пни значительное количество ионов водорода и алюминия. К таким почвам от носятся прежде всего красноземы, подзолистые и некоторые другие.
Как показали многочисленные исследования, важнейшие свойства почвы—• водопроницаемость, влагоемкость, набухаемость, липкость, связность, структу ра, pH почвенного раствора — находятся в прямой зависимости от состава по глощенных катионов. Причем, адсорбированные катионы могут изменять пло дородие почвы не только путем изменения ее водно-физических и физико-хими ческих свойств, но, как впервые показал К. К. Гедройц, оказывают непосредст венное влияние на рост и развитие культурных растений. Так полное насыщение почвенного поглощающего комплекса ионами Na + , К + и Mg2+ приводит к гибе ли растений. Наличие этих ионов в небольшом количестве в поглощенном комп лексе, наоборот, весьма благоприятно сказывается на росте и развитии расте ний. Насыщение почвенного поглощающего комплекса такими ионами, как Ва24-, Ni2+ , Со2+ или Си2+ , оказалось ядовитым для всех сельскохозяйственных культур.
Катионы, адсорбированные почвой, легко вступают в обменные реакции с другими катионами почвенного раствора. Именно благодаря этому явлению состав адсорбированных почвой катионов изменяется.
Адсорбция коллоидами почв анионоз носит несколько иной характер. Как показали исследования, поглощение анионов зависит от состава почвенных кол лоидов, реакции среды, величины электрокинетического потенциала коллоидов, а также от особенностей самих анионов. Ряд анионов — такие, как NOg", С1~ — почвой не поглощаются. В силу этого они свободно передвигаются в почве вместе с почвенной влагой. Вообще чем выше зарядность аниона, тем больше его способ ность поглощаться почвой, например анион фосфорной кислоты POJ сравнитель но легко поглощается почвой.
Поглощение анионов почвой в значительной степени зависит от состава по чвенных коллоидов. Опыт показывает, что чем больше в почве содержится гли нистых минералов и аморфных полуторных оксидов, тем больше ионов она спо собна поглотить.
Реакция среды также оказывает свое влияние на величину поглощения анио нов почвой. Как правило, подкисление способствует большому поглощению анио нов, подщелачивание вызывает ослабление поглощения анионов. Например, по глощение фосфат-иона в подзолистой почве увеличивается в шесть раз при под кислении раствора с pH 7,3 до pH 3,5. В слабокислых, нейтральных и щелочных почвах адсорбция анионов P O J - происходит с образованием нерастворимых или малорастворимых фосфатов кальция, железа и алюминия. Таким образом, про цесс поглощения почвой анионов, в отличие от процесса поглощения катионов, происходит с образованием в ряде случаев химических соединений и потому чаще всего является необратимым.
Такое важное свойство почвы, как ее буферность, также определяется свой ством ее коллоидов. Появляющиеся в почвенном растворе кислота или щелочь тотчас же вступают во взаимодействие с почвенными коллоидами как наиболее активной частью твердой фазы почвы. В результате взаимодействия часть кисло ты или щелочи исчезает из раствора, т. е. нейтрализуется, следовательно, сдвиг
реакции ослабляется.
Не все почвы обладают одинаковым буферным действием. Так, глинистые почвы более тяжелого механического состава, богатые коллоидами, обладают наибольшим буферным действием. Очень малым буферным действием обладают почвы легкого механического состава, содержащие к тому же мало гумусовых веществ.
§ 138. Коллоидно-химические свойства протоплазмы
Основным содержанием любой живой клетки является протоплазма — весь ма сложная комплексная система, богатая водой и состоящая из ряда органиче ских соединений. Главная роль в протоплазме принадлежит, безусловно, белкам, которые связаны с другими органическими соединениями, в первую очередь с ли поидами, нуклеиновыми кислотами, гликогеном и др. Как показали многочис ленные исследования, протоплазма характеризуется гомогенностью, нераствори
— 493 —
мостью в воде, сократимостью, способностью к обратимым изменениям своего состава и вязкости.
По мнению ряда ученых, различные включения, встречающиеся в протоплаз ме живой клетки, не-имеют принципиального значения для жизни и, по сущест ву, являются специальными дифференцировками. Иными словами, в протоплаз
ме могут быть, |
а могут и не быть, гранулы или вакуоли различной |
величины |
и в различном |
количестве. Протоплазма — бесцветное прозрачное |
вещество, |
которое получило специальное название гиалоплазмы.
Согласно современным представлениям, протоплазму следует рассматривать как сложную коллоидную систему, обладающую всеми свойствами и признаками макромолекул в растворе. Исследования, проведенные за последние годы, убеди
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тельно показали, что протоплазма построена по типу сложных коацерватов. |
Как |
|
|
|
|
уже |
отмечалось, |
белки |
|
протоплазмы |
|
|
|
|
представляют |
собой |
сложные |
соедине |
|
|
|
|
ния более |
простых |
белков |
с нуклеи |
|
|
|
|
новыми |
кислотами, |
углеводами, |
|
выс |
|
|
|
|
шими |
|
жирными |
кислотами |
и |
т. д. |
|
|
|
|
Именно |
при |
соединении |
с белком эти |
|
|
|
|
вещества образуют сложные коацер- |
|
|
|
|
ваты, |
из |
которых |
большое |
значение |
|
|
|
|
имеют так называемые внутрикомп- |
|
|
|
|
лексные коацерваты. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Протоплазма живой клетки обла |
|
|
|
|
дает еще одним важным свойством, |
ко |
|
|
|
|
торое сближает ее с коллоидными |
раст |
|
|
|
|
ворами, — это явление тиксотропии. |
|
|
|
|
Тиксотропные |
свойства |
|
протоплазмы |
|
|
|
|
были |
обнаружены |
при |
|
исследовании |
|
|
|
|
разного |
|
рода |
течений |
|
протоплазмы, |
|
Рис. 210. |
Молекулярная сеть (моле |
определением |
вязкости, |
а |
также |
|
пря |
|
кулярный |
цитоскелет |
гналоплазмы): мыми опытами с помощью |
микромани |
|
ч е р н ы е то ч ки и о з б р а ж а ю т м е с т а с ц е п л е н и я |
пуляций. |
Исследования |
показали, |
что |
|
протоплазма стоит на грани между |
|
|
|
|
|
|
|
|
растворимостью |
и |
нерастворимостью |
|
в воде. В |
результате |
этого даже малейшего |
изменения условий |
|
внешнего |
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
внутреннего |
порядка |
. вполне достаточно, чтобы изменить эти |
соотношения |
в пользу растворимости или нерастворимости. |
|
|
|
Таким |
|
образом, |
по |
современным представлениям |
п р о т о п л а з м а |
является |
в е с ь м а |
п о д в и ж н ы м т и к с о т р о п н ы м |
с т у д н е м , |
к о т о р ы й |
л е г к о |
|
м о ж е т п е р е х о д и т ь |
в з о л ь , |
о б л а д а |
ю щ и й |
к о а ц е р в а т н ы м и |
с в о й с т в а м и . |
В |
основе |
этих взаим |
ных превращений лежит |
функциональное состояние клетки. |
|
Однако даже в состоянии золя протоплазма сохраняет пластичность, т. е. свойства твердого тела. Об этом свидетельствуют многочисленные опыты по па дению в жидкой протоплазме посторонних микроскопических частиц. Из курса физики известно, что микроскопические»тела падают в жидкости с постоянной ско ростью (закон Стокса). В протоплазме же подобное падение идет с задержками, толчками, с отклонениями, как будто падающие частицы на своем пути встречают невидимые препятствия. На основании этих фактов был сделан вывод о том, что в протоплазме, даже в состоянии золя, имеется тончайший цитоскелет, основой которого являются вытянутые полипептидные цепи белка. Эти цепи взаимодей ствуют друг с другом своими боковыми цепями, образуют тончайшую сеть, т. е. молекулярный остов протоплазмы (рис. 210).
Основным свойством цитоскелета является его подвижность. При движении протоплазмы большое число точек скрепления боковых цепей полипептидных молекул непрерывно разрывается и вновь восстанавливается. Боковые цепи полипептидных молекул белка могут взаимодействовать друг с другом в точках сцепления путем образования водородных связей или же за счет сил Ван-дер-Ва- альса.
В петлях цитоскелета находятся разнообразные глобулярные белки, моле кулы которых при развертывании сами могут превращаться в скелетные образо-
зания. Внутри цитоскелета находятся и другие органические и неорганические вещества* а также вода. Протоплазма живой клетки представляет собой полифазную коллоидную систему, состоящую из высокомолекулярных соединений, дис пергированных в водной среде.
Однако, в отличие от тел |
неживой природы, характеризующихся |
постоян |
ством состава и формы, |
протоплазма сохраняет свое постоянство в результате |
непрерывно идущих процессов обмена. |
белковых |
«Жизнь, — говорит |
Ф. |
Энгельс, — есть способ существования |
тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном само обновлении химических составных частей этих тел»*. Это положение остается и по сей день неоспоримым, и только исходя из него можно правильно анализи ровать различные биологические явления.
* Ф . Э н г е л ь с . Анти-Дюринг, Политиздат, 1970, стр. 78.
ЛИТЕРАТУРА |
|
|
|
|
Агрохимия. Под ред. |
В. М. К л е ч к о в с к о г о , |
«Высшая школа», 1968. |
А л е ш и н |
С. |
Н. Руководство к практическим |
занятиям по физической |
и коллоидной химии. Изд. |
ТС Х А , 1952. |
|
А ф о н с к и й |
С. |
В. |
Физическая и коллоидная химия. «Советская наука», |
1954. |
|
|
|
|
|
Б а л е з и н |
С. |
А. |
Практикум по физической и коллоидной химии. М., |
Учпедгиз, 1958. |
|
|
|
|
|
Ба л е з и н С. А., П а р ф е н о в Г. С. Основы физической и коллоидной химии. М., Учпедгиз, 1959.
Бе р г А. Л. Введение в термографию. М., Изд-во АН СССР, 1961.
Бр о д с к и й А. И. Физическая химия, т. I и II. Госхимиздат, 1948.
Бу л а н к и н И. Н. Физическая и коллоидная химия (курс лекций для
биологов). Изд. Харьковского ун-та, 1957. |
|
|
|
|
|
|
Б у л л |
Г. |
Б. |
Физическая биохимия. М., ИЛ, 1949. |
|
|
|
В о з б у ц к а я |
А. |
Е. |
Химия почвы. |
М., |
«Высшая школа», |
1968. |
В о р о б ь е в |
И. |
К. и др. |
Практикум по физической химии. |
Госхимиздат, |
1950. |
|
|
И. И. Высокодисперсные минералы и методы их исследова |
Г о р б у н о в |
ния. М., Изд-во АН СССР, |
1963. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Г е р а с и м о в Я. |
И. |
и др. |
Курс физической |
химии, т. I. |
М., |
«Химия», |
1969. |
|
|
О. Н .и др. Руководство к практическим |
занятиям |
по колло |
Г р и г о р о в |
идной химии. Изд. |
Л Г У , |
1955. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г у л я к и н |
И. |
В. |
Система |
применения |
удобрений. |
М., «Колос», 1970. |
Д а н и е л ь с |
|
Ф. , |
А л ь б е р т и |
Р. |
Физическая химия. |
М., |
«Высшая |
школа», 1967. |
|
|
А. |
В. Учение о коллоидах. М., Госхимиздат, 1970. |
Д у м а н с к и й |
Ж у к о в |
|
И. И. |
Коллоидная химия. |
Изд. Л Г У , |
1949. |
|
|
|
Ж у к о в и ц к и й |
А. |
А., Ш в а ц м а н |
Л. |
А. Физическая химия. М., |
«Металлург», |
1968. |
Г., |
О р л о в |
Д. |
С. |
Физико-химические методы исследова |
З ы р и н |
|
Н. |
ния почв. Изд. |
М ГУ , |
1964. |
|
|
|
растворов. |
Изд. |
Харьковского ун-та, |
И з м а й л о в |
Н. А. Электрохимия |
1959. |
|
|
И. А. , |
Г а п о н Е . |
Н. , Г р и н д е л ь |
М. А. |
Физическая |
К а б л у к о в |
и коллоидная химия. |
М., |
Сельхозгиз, 1949. |
|
|
|
|
|
|
К а п у с т и н о й |
и й А. Ф. Очерк по истории |
физической и неорганиче |
ской химии в России. М., |
Изд-во АН СССР, 1949. |
|
|
|
К а с а т о ч к и |
н |
В. |
И. , П а с ы и с к и й |
Л. |
Г. |
Физическая и коллоид |
ная химия. М., Медгиз, |
1960. |
|
|
|
К и р е е в |
В. |
|
А. |
Курс фшзической химии. М., Госхимиздат, 1956. |
К и с е л е в а |
Е. |
В. и др. Сборник примеров и задач по фшзической химии. |
М., «Высшая школа», |
1970. |
|
|
|
К р о й т |
Г. |
Р. |
Наука о коллоидах, т. 1, М., |
ИЛ, |
1955. |
Ку з н е ц о в В. В. Физическая и коллоидная химия. М., «Высшая школа»,
I960.
Ку л ь м а н А. Г. Физическая и коллоидная химия. М., Пищепромиздат,
1963.
Ле о н о в а В. Ф. Термодинамика. М., «Высшая школа», 1967.
Л и п а т о в |
С. М. |
Физико-химия коллоидов. М., Госхимиздат, 1948. |
Л и п а т н и к о в |
В. Е. , К а з а к о в К. М. Физическая и коллоидная |
химия. М., «Высшая школа», 1968. |
М а р ч е н к о |
Р. Т. |
Физическая и коллоидная химия. М., «Высшая школа», |
1965. |
|
|
Ме д в е д е в П. И. Физическая и коллоидная химия. М., Сельхозгиз,
1957.
Ме ж е н н ы й П. П. Лабораторный практикум по физической н коллоид ной Усимии. М., Сельхозгиз, 1959.
М и т р о ф а н о в |
П. П. Физическая химия. М., «Высшая школа», 1965. |
Н а у м о в |
В. |
|
В. |
Химия коллоидов. М., 1932. |
|
|
|
|
|
|
|
П а с ы н е к и й |
А. |
Г. Коллоидная химия. М., «Высшая школа», 1968. |
П е с к о в |
Н. |
|
П. , |
А л е к с а н д р о в а |
-П р е й с |
Е. |
М. |
Курс коллоид |
ной химии. М., Госхимиздат, 1948. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П е т е р б у р г с к и й |
А. В. Практикум |
по агрохимии. |
М., |
Сельхозгиз, |
1963. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П л е ш к о в |
Б. |
П. Биохимия сельскохозяйственных растений. Почвове |
дение. По ред. И. С. |
К а у р и ч е в а и |
И. П. |
Г р е ч и н а . |
М., «Колос», |
1969. |
' П у т и л о в а |
|
И. |
Н. |
Руководство к практическим занятиям по коллоид |
ной химии. М., «Высшая школа», 1961. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р а в и ч - Ш е р б о |
М. |
И. , А н н е н к о в |
Г. А. |
Физическая |
|
и коллоид |
ная химия. М., «Высшая школа», 1968. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р а к о в с к и й |
|
А. |
В . |
Курс физической |
химии. |
М., |
Госхимиздат, |
1939. |
Р о у з С. Химия жизни. М., «Мир», |
1969. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Р е б и н д е р |
П. |
А. |
Конспект общего курса коллоидной химии (составлен |
К. А. |
П о с п е л о в о й ) . |
Изд-во М ГУ , |
1950. |
|
|
|
|
|
|
|
|
С е р д о б о л ь с к и й |
И. П. Химия почвы. М., Изд. АН СССР, |
1953. |
|
С о к о л о в с к и й |
А. Н. Сельскохозяйственное |
почвоведение. |
М., |
Сель |
хозгиз, |
1956. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С т а й н о в |
Ц. , |
К о ж у х а р о в |
М. |
Неорганична и физична |
коллоидна |
химия. София, 1962. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т я г е р А. А. Растворы высокомолекулярных соединений. М., Госхимиздат, |
1951. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Физиология |
сельскохозяйственных |
растений, |
т. 1 —3. |
Изд-во |
М ГУ , |
1967. |
Ч у х р о в |
Ф. |
|
В. |
Коллоиды в земной коре. |
М., |
Изд. АН СССР, |
1955. |
|
Ша м ш и н Д. Л. Физическая и коллоидная химия. М., «Высшая школа»,
1968.
Ше л у д к о А. Коллоидная химия, пер. с болгарского. М., ИЛ, 1960.
П Р Е Д М Е Т Н Ы Й У К А З А Т Е Л Ь
Абсорбция 432 Агрегативные состояния 10 Адсорбция 432
газов 443 изотерма 439 из растворов 448 обменная 452
отрицательная 449 положительная 449 практическое применение 454 специфическая 452 удельная 434 хроматографическая 349 эквивалентная 452
Аккумуляторы 322 Активаторы 194 Активность ионов 144 Актор 183 Акцептор 183
Аморфное состояние 30 Анализ инфракрасноспектроскопиче-
скин 327 пламеннофотометрическнй 342 поляриметрический 345 рентгенографический 330 рефрактометрический 343 седиментационный 392 спектрофотометрический 339 термографический 325 фотоколориметрический 338 хроматографический 349 электронномикроскопический 327
Анизотропия 30 Аниониты 350, 454
Антагонизм ионов 149, 459 Антифризы 134 Ассоциация ионов 147
молекул 5 1, 106 Безбуферный метод определения pH 266
Белки 424 фибриллярные 426 глобулярные 426
Броуновское движение 383 Буферная емкость 258 Буферные растворы 254
Буферный метод определения pH 265
Вещества поверхностно-активные 53
поверхностно-неактивные 53 Вода, диаграмма состояния 131
ионное произведение 240 полярность молекул 5 1, 105 свободная 421 связанная 421
Водородный показатель 242 Водородный электрод 282, 284 Второй закон термодинамики 83
Высокомолекулярные |
соединения |
(ВМС) 365, 369, 415 |
|
|
|
Вязкость |
жидкостей 57, 41 1 , 423 |
|
Газообразное состояние 12 |
|
|
Газы, адсорбция |
443 |
|
|
|
идеальные |
13 |
|
|
|
|
кинетическая |
теория |
18 |
|
основные законы 13 |
|
|
парциальное давление в смесях 27 |
реальные |
23 |
|
|
|
|
уравнение |
состояния |
17, 73 |
|
Гальванический |
элемент |
274 |
|
Вестона (нормальный элемент) |
296 |
|
|
|
|
|
|
|
концентрационный 280 |
|
Якоби — Даниеля |
275 |
|
Гели 480, |
485 |
|
|
|
|
|
Гетерогенные процессы 207 |
|
Гетерогенный |
катализ |
194 |
|
|
Гидратация |
ионов 101 |
|
|
|
Гидроксония |
ион |
109, |
153 |
|
|
Гидролиз |
солей 250 |
|
|
|
Гомогенный |
катализ 194 |
|
|
Гранула |
403 |
|
|
|
|
|
|
Давление диссоциации 227 |
|
|
критическое |
24 |
|
|
|
набухания |
420 |
|
|
|
насыщенных паров |
125 |
|
осмотическое 122, 387 |
|
|
парциальное 27 |
|
|
|
Двойной |
электрический |
слой |
399 |
Денатурация |
474 |
|
|
|
|
Дзета-потенциал |
400 |
|
|
|
Диализ 372 |
|
|
|
|
|
|
Диализатор |
Грэма 373 |
|
|
|
Дипольный момент 105 |
|
|
|
Диссолюция 413 |
|
|
|
|
Диссоциация |
электролитическая |
138 |
Дисперсиды 363 Дисперсионная среда 356 Дисперсная фаза 356
Дисперсность системы (степень дис
персности) |
356 |
|
|
|
Дисперсоиды 363 |
|
|
|
Диффузионный потенциал |
277 |
Диффузный слой 400 |
|
|
Диффузия |
119, 385 |
|
|
коэффициент |
386 |
|
|
Диэлектрическая |
постоянная |
106 |
Емкость поглощения почвы 490 |
Жидкости |
|
|
|
|
ассоциация 51, 106 |
|
|
взаимная растворимость |
1 1 3 |
вязкость 57 |
|
|
|
интермицеллярные 402, |
427 |
интрамицеллярные 427 |
|
|
кристаллические 51 Ньютоновские 59
