Гуминовые кислоты. Аналитическое исследование гуминовых кислот

Гуминовые кислоты (ГК) - это смесь слабых органических кислот алифатического и ароматического ряда, которые не растворимы в воде в нейтральной и кислой среде, но растворимы в растворах щелочей. ГК состоят из той фракции гуминовых веществ, которая осаждается из щелочных водных растворов при снижении рН ниже 2. ГК рассматриваются как гибкие линейные полимеры с поперечными связями, существующие в виде случайных клубков. В среднем 35% массы ГК представлена ароматическими радикалами, в то время как оставшаяся часть находится в форме алифатических цепей. Молекулярная масса ГК находится в диапазоне от 10000 до 100000Д .ГК легко образуют соли с неорганическими микроэлементами. Анализ экстрактов, извлеченных из природных ГК, показал присутствие более чем 60 различных микроэлементов, связанных в формы, которые могут использоваться различными растительными и живыми организмами.

Аналитическое исследование гуминовых кислот имеет более чем 200-летнюю историю, однако важнейшие вопросы их происхождения и строения не решены до сих пор. Дело в том, что синтез высокомолекулярных органических соединений в живых организмах осуществляется с помощью генетического кода и приводит к структурам, которые можно идентифицировать как индивидуальные соединения. Синтез гуминовых кислот идет путем естественного отбора структур, способных приобретать устойчивость в корнеобитаемых слоях почвы и создавать необходимые экологические условия роста и развития растений и почвенной биоты. Важнейшую роль в оптимизации структуры ГК играет обратная связь с микроорганизмами. Сложность и многофакторность механизмов образования гуминовых кислот обуславливает многообразие и высокую полидисперсность молекулярных структур. Поэтому все попытки представить структурную формулу гуминовой кислоты (например, структура на рис. 2) позволяют говорить лишь о более или менее удачных моделях.

Более полную информацию о фрагментарном составе гуминовых кислот можно получить, используя данные спектроскопии ЯМР ¹³ С. Наиболее интересны в данной области работы проф. Г.А. Калабина [2]. Г.А. Калабиным совместно с нами был проделан сравнительный анализ гуминовых кислот, выделенных из леонардита, который позволил нам обосновать выбор месторождения для производства гуматов высшего качества. Данные, представленные в таблице 2 показывают, что гуминовые кислоты этого месторождения наиболее насыщены кислородсодержащими функциональными группами, определяющими биологическую активность гуматов (кетонами, карбоксилами, хинонами, фенольными гидроксилами и сложными эфирами).

Таблица 2

Сравнительный анализ структурных параметров гуминовых кислот из леонардита