* Натрій тетраборнокислий ч.
2.3 Методики проведення експериментів
1. Нами була розроблена методика визначення виходу алюмінію і заліза з діятимуть залежно від рН розчину витягу.
Д. С. Орловим було показано, що при трансформації поверхневих шарів кристалічної решітки алюмосилікатів і розчинення мінералів гідроксиду заліза в розчині з'являються разом з простими іонами Al3 + і Fe3 + гідроксокомплекси змінної основності [36, 28]. Концентрація та форми сполук алюмінію і заліза регулюються головним чином ступенем кислотності або лужності розчину [28, 126]. Їх склад і роль в грунтово-хімічних процесах ще недостатньо вивчені, тому ми вважали за потрібне визначати вихід алюмінію і заліза з діятимуть за концентрацією простих іонів, для яких розроблено ряд стандартних методик.
Щоб придушити реакції гідролізу цих елементів в якості розчину вилучення був узятий 1 М розчин KCl - нейтральної солі, повністю дисоціюють на іони в розчині і не що впливає на його реакцію. Потрібні значення рН розчину встановлювалися за допомогою сільноразбавленних розчинів соляної кислоти та аміаку.
Для проведення дослідів бралися наважки порошку нативного діятимуть і діятимуть, прожарену в муфельній печі при 850 ° С протягом 4 годин, масою 10 г. Зважування проводилося на лабораторних вагах ВЛР-200. Навіски поміщали в 50 мл розчину з вимірюються рН. Досвідченим шляхом було встановлено, що рН суспензії встановлюється приблизно протягом півгодини, ця цифра і була обрана в якості часу експозиції tекс. Через 0,5 години постійного перемішування з використанням апарату для струшування досліджувану суспензію пропускали через паперовий фільтр, потім визначали рН фільтрату і концентрації іонів Al3 + і Fe3 +
(С Al3 + і С Fe3 +).
За даними валового хімічного складу розраховувалися показники відносного виходу алюмінію і заліза з діятимуть (у перерахунку
на 100 г породи і в масових відсотках).
2. Крім того, в серії дослідів досліджувався поглинання нативним діятимуть алюмінію з розчину AlCl3 і вплив порошку на значення рН розчину. Розчин солі готувався як один з робочих розчинів порівняння за методикою визначення алюмінію з ксіленоловим помаранчевим [32, 231]
(з 1 М розчином KCl як розчинник для запобігання гідролізу). Концентрація Al3 + в ньому склала 0,0086 мг/см3. Підкислити і подщелачівая вихідний розчин за допомогою сільноразбавленних розчинів соляної кислоти та аміаку, ми отримали серію розчинів витягу з відомими значеннями рН і концентрації алюмінію.
Співвідношення маса порошку/об'єм розчину і час експозиції - ті ж, що при визначенні виходу алюмінію в залежності від рН розчину витягу. Пропустивши досліджувану суспензію через паперовий фільтр, проводили визначення рН фільтрату і концентрації в ньому іонів Al3 +
(С Al3 +).
Визначення вмісту алюмінію в досліджуваних розчинах
Алюміній у розчині утворює комплекс з ксіленоловим помаранчевим яскраво-червоного кольору., Тому CAl3 + визначається за інтенсивністю фарбування, що виникає при додатку до аналізованої пробі розчину цього барвника. Щоб усунути заважає вплив іонів Fe3 +, які також здатні реагувати з ксіленоловим помаранчевим, перед фарбуванням розчину до нього доливають розчин аскорбінової кислоти, відновлювальної залізо до тривалентного стану. Інтенсивність забарвлення вимірюється оптичною щільністю D, яка у свою чергу визначається концентрацією Al3 + у розчинах. Для вимірювання оптичної щільності використовують фотоелектроколориметр КФК-2.
Попередньо готують і фарбують робочу шкалу розчинів порівняння для побудови калібрувальною кривою, що відбиває залежність оптичної щільності розчину від вмісту в ньому алюмінію.
Оригінальний зразковий розчин алюмінію з СAl3 + 0,1 мекв/см3
(0,9 мг/см3), необхідний для приготування зразкових розчинів, запасний забарвлює розчин і розчин аскорбінової кислоти готують за методикою визначення алюмінію з ксіленоловим помаранчевим [32, 231].
Приготування зразкових розчинів алюмінію:
а) вихідного: 0,450 г металевого алюмінію, зваженого з точністю 0,001 г, поміщають в мірну колбу місткістю 500 см3. Туди ж доливають 10 см3 розбавленої соляної кислоти. Колбу закривають клапаном Бунзена і після припинення бурхливого виділення водню ставлять на киплячу водяну баню до повного розчинення алюмінію. Потім колбу з розчином охолоджують і додають 37,5 г хлористого калію. Об'єм розчину доводять до мітки дистильованою водою і перемішують. Отриманий розчин містить 0,1 мекв/см3 (0,9 мг/см3) алюмінію у вигляді іона Al3 + і може зберігатися в склянці з притертою кришкою протягом одного місяця.
б) робітника: беруть 25 см3 вихідного зразкового розчину, доливають в мірну колбу на 250 см3, доводять об'єм до мітки 1 М розчином KCl. Концентрація Al3 + в отриманому розчині 0,09 мг/см3.
Приготування шкали зразкових розчинів алюмінію.
Робочу шкалу розчинів порівняння готують у мірних колбах місткістю 100 см3, відбираючи мірної піпеткою наступні обсяги робочого зразкового розчину, зазначені в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1
Приготування шкали зразкових
розчинів алюмінію
№ розчину
1
2
3
4
Об'єм робочого розчину, мл
0
4
12
24
З Al3 +, мг/см3
0
0,0036
0,0108
0,0216

Вміст колб доводять 1 М розчином KCl до мітки і ретельно перемішують.
Приготування офарблюючих розчинів:
а) запасного: у невеликій кількості дистильованої води розчиняється 10.9 г уксуснокислий натрію, зваженого з похибкою не більше 0.1 м. Отриманий розчин заливають в колбу на 1000 мл, додають 500 мл дистильованої води і 58 мл концентрованої оцтової кислоти і перемішують. Потім додають розчинені у воді 0.4 г ксіленолового оранжевого, зваженого з похибкою не більше 0,01 г і доводять дистильованою водою до позначки.
б) робітника: він готується за допомогою розведення запасного забарвлюючого розчину в 5 раз дистильованою водою.
Робочий забарвлює розчин і 0,02% розчин аскорбінової кислоти готують безпосередньо в день проведення дослідів.
Реактиви:
1. алюміній металевий;
2. калій хлористий, 1М розчин;
3. аскорбінова кислота, 0,02% - ий розчин;
4. кислота соляна, розведений (3:2) розчин;
5. робочий зразковий розчин алюмінію з CAl3 + 0,01 мекв/см3;
6. робочий забарвлює розчин з ксіленоловим помаранчевим;

Хід визначення
До 2 см3 фільтрату додають 15 см3 розчину аскорбінової кислоти (реактиву 3) і вміст перемішують. Потім додають 15 см3 забарвлюючого розчину (реактиву 6) і знову перемішують. Сталий фарбування настає не раніше ніж через 2 години після його приросту.
По закінченні цього часу проводять фотометрірованіе досліджуваного розчину в кюветі з товщиною просвічує шару 1 см щодо шкали розчину порівняння № 1 при? = 540 нм.
Приготування і фарбування, а потім і фотометрірованіе робочої шкали розчинів порівняння проводиться за аналогічною схемою: 2см3 розчину з шкали зразкових розчинів 15 см3 реактиву 3 +15 см3 реактиву 6. Отримані значення D наносять на графік проти відповідних концентрацій алюмінію в мг/см3, і на основі цих даних будується калібрувальна крива, по якій і визначається CAl3 + в фільтрату.
Похибка вимірювання оптичної щільності на КФК-2 становить 0,5% (± 0,005).

Визначення вмісту заліза і в досліджуваних розчинах
Сульфосаліціловая кислота утворює з солями заліза забарвлені комплексні сполуки, причому в слабокислою середовищі вона реагує тільки з іонами Fe3 + (червоне забарвлення). Концентрація железа (III) в фільтрату визначається за інтенсивністю фарбування, що виникає при додатку до аналізованої пробі розчину цього барвника. Інтенсивність забарвлення вимірюється оптичною щільністю D, яка у свою чергу визначається концентрацією Fe3 + у розчинах. Для вимірювання оптичної щільності використовують фотоелектроколориметр КФК-2.
Слабокисла реакція в досліджуваній пробі створюється за допомогою розведених розчинів соляної кислоти та аміаку.
Попередньо готують і фарбують робочу шкалу розчинів порівняння для побудови калібрувальною кривою, що відбиває залежність оптичної щільності розчину від вмісту в ньому заліза.
Стандартний розчин заліза з СFe3 + 0,1 мг/см3, необхідний для приготування зразкових розчинів, готують відповідно до методики визначення вмісту заліза тривалентного сульфосаліціловим методом [34, 96].
Готування стандартних розчинів заліза:
а) запасного: розчиняють 0.8634 г залізо-амонійних квасцов
Fe (NH4) (SO4) 2 (12 H2O в мірної колбі місткістю 1 л, у невеликій кількості дистильованої води, додають 10 мл міцної сірчаної кислоти і доводять об'єм розчину до мітки; 1 мл розчину містить
 0.1 мг Fe.
б) робітника: 50 мл запасного стандартного розчину розбавляють до 1 л дистильованою водою, щоразу готують свіжий розчин; 1 мл розчину містить 0.005 мг заліза.

Приготування шкали стандартних розчинів заліза.
У мірні колби ємністю 50 мл відміряють від 0 до 20 мл робочого стандартного розчину заліза і доводять обсяги дистильованою водою до позначки.

Реактиви:
1. аміак, розведений (2:3) розчин;
2. кислота соляна, розведений (3:2) розчин;
3. робочий стандартний розчин заліза з CFe3 + 0,005 мг/см3;
4. сульфосаліціловая кислота, 10%-ий розчин;
  Хід визначення
У колбу ємністю 50 мл наливають 20 мл аналізованого розчину, потім додають піпеткою 2 мл розчину сульфосаліціловой кислоти і, в залежності від рН фільтрату, розчин соляної кислоти або аміаку; потім вміст колби ретельно перемішують. Через 10 хв оптичну щільність пофарбованого розчину вимірюють за допомогою КФК-2 на довжині хвилі? = 536-540 нм.
Приготування і фарбування, а потім і фотометрірованіе робочої шкали розчинів порівняння проводиться за аналогічною схемою: 20см3 стандартного розчину + розчин сульфосаліціловой кислоти та інші реактиви. Отримані значення D наносять на графік проти відповідних концентрацій заліза в мг/л, і на основі цих даних будується калібрувальна крива, по якій визначають зміст тривалентного заліза в фільтрату. Якщо значення оптичної щільності досліджуваного розчину виходить за межі, позначені на графіку, пробу слід розбавити і провести повторне фотометрірованіе.
Похибка вимірювання оптичної щільності на КФК-2 становить 0,5% (± 0,005).
Таблиця 2.4
Залежність оптичної щільності розчинів порівняння від концентрації іонів Fe3 +
№ розчину
1
2
3
4
5
З Fe3 +, мг/л
0
0,5
1,0
1,5
2,0
D
0
0,014
0,030
0,035
0,050
Визначення значення рН досліджуваних розчинів
У всіх перерахованих вище дослідах разом з визначенням концентрацій іонів Al3 + і Fe3 + в досліджуваних розчинах вивчався вплив порошку діятимуть на реакцію розчину. Проводилося вимір значень рН розчинів вилучення та фільтратів потенціометричним методом, і потім обчислювалося? РН за формулою:
? рН = рНісх-РНФ, де рНісх - значення рН розчину витягу,
РНФ - значення рН фільтрату.
Заміри рН проводилися з використанням лабораторного рН-метра ЛПУ-01 з хлорсеребряного і скляним електродами відповідно в якості електрода порівняння та вимірювального електрода.
Потрібне значення рН розчину вилучення в діапазоні від 1 до 13 встановлювалося шляхом додавання до 1 М розчину хлористого калію розведених розчинів соляної кислоти або аміаку.
Налаштування рН-метра проводилася за буферних розчинів з рН 1.68 (0,05 М розчин тетраоксалата калію), 6,86 (0,025 М розчин калію фосфорнокислого однозаміщений і 0,025 М розчин натрію фосфорнокислого двозаміщений) і 9,18 (0,01 М розчин натрію тетраборнокислий).
Похибка вимірювання рН:
в діапазоні рН 2-14 - ± 0,04
в діапазоні рН -2-14 - ± 0,40


2.4 Результати досліджень і обговорення
 Валовий хімічний склад досліджуваного діятимуть
За даними рентгеноспектрального аналізу діатоміт Інзенської родовища, що став матеріалом для наших досліджень, має хімічний склад, наведений у таблиці 2.5.
Таблиця 2.5
Хімічний склад діятимуть Інзенської родовища Ульяновської області
Зміст, у% на суху породу.

У порівнянні з цифрами, наведеними в літературі, ця партія характеризується підвищеним вмістом кремнезему (90,2% проти 88,15% за даними У. Г. Дістанова; див. таблицю 1.1). Зміст полуторних окислів - в межах середнього.
Спираючись на дані про вміст глинистого матеріалу в породі, що наводяться У. Г. Дістановим та іншими авторами [25, 27], можна вважати ці цифри непрямим підтвердженням високого вмісту опалового кремнезему в породі.
На основі отриманих даних було розраховано, що в 100 г діятимуть в середньому міститься 2,83 г Al і 1,127 г Fe.
 Вихід алюмінію з діятимуть залежно від значення рН розчину вилучення
А) У ході серії експериментів було встановлено, що нативний діатоміт стає джерелом алюмінію тільки при рН розчину вилучення менше 5,72 (± 0,04) (інтервал значень рНісх 1 - 10), а зі зменшенням значення рН вихід алюмінію в розчин зростає.
В) Для діятимуть, прожарену при 850 ° С, поява Al3 + в розчині зазначалося при рН
Дані, що відображають залежність CAl3 + в фільтраті від рН розчину витяги, наведені в таблицях 2.6 і 2.7 і відображені на графіках, представлених на рисунках 2.1 і 2.2.

У породі Al2O3 знаходиться у зв'язаному стані в складі кристалічної решітки глинистих мінералів - гідрослюд і монтморіллоніта.
Численні дослідження механізму взаємодії шаруватих алюмосилікатів з протонами показують, що багато хто з них практично неможливо отримати в моноіонной Н +-формі, так як вони мимоволі і негайно стають насиченими Al [36, 98], тобто в них він займає обмінні позиції і здатний переходити в розчин.
Д. С. Орлов, Т. А. Соколова та ін пояснюють цей факт руйнуванням кристалічної решітки мінералів в ході реакцій протонірованія (див. рис. 1.8.). При дії на кристалітів кислих водних розчинів (в природі або лабораторії) катіони підстав Mex + витісняються і заміщуються на іони H +. У першу чергу протони реагують з гідроксильних груп октаедричні шару, що знаходяться на її бічних відколах. Але, маючи достатньо малий радіус, вони порівняно легко мігрують всередину кристалічної решітки, а також можуть взаємодіяти з ОН-групами, розташованими «на дні» гексагональних порожнеч тетраедричних сітки, якщо глинистий мінерал характеризується рухомий гратами. У гідрослюд калій насилу витісняється зі своїх обмінних позицій, зв'язок між пакетами досить міцна, тому при слабо-і среднекіслом рН розчину взаємодію з протонами обмежена поверхневими шарами кристалічної решітки.
У результаті таких реакцій іон Al3 +, який займав центральну позицію в алюмогідроксільном октаедра, перетворюється на іон Al (OH) 2 + або Al (OH) 2 +. Структура октаедра порушується, і іони алюмінію набувають здатність до обміну. Завдяки надлишку іонів H + і Cl? в розчинах вилучення весь алюміній переходить у форму простого іона Al3 +, і катіони K + витісняють його в розчин.
Лабораторні експерименти та польові дослідження показали, що насичення грунтового поглинаючої комплексу обмінним алюмінієм і розвиток процесу подзолообразованія пов'язані з руйнуванням алюмосилікатів навіть при слабокислою реакції грунтового розчину [28, 140]. У результаті виснаження буферної ємності грунтів і зниження рН до величини менше 4,2 кількість рухомого алюмінію різко зростає [4, 23], в тому числі і за рахунок вищеописаних процесів. Оскільки наші дослідження показали значне зростання CAl3 + в фільтрату при 15,72 не відзначалося його вилуговування з породи, що також узгоджується з літературними даними про поведінку алюмінію в грунті.
При прожарюванні діятимуть відбувається часткове руйнування алюмосилікатів і перехід Al2O3 в неактивний стан: він включається до складу силікатної плівки на поверхні частинок, стійкої до впливу протонів [20, 45]. Тому вихід алюмінію з термоактівірованного діятимуть відзначався при меншому, ніж для нативного діятимуть рН.
Вихід заліза з діятимуть залежно від значення рН розчину вилучення
А) Вихід заліза з нативного діятимуть також відзначалося тільки при кислу реакцію розчину вилучення (17 - 8 розчинність кремнезему починає помітно зростати [3, 66]. Як показано Р. Айлером, реакції гідратації і деполімеризації відбуваються за участю гідроксил-іонів (див. рис . 1.3), але при рН10, 7 кремнезем весь розчиняється з утворенням силікат-іонів, що призводить до зниження концентрації гідроксил-іонів в розчині витягу.
При термічній активації відбувається часткова дегідратація гідрофільних силанольних поверхні аморфного кремнезему і для її регідратації потрібно багатоденне витримування зразків у нейтральному водному розчині [3, 915]. Це значно послаблює буферна дія Опалової складової діятимуть, прожарену при 850 ° С. Часткове руйнування алюмосилікатів знижує адсорбцію протонів з їх участю і змінює значення показників виходу заліза й алюмінію. У цілому діатоміт, пропечений при 850 ° С, має менш вираженим буферним дією в порівнянні з нативним.
Вплив порошку нативного діятимуть на концентрацію Al3 + в розчині AlCl3 в залежності від значення рН розчину вилучення
У присутності порошку нативного діятимуть відбувалося помітне зниження концентрації алюмінію в розчині AlCl3 c вихідної CAl3 + 0,0086 мг/см3 і встановленими значеннями рН:
* РНісх 1,4-4,9 - відзначалося значне зменшення вмісту алюмінію в фільтраті в порівнянні з розчином вилучення аж до CAl3 + = 0 при рН 4,9;
* РНісх 4,9-12,4 - було зафіксовано присутність іонів Al3 + в досліджуваних розчинах, з максимальною концентрацією 0,0038 мг/см3 при рН 8,29;
* РНісх 12,38 - CAl3 + в фільтраті дорівнює нулю.
Підвищення концентрації досліджуваного іона в фільтраті по срав-
ненію з розчином вилучення відзначалося лише при рН
Дані, що відображають вплив нативного діятимуть на значення CAl3 + в фільтраті в залежності від рН розчину витяги, наведені в таблиці 2.17 і відображені на графіку, наведеному на малюнку 2.12.

Таблиця 2.17
Вплив нативного діятимуть на значення CAl3 + в фільтраті в залежності від значення рН розчину вилучення:

Різке зменшення концентрації досліджуваного іона в фільтрату при рНісх
Ульріхом [48, 708] було показано, що при рН 4,2-5,0 витіснення Al з кристалічних граток мінералів супроводжується утворенням полімерних аквагідроксокомплексов алюмінію, що займають їх обмінні позиції. Можна припустити, що цим пояснюється зниження поглинання діятимуть іонів Al3 + з розчину при рНісх 4,90-8,29. До того ж подщелачіваніе розчину вилучення сприяє активізації гідролізу, а що утворюються в розчині катіони Al (OH) x3-x не можна визначити з обраної нами методикою. При більш лужної реакції середовища весь алюміній розчину переходить у форму комплексних іонів змінної основності і активно поглинається порошком діятимуть.

Список літератури.

1. Айлер Р. Колллоідная хімія кремнезему і силікатів: Пер. з англ. -
- М.: Госстройіздат, 1959. - 288 с.
2. Айлер Р. Хімія кремнезему: Пер. з англ. В 2-х частинах, ч.1 -
- М.: Світ, 1982. - 416 c.
3. Айлер Р. Хімія кремнезему: Пер. з англ. В 2-х частинах, ч. 2 -
- М.: Світ, 1982. - 706 c.
4. Антонова Н. Б. Міжнародний проект «Хімічна бомба уповільненої дії»// Проблеми навколишнього середовища і природних ресурсів. Вип. 2. - М.: ВИНИТИ, 1995. - С. 20 - 32.
5. Боброва Е. К., Бобров А. А. мінеральні новоутворення діоксиду кремнію в рослинах і грунті// Мінералогія і життя: біомінеральние взаємодії. - Сиктивкар: Ін-т геології Комі, 1996. - С. 50.
6. Биков В. Т. структура та адсорбційні властивості природних сорбентів// Природні сорбенти/Отв. ред. В. Т. Биков. - М.: Наука, 1967. - 187 с.
7. Вернадський В. В. біогеохімічна роль алюмінію та кремнію в грунтах// Праці з біогеохімії та геохімії грунтів. - М.: Наука, 1992. - 437 с.
8. Власов В. В., Дістанов У. Г. Про склад кремнезему крем'янистих порід палеогену Середнього Поволжя// Доповіді АН СРСР. Т. 128. - № 6. -
 - 1959. - С. 114 - 116.
9. Воронков М. Г. та ін Кремній і життя: біохімія, фармакологія та токсикологія сполук кремнію./М. Г. Воронков, Г. І. Зелчан,
Е. Я. Лукевіц. - Рига: Зінанте, 1978. - 587 с.
10. Воронков М. Г., Кузнєцов І. Г. Земна кремниевая життя// Хімія і життя. - 1984. - № 12. - С. 95 - 99.
11. Воронков М. Г., Кузнєцов І. Г. Кремній в живій природі. - Новосибирск: Наука, 1984. - 157 с.
12. Геологія та корисні копалини мезо-кайнозойських відкладень Ульяновської області/Под ред. А. П. Дедкова. - Казань, 1964. -334 С.
13. Грег С., Сінг К. Адсорбція, питома поверхня, пористість:
Пер. з англ. - М.: Світ, 1984. - 310 с.
14. Дістанов У. Г. Геолого-промислові типи родовищ осадових порід крем'янистих СРСР. Критерії їх прогнозу і пошуків// походжу-
деніе та практичне використання крем'янистих порід:
Сб ст. АН СССР/Отв. редактори В. М. Холодов, В. І. Седнецкій. -
- М.: Наука, 1987. - С. 157 - 167.
15. Добровольський В. В. Основи біогеохімії: Учеб. посібник для геогр., біол., с-х. спец. вузів. - М.: Вища школа, 1998. - 413 с.
16. Єрмолаєв А. А. Кремній в сільському господарстві. - М.: Лінфен, 1992. - 256 с.
17. Жузе А. П. крем'янисті опади у сучасних озерах.// Геохімія кремнезему: Сб. ст. АН СССР/Отв. ред. Н. М. Страхов. -
- М.: Наука, 1966. - С. 301 - 314.
18. Іванов І. А. Діатомові земля Ульяновської області// Вісник Середнього Поволжя. - 1925. - № 8 - 9. - С. 137 - 144.
19. Використання сполук кремнію в сільському господарстві/В. М. Дьяков,
 В. В. Матиченков, В. А. Чернишов, Я. М. Аммосова// Актуальні питання хімічної науки і технології та охорони навколишнього середовища. Вип. 7. - М.: НІІТЕХІМ, 1990. - 32 с.
20. Каглер М., Воборскій Я. Фільтрування пива. -
 - М.: Агропромиздат, 1986. - 279 с.
21. Каледа Г. А. Основні риси еволюції кременисто опадонакопичення// Геохімія кремнезему: Сб. ст. АН СССР/Отв. ред. Н. М. Страхов. -
- М.: Наука, 1966. - С. 369 - 385.
22. Кельце Н. В. Основи адсорбційної техніки. М.: Хімія, 1984. - 512 с.
23. Кнорре Д. Г., Крилова Л. Ф., Музикантів В. С. Фізична хімія: Підручник для біол. ф-тів університетів та пед. вузів. - 2-е изд., Испр. і доп. - М.: Вища школа, 1990. - 416 с.
24. Ковда В. А. біогеохімія грунтового покриву/Отв. ред. О. В. Зонн. -
 - М.: Наука, 1985. - 263 с.
25. Крем'янисті породи СРСР/Отв. ред. У. Г. Дістанов. - Казань: Татарське книжкове видавництво, 1976. - 412 с.
26. Лопаткин А. А. Теоретичні основи фізичної адсорбції. М.: Изд-во МГУ, 1983. - 344 с.
27. Надольский О. К. діятимуть, трепелу і опоки Ульяновської області// Краєзнавчі записки Ульяновського краєзнавчого музею. Вип 2. -
- 1958. - С. 319 - 329.
28. Орлов Д. С. Хімія грунтів. - М.: Изд-во МГУ, 1992. - 400 с.
29. Оспанова Н. К. Нескелетное і скелетне біомінералообразованіе в історії Землі// Мінералогія і життя: біомінеральние взаємодії .. - Сиктивкар: Ін-т геології Комі, 1996. - С. 58.
30. Петров В. П. Практичне значення крем'янистих гірських порід// проис-
ходіння та практичне використання крем'янистих порід:
Сб ст. АН СССР/Отв. редактори В. М. Холодов, В. І. Седнецкій. -
 - М.: Наука, 1987. -168 - 172 с.
31. Грунтознавство/І. С. Каурічев, Н. П. Палос, І. Н. Розов и др.;
Под ред. І. С. Каурічева. - 4-е изд., Перер. і доп. -
 - М.: Агропромиздат, 1989. - 716 с.
32. Практикум з агрохімії/Б. А. Ягодин, І. П. Дерюгин, Ю. П. Жуков та ін; Під ред. Б. А. Ягодина. - М.: Агропромиздат, 1977. - 512 с.
33. Рохов Ю. Д. Світ кремнію: Пер. з англ. - М.: Хімія, 1990. - 147с.
34. Керівництво по хімічному та технологічному аналізу води. -
- М.: Стройиздат, 1973. - 273 с.
35. Симонов Г. А. Органо-мінеральні комплекси грунтів - проблеми діагностики// Мінералогія і життя: біомінеральние взаємодії. - Сиктивкар: Ін-т геології Комі, 1996. - С. 62 - 63.
36. Соколова Т. А. Хімічні основи меліорації кислих грунтів. -
- М.: Изд-во МГУ, 1993. - 180 с.
37. Соколова Т. А., Дронова Т. Я. Зміна грунтів під впливом кислотних випадінь. - М.: Изд-во МГУ, 1993. - 64 с.
38. Тарасевич Ю. И. Високодисперсні мінеральні адсорбенти// Журнал Всесоюзного хімічного товариства. - 1989. - № 2. - С. 61 - 69.
39. Хімічні основи буферність грунтів/Т. А. Зоколова, Г. В. Мотузова, Т. Д. Обухівська. - М.: Изд-во МГУ, 1991. - 108 с.
40. Хмельницький Р. А. Фізична та колоїдна хімія: Підручник для с.-г. Cпец. вузів. - М.: Висш. шк., 1988. - 400 с.
41. Холодов В. Н. Еволюція кремненакопленія в історії Землі// Походження та практичне використання крем'янистих порід:
 Сб ст. АН СССР/Отв. редактори В. М. Холодов, В. І. Седнецкій. -
- М.: Наука, 1987. - С. 31 - 49.
42. Шуменко С. І. Роль біогенного фактора в кремненакопленіі// Походження та практичне використання крем'янистих порід:
Сб ст. АН СССР/Отв. редактори В. М. Холодов, В. І. Седнецкій. -
- М.: Наука, 1987. - С. 61 - 72.
43. Diatoms// http://silicasecchidisk.conncoll.edu/
44. Diatoms industrial use: diatomaceous earth as an insecticide// http://hjs.geol.uib.no/diatoms/
45. Hench L., West J. The sol - gel process// Chem. Rev. - 1990. - V. 90. -
- P. 33 - 72.
46. Kemp A., Pearce R., Koizumi I. The role of mat-forming diatoms in the formation of Mediterranean sapropels// Nature. - 1999. - V. 398. -
- P. 57 - 60.
47. Tracy A. Willareal, Cynthia Pilskan, Mark Brzezinski. Upward transport of oceanic nitrate by migrating diatom mats// Nature. - 1999. - V. 397. -
 - P. 423 - 424.
48. Ulrich B. Natural and anthropogenic components of soil acidification// Leit. Pflanzenern. Bodenkunde. - 1986. - V. 149. - P. 707 - 717.