Физические и химические свойства известняка. Оксид кальция

ИЗВЕСТНЯК – ОСНОВА ЗДОРОВЬЯ ПОЧВЫ И РАСТЕНИЙ

ИЗВЕСТНЯК (CaCO3) – НОВАЯ СИЛА МИНЕРАЛА

Предисловие 3

Общее об известняке 4

История использования известняка 4

Разновидности известняка 6

Известняк как удобрения в сельском хозяйстве 7

Воздействие известняка 8 Продуманное обеспечение известняком является основой любого 10 удобрения почвы и растений Виды воздействия известняка 11 Почвенно-физические 12 Почвенно-химические 15 Растительно-биологические 19 Растительно-физиологические 20 Транспирация 22 Фотосинтез 24 Кальций 26 Качественные признаки кальция 30 Современный уровень науки и техники 31 Заключение 36

Предисловие:

Настоящая брошюра служит, прежде всего, напоминанием. При работе над ней с целью информационной поддержки применения ПАНАГРО на почве Украины было установлено, что столетние знания и опыт о действии известняка в качестве натурального удобрения среди агрономов, учёных, крупных с/х компаний, а также частных фермеров, незаслуженно ушли в забытие. Более 50-ти лет планового «удобрения» почвы, огромный выбор альтернативных способов «разового улучшения» её качества, способствовали лишь отходу от применения натуральных природных ресурсов.

И не смотря на то, что почва Украины считается одной из самых плодородных, показатели урожайности далеко не достигли своего возможного потенциала.

Большинство почвы Украины, а также почва восточной Европы, указывают на их массивную деградацию (разрушение почвенных структур) из-за уплотнения.

Десятилетиями, без оглядки на последствия, земля обрабатывалась тяжёлой техникой, что привело к её разрушению. Кроме того, многие с/х предприятия из-за нехватки средств, отсутствия необходимых знаний почти повсеместно применяли неправильную дозировку удобрений. Как результат: почвы кислые, минимально структурированные и сильно уплотнены.

При помощи обычной натуральной скальной породы – известняка, можно значительно улучшить ситуацию, если мы вспомним и применим, уже давно существующие знания об этом. Мы сами были удивлены, во время работы над этой брошюрой, как крайне необходим известняк для почвы, оздоровления растений, и, в конце концов, для получения отличного урожая и прибыли.

Оптимальное обеспечение почвы известняком является основой для успешного земледелия, как с экономической так и с экологической точки зрения...

Мы сделали попытку рассмотреть удобрение известняком под современным углом зрения, и надеемся, что это станет поддержкой и источником информации для проведения мероприятий по удобрению в соответствии с каждым конкретным типом почвы. Мы постарались описать многообразие воздействия известняковых удобрений, а также их типы, с основными преимуществами и рекомендациями по применению, и, собственно по проведению процесса удобрения. Таким образом, мы предлагаем Вашему вниманию рассмотреть именно агрономические и экономические аспекты.

Юрген и Наталья Браузеветтер, ООО «ПАНАГРО», Симферополь, АР Крым, 2011.

КАЛЬЦИЙ:

Для элемента № 20 в периодической системе, и, соответственно его соединений, применяются на письме два способа обозначение: CALCIUM или KALZIUM.

Наименование происходит от латинского слова «calx», а с греческого - «chalix»,.для известняковой породы,

–  –  –

Путём накаливания каменного известняка получают обожжённый известняк. Известняк является древнейшим строительным материалом. Раскопки древних поселений обилуют находками растворов из известняка, применяемых ранее для строительства. Находки в Анатолии, например, датируются 12.000 годом до н.э.

Многие живые существа используют соединения кальция для построения своих скелетов.

Кости человеческого скелета состоят на 40% из соединения кальция – гидроксилапатита, в составе зубной кости даже до 95%, и, благодаря чему, является самым твёрдым материалом нашего тела. В общем, человеческое тело содержит от 1 – 1,1 кг кальция.

Кальций это жизненно важная составная часть всех живых материй, участвующая в росте листвы, костей, зубов и мускул. Наряду с K+, Na+ - Ca2+ играет важнейшую роль в передаче импульсов нервных окончаний. Также, в других клетках ионы кальция выполняют важнейшую задачу по транспортировке сигналов.

История использования известняка

Каменный известняк и мрамор добывались, и перерабатывались ещё в античные времена. Пирамида Хеопса, высота которой достигает 137 м, построена из 2 миллионов массивных каменных блоков, именно из каменного известняка. Даже в Библии имеются упоминания о «известковом растворе» и «известковых белилах». Греческий философ Теопраст (ок. 327 г. до н.э.) сообщал о обжиге известняка для получения строительного камня и об изготовлении известковых растворов. Латинское слово «calx» встречается уже в период правления Гая Плиния Старшего (23-79 г. н.э.). Римляне, применявшие известняк в качестве строительного материала в Германии, довели технику обжига до большого промышленного стандарта.

Известняк был ранее важнейшим сырьевым материалом для изготовления растворов. Гашёный известняк нашёл применение в качестве удобрения, для изготовления стенных красок или в качестве средства для защиты от морозов фруктовых деревьев.

Известковое молоко (водный раствор гашёного известняка) служило для борьбы с вредными насекомыми. Если профильтровать известковое молоко, то получится прозрачный раствор известковой воды, которая в лабораториях служит для определения наличия в растворах диоксида углерода, при котором раствор принимает вновь беловатую окраску.

В результате многогранности существования форм известняка, его основная субстанция была открыта гораздо позже. Эразмус Бартолинус предпринял в 1669 г. физические опыты на известковом шпате, и лишь в 1804 г. Буххольцем был проведён корректный химический анализ. Сегодня химики называют эту основную субстанцию – карбонат кальция, минерологи называют её – кальцит или, в случае изменения структуры, – арагонит. Геологи обозначают камни, состоящие из основной субстанции, как каменный известняк или мрамор.

–  –  –

Почти одна треть продукции всей промышленности по обжигу известняка направляется в Германию для металлобрабатывающей промышленности, где и применяется для высококачественной обработки железной руды, сырьевого железа и металлопроката.

Постоянно появляются новые области применения.

Современную потребность в известняке можно разделить примерно на следующие группы:

–  –  –

ИЗВЕСТНЯК ПОДРАЗДЕЛЯЕТСЯ НА ВИДЫ

КАРБОНАТ КАЛЬЦИЯ

Карбонат кальция является карбонатом, состоящим из солей углекислоты и, находится в прочном состоянии, из сетки ионов Ca2+ и ионов CO32 в соотношении 1:1.

ИЗВЕСТКОВЫЙ КАМЕНЬ

КАЛЬЦИТ

ОКСИД КАЛЬЦИЯ

ГИДРООКСИД КАЛЬЦИЯ

СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИЗВЕСТНЯК

ИЗВЕСТНЯК В КАЧЕСТВЕ УДОБРЕНИЯ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Удобрение - понятие собирательное для материалов и их смесей, которые в сельском хозяйстве служат для того, чтобы растения получили как можно больше питательных веществ. В большинстве случаев, после мероприятий по удобрению получают высокие урожаи в более короткий промежуток времени. Основные принципы удобрения соответствуют закону минимизации Либига и закону снижения прироста.

Удобрения подразделяются на:

Минеральные

Органические

Минерально-органические Минеральные удобрения предлагаются как моно или мульти питательные вещества.

Удобрения, которые содержат азот, фосфор и калий называют полномерными удобрениями (NPK). Также, такие удобрения могут содержать серу, кальций, магнезий и рассеянные элементы. Часто их называют удобрения с рассеянными элементами.

Различают обычные удобрения и листовые.

Иногда применяемое выражение: «искусственное удобрение» используется ошибочно.

Речь идёт о синтетических удобрениях, изготовленных из органических и/или химических веществ. Однако это понятие часто неправомерно применяется к минеральным удобрениям в целом, вероятно из-за неправильного представления о том, что только лишь минеральные удобрения синтезируются.

Задача удобрения – обеспечить растение питательными веществами и способствовать его росту.

А что происходит при этом с почвой? Каково состояние почвы в целом?

Зачастую удобренная почва без применения известняка характеризуется следующими параметрами:

Повышенная кислотность (уровень-pH не оптимальный)

Большая уплотнённость (объём полезного слоя слишком мал)

Пониженное содержание гумуса, и т.п.

Как результат:

Растения страдают водянистыми раздутыми клетками

Нарушение обмена веществ

Малый рост

Повышенное количество вредителей и т.п.

Понижение урожая до 30%, повышенный расход воды и затраты на обработку почвы В общем, наблюдается нагрузка на окружающую среду (почву, воду и воздух), уменьшается количество полезных организмов, и страдает вся экосистема:

Атрофированное обеспечение растений (недостаток поступления питательных веществ, н-р: азота и фосфата)

Наличие пестицидов в почве и грунтовых водах

Уплотнение почвы (из-за применения тяжёлой техники) и нарушение её микрофауны

Повышение эрозии почвы (из-за уплотнения)

Повышенная потребность в гумусе (из-за сокращения периода созревания плодов)

Накопление вредных веществ также и вне с/х цепи питания (дикая флора и фауна)

Возрастание количества болезней и вредителей у культурных растений

Повышение устойчивости возбудителей болезней к антибиотикам, и устойчивость вредителей к пестицидам

Сокращение многообразия видов, не только у культурных растений и домашних животных, но и в дикой природе

Насыщение продуктов растительного и животного происхождения малоценными и опасными веществами (н-р: пестициды, нитраты, антибиотики, гормоны, успокаивающие средства)

Сокращение содержания полезных веществ (н-р: увеличение содержания воды изза применения искусственных удобрений, понижение количества минералов, витаминов и ароматических веществ)

Снижение срока хранения аграрных продуктов

Отравление людей, занимающихся с\х, пестицидами (согласно оценке ВТО в конце 1980-ых по всему миру насчитывалось более 20.000 смертельных исходов)

Повышенное потребление энергии, топлива, а как следствие – повышенный выброс CO2

ВОЗДЕЙСТВИЕ ИЗВЕСТНЯКА

Под прямым удобрением известняком или известняковыми удобрениями понимается мероприятие, направленное на повышение (регулирование) уровня pH почвы благодаря распределению в ней известковой муки или гашёного известняка. Удобрение почвы известняком служит для понижения кислотности почвы и для сохранения и повышения её плодородности, а также с целью обеспечения поступления в растения полезных веществ (известняк разрыхляет почву).

В связи с набирающими силу кислотными осадками (кислотные дожди) удобрение известняком набирает всё большую значимость и пользу.

Важность удобрения известняком для аграрной почвы выявлена уже давно. Известняк оказывает физическое и химическое воздействие на почву и успешное ведение сельского хозяйства без него немыслимо. Гумус, благодаря известняку, разлагается таким образом, что вначале азот переходит в аммиак, а он, в сою очередь, в азотную кислоту. Известняк удерживает минеральные вещества в почве, что положительно влияет на рост и развитие растений. Благодаря известняку понижается кислотность почвы, и повышается её температура, происходит переработка ядовитого железа, и осуществляется разрыхление тяжёлой и плотной почвы. Повышенное содержания кальция в растениях, необходимое для их роста, является полезным для животных и людей, потребляющих такие растения и корма, в пищу.

–  –  –

Чтобы понять, почему вообще известняк является удобрением, и способен противостоять всем негативным для растений явлениям, необходимо рассмотреть его влияние и классификацию воздействия:

–  –  –

ВИДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ ИЗВЕСТНЯКА

A) Физическое воздействие на почву Благодаря накоплению ионов кальция в частичках глины и гумуса, происходит стабилизация структуры почвы, что благоприятствует лучшему обеспечению почвы влагой и воздухом (брожение). Это, в свою очередь, сокращает опасность затвердевания или заиливания, и предотвращает эрозию. Корни растений могут легче разрастаться в почве и растения, тем самым, получают больше питательных веществ. Увеличение объёма почвы на единицу площади приводит к тому, что увеличивается пространство для насыщения влагой и жизнедеятельности жизненно важных микроорганизмов.

Б) Химическое воздействие на почву Наличие питательных веществ в почве сильно зависит от уровня pH. Из-за низкого или слишком высокого уровня pH питательные вещества в почве могут находиться в недоступном, для растений, виде. Известняк регулирует уровень pH почвы путём нейтрализации кислот.

В) Биологическое воздействие на почву Жизненный процесс в почве наличествует при слабокислотном или нейтральном уровне pH. Это приводит к тому, что улучшение структуры почвы способствует нормализации её жизненно важных процессов. Остатки прошлых урожаев быстрее перерабатываются, т.е.

превращаются в ценнейший гумус. Повышается уровень фосфата у растений и, улучшается выделение азота из органических удобрений, что напрямую способствует повышению биологической активности растений.

Г) Физиологическое воздействие на растения Лучшая растворимость питательных веществ. Химическое воздействие известняка состоит в нейтрализации им возникающих и имеющихся в почве кислот. Если кислоты не будут нейтрализованы, понизится уровень рН. Так как растения способны впитывать питательные вещества только в растворённом состоянии, а большинство питательных веществ растворяются в уровне рН от 5,5 до 7,0, то при очень низком уровне рН доступность необходимых питательных веществ будет ограничена или вообще невозможна.

Рассмотрит эти виды воздействия подробнее:

A) Физическое воздействие – известняк и структура почвы Наличие почвенного слоя относится к важнейшим особенностям плодородности почвы.

Это обуславливает наличие и расположение полых пространств и твёрдых частичек земли. Устройство почвы характеризуется, прежде всего, размером и формой минеральных и органических составляющих почвы. Понятие структуры почвы часто подменяется, и ограничивается рассмотрением почвы, как пахотного слоя земли. От наличия почвенного слоя зависит наличие влаги, воздуха и тепла, а также её механические особенности. На развитие растений особенно в период зарождения и первой стадии их вегетации, структура почвы оказывает наибольшее влияние. Однако и способность почвы к обработке и движению по ней техники также находится во взаимосвязи с будущим урожаем.

Без достаточного насыщения кальцием почвообменника (60 – 80%) частички глины образуют вначале профиль по типу «кромка-кромка» таким образом, что может затем преобразоваться в когерентную связь. В этой форме залегания частички глины «склеиваются» и образуют плотную поверхностную структуру таким образом, что влаго- и газообмен сильно затормаживаются.

–  –  –

Кромка-кромка (объёмная, но нестабильная конструкция) Благодаря известняку не только осуществляется закрепление частиц глины, но и происходит закрепление структур между собой. Ионы кальция также накапливаются на частичках гумуса. Таким образом, известняк образовывает мост между частичками глины и гумуса, получается так называемый глино-гумусный комплекс.

Изобр. 4: Схема известняково-глино-гумусного моста

Известняк создаёт стабильные пористые системы, улучшает обмен влаги и воздуха. Благодаря рыхлению и образованию мостов стабилизируются связки агрегатов, и строятся более крупные агрегаты. Таким образом, повышается число воздухопроводящих грубых пор, и обуславливается построение всей системы пор, состоящей из грубых пор, средних и малых пор, наполненных влагой. Это способствует улучшению обмена влаги и воздуха, понижается текучесть поверхностных вод, тем самым, понижается опасность заиливания и эрозии почвы. При наличии обильных осадков уровень пропускной способности почвы удобренной известняком гораздо выше, чем уровень почвы необработанной известняком.

Время просачивания от 50мм WS в минуту

–  –  –

Благодаря стабильной структуре почвы увеличивается её грузоподъёмность, и уменьшается уплотняемость. Одновременно хороший обмен воздуха и тепла в почве приводит к тому, что она быстрее высыхает и нагревается. Поле, удобренное известняком, можно весной раньше обрабатывать техникой. Временные промежутки, для обработки почвы и посева, можно лучше варьировать, рабочие этапы – оптимально планировать. Также можно влиять и на фазу роста, тем самым, планируя её наиболее важные участки на самые благоприятные погодные условия.

Улучшение структуры почвы благодаря известняку способствует более раннему её высыханию.

При более продолжительной засухе стабилизирующее влияние известняка приводит к тому, что при высыхании образовываются множественные маленькие агрегаты. Почва, обеспеченная известняком меньше усыхает, и возникает меньше трещин и крупных расколов. Механическая нагрузка на корни растений, таким образом, уменьшается и почва остаётся расслабленной. Хорошо удоборенная известняком почва, обрабатывается легче, с меньшим задействованием техники и топлива. На особенно крупных участках одна лишь экономия на топливе и работе техники может составлять до 100.000 EUR.

Пониженная потребность в применении силы на удобренном известняком поле

–  –  –

Известняк регулирует уровень pH и нейтрализует вредные кислоты. Если в почве не провести нейтрализацию кислот, то уровень pH в большей или меньшей степени понижается. Это приводит к структурным и кислотным повреждениям, которые, в первую очередь, видны ввиду избыточного наличия алюминия и марганца в глине (уровень pH от 4,3). Известняк нейтрализует разрушительные кислоты, и предотвращает, повсеместно распространённое после зимы явление,

Окисления почвы.

Известняк улучшает уровень питательных веществ. Корни растений могут впитывать полезные (а также опасные) питательные вещества только в растворимом состоянии. Для оптимального питания растений решающим является не только количество, но и собственно растворяемость питательных веществ в почве.

Доступ к питательным веществам культурных с/х растений Сильно кислая – кислая - слабо кислая - РН-нейтральная – легко щелочная – щелочная – сильно щелочная почвы Азот Фосфор Калий Кальций Сера Магний Железо Марганец Вор Медь и цинк Молибден Медленное окисление почвы вначале не оказывает никакого влияния на развитие и рост растений. Однако, сильно выраженным при этом является недостаток питательных веществ, что неоднократно доказано множеством опытов.

Большинство питательных веществ оптимально растворимы при pH почвы от 5,5 до 7,0. При повышении уровня pH повышается и наличие азота(N), серы(S), калия(K), кальция(Ca), магнезия(Mg) и молибдена(Mo). Растворяемость таких микропитательных веществ как железо(Fe), марганец(Mn), медь(Cu) и цинк(Zn) – понижается таким образом, что при уровне pH 7,0 в некоторых из них будет ощущаться нехватка.

В особенности наличие фосфата очень чётко реагирует на понижение уровня pH.

Наилучшая растворяемость почвенных фосфатов находится в промежутке между уровнем pH 6 и pH 7. Ниже уровня pH 5,5 растворяемость значительно понижается. На многоразовых полевых испытаниях было установлено, что только лишь благодаря своевременному удобрению известняком можно повысить растворяемость фосфатов на 100 %.

–  –  –

Влияние уровня pH на содержание ППВ (полезных питательных веществ) в пахотной почве.

Благодаря оптимальному обеспечению растений кальцием имеющиеся вещества в почве лучше используются растениями, что позволяет сократить дополнительные расходы на удобрения этими веществами. Эффективность воздействия полезных веществ повышается.

Принимая во внимание экологические требования, предъявляемые обществом к фермерам, существенным является высокая степень эффективности от применения азота и фосфора. Примером служат указания по применению искусственных удобрений, которые сокращают расход азота (60 кг/га).

Сельскохозяйственные предприятия, почвы которых не содержат оптимальный уровень pH, не могут соответствовать этим требованиям.

–  –  –

Углекислый известняк - обожженный известняк Влияние на урожайность удобрения известняком на примере сахарной свеклы и пшеницы Последствия окисления почвы Окисление почвы ухудшает, прежде всего, доступ растений к питательным веществам и тормозит развитие корневой системы и, тем самым, ухудшает гидропонику почвы.

Влияние окисления почвы:

затормаживание почвенной жизнедеятельности, н-р жизнь червей, и образование гумуса значительное ухудшение стабильности крошения, структурные повреждения, заиливание понижение способности обмена катионов, и, на основе этого, более сильное вымывание поглощающих катионов, таких как кальций, магний и калий снижение наличия полезных питательных веществ, прежде всего молибдена и фосфора, а также слабое впитывание из почвы калия и магнезия.

усиленное образование фосфатов и выделение алюминия, магния, меди, цинка, железа, хрома и бора.

плохой рост клевера из-за низкой активности бактерий клубней понижение азотирования почвы снижение роста корневой системы, и, таким образом, удержание влаги усиленное увлажнение и, как следствие, уплотнение в особенности тяжёлой почвы На почвах с повышенной кислотностью и вымыванием катионов (в особенности кальция) имеется опасность уплотнения почвы в гораздо больших объёмах, чем на вечно засаженных почвах с сильно плотной корневой системой. Поэтому воздействие свободного (не связанного карбонатом) - кальция, направленное на восстановление структуры почвы, является очень важным для состояния почвы.

В) Биологическое воздействие известняка – жизнесоздающее Микроорганизмы, такие как бактерии, клещи, многоножки и, прежде всего, дождевые черви, является важнейшим составляющим почвы, которое оказывает непосредственное влияние на всё многообразие процесса переработки. Процесс размножения и жизнедеятельности микроорганизмов осуществляется оптимально в почве с нейтральным уровнем pH. Только в хорошо удобренной известняком почве находят эти важнейшие «помощники» оптимальные условия для своей жизнедеятельности. Там они могут быстро размножаться и перерабатывать органику почвы, постоянно производя гумус.

–  –  –

Оптимальный уровень pH для различных почвенных организмов На кислых почвах жизнь микроорганизмов затормаживается. Это может привести к тому, что будет замедлена переработка соломы и органических удобрений.

Протекание процесса гнеения при большом количестве соломы зависит от стандартно типического уровня pH (pH-класс C), так как возникает опасность непрорастания новых семян из-за неразложившейся соломы.

Дождевые черви отвечают за образование комков и ходов в почве, которые крайне необходимы для развития системы пор. Жизнедеятельность микробов повышается при наличии известняка, ускоряются процессы почвообразования.

Повышенная активность микробов приводит к насыщению почвы микромолекулярными органическими соединениями, что в свою очередь, приводит к разветвлению и склеиванию почвенных коллоидов, и тем самым, позитивно влияет на увеличение и стабильность почвенных агрегатов. При приближении состояния почвы к pH-классу C минерализация, т.е. переработка органических субстанций и поставка растениям полезных питательных веществ (н-р: азота и серы), находится в оптимуме.

–  –  –

Г) Физиологическое воздействие на растения Растения постоянно подвергаются воздействиям погодных условий, растут на соляных почвах и почвах перегруженных тяжёлыми веществами, отражают нападения вредителей и болезней: растения тоже страдают от стресса. Чтобы противостоять всем сложностям жизни, природа наделила растения мельчайшими микромолекулярными строительными составными для создания анти-стрессовой программы. Н-р есть молекулы, которые работают по принципу дверей, элегантно выводя из клеток разрушительные элементы.

Другим примером является белок, который как краб берёт в «клешни» ядовитые субстанции и не допускает тем самым нанесения вреда. Предпосылкой для всего этого является идеально работающая транспирация.

У растений нет кровообращения. И до сих пор не было выявлена способность растений изолировать гормоны, которые не соответствуют системе. Отсутствует и центральная нервная система.

Центральный, но единственный, процесс, протекающий в растениях это фотосинтез. Важную роль при этом играют процессы роста, реакций различных органов на изменения в окружающей среде и внутриклеточная транспортировка веществ.

Растения не могут «убежать» от жары, мороза, засухи и наводнения. Не могут они «укрыться» и от вредителей, вирусов, бактерий или грибков. Растениям не остаётся ни чего другого, как «защищаться», стоя на месте. Для этого они развили особенные стратегии. Важнейший ключевой элемент стратегии защиты заложен в их развитии: неимоверная способность к регенерации. Если растение повреждено, оно начинает производить защитный материал для «заживления раны», вскоре вновь возобновляется процесс роста. Все органы растений, так заложено в них генетически, могут воспроизводиться в новой идентичной модульной форме. Всё большое число семян с их «продуманной»

формой, гарантирующей успешное заселение новых жизненных пространств, несут с собой все способности к выживанию. Такую особенность как оседлость, растения смогли преодолеть тем, что могут адаптироваться к местным условиям.

У каждого растения за весь период его развития сформировался ряд «конститутивных» защитных механизмов. В дополнение к этому, существуют ещё множество «индуктивных» функций, т.е. защитных факторов против возбудителей стресса.

Для людей защитные стратегии растений особенно важны, когда речь заходит о культурных растениях. Современное сельское хозяйство создаёт в основном высокопроизводительные сорта, которые гарантируют максимальные показатели урожаев. В процессе выведения высокопроизводительных сортов, к сожалению, зачастую растениями «забываются старые» защитные механизмы.

Старые сельскохозяйственные сорта очень часто показывают высокую устойчивость к различным вредителям, но менее урожайны. С точки зрения современной биотехнологии, растения являются биореакторами, работающими на солнечной энергии. Продукт этих «биореакторов» может стать природным источником таких материалов, как масло из семян, сахар из сахарной свеклы или крахмал из картофеля и различных зерновых сортов.

Чтобы «биореактор» растений хорошо работал, должны наличествовать два фактора: оптимальная производительность при минимальных помехах.

bs = связующая граница xy = ксилем ph = флоэма sp = отверстие щели (тип граминия) На первый взгляд заметны две особенности, которые отличают растения от большинства животных: механически прочная клеточная стенка и большое, окружённое мембраной (тонопластом) пространство сот (пространство клеточного сока или вакуола), которые хоть и находятся вне «живой» плазмы, всё же имеют центровое значение для работы каждой отдельной клетки и для обмена веществ растения в целом.

Клеточные центры накопления и переработки ядов

От листов, производящих гидрат углерода до мест расхода полезных питательных веществ – н-р корней или соцветий – постоянно движутся соли и питательные вещества. Здесь кооперируют два типа «трубопроводов». Один тип отвечает за транспортировку органических веществ, его называют - флоэма.

Другой тип перемещает ионы и воду, его называют ксилем. На практике обе системы распределили между собой конкретные задачи, однако зачастую их сложно различить. Решающим является то, что несмотря на все встроенные регулирующие процессы перемещения веществ, клетки нуждаются в собственных накопительных пространствах, с целью защиты от возможных колебаний в поставке питательных веществ. Важную задачу при этом выполняют вакуолы. В них накапливаются питательные вещества, н-р сахар и аминокислоты. Также скапливаются в вакуолах и токсичные соединения, которые могут являться собственным защитным средством растений против грызунов и вредителей, н-р алкалоиды. Имеются и определённые ионы, которые причиняют вред процессу обмена веществ в цитосоле.

Многообразие клеточных задач растительной вакуолы налицо: реакция на стресс, н-р накапливание ионов натрия при высокой нагрузке солей на почву, не может быть отделима от других важнейших функций, как аккумуляция питательных веществ и ионов калия и кальция, которые очень важны для роста растений. Вакуола каждой клетки должна соответствовать этим обоим требованиям.

Несмотря ни на что, растение продолжает расти и развиваться, пропуская через клетки разнообразные виды питательных веществ, и осуществляя коммуникацию между ними. Для этого, соответственно, имеются регуляторные молекулы – эффекторы. Существует минимум шесть классов молекул.

Транспирация Под транспирацией понимается с одной стороны испарение воды через отверстия устьев в листьях растений, с другой стороны это выделение испарины через отверстия - эксцессивное испарение, ещё его называют гипергидрозом.

Объём транспирируемой жидкости определяется видами транспирации. В ботанике различают два вида транспирации: стома и кутикула.

Растение управляет отверстиями устьиц при помощи воздействия кальция.

–  –  –

Так как поверхность листьев плотная, вода, н-р, просто стекает с защитного слоя. Но всё же растение должно осуществлять обмен газами с окружающей средой, как н-р отдача пара или приём углекислого газа из воздуха. Для этого обычно служат отверстия на оборотной стороне листьев. Они устанавливают связь между внешним воздухом и воздушными системами внутри листа.

Отверстия это не просто дыры в ткани, а сложно построенные сооружения, открытие и закрытие которых зависит от таких факторов, как: свет, температура и влажность. На одном квадратном миллиметре находятся от 100 до 1000 отверстий. При обычном открывании задействованы около одного - двух процентов поверхности, однако благодаря этому происходит важнейшая работа по газообмену с окружающей средой.

–  –  –

ФОТОСИНТЕЗ:

Вначале научное понятие фотосинтеза сводилось к вырабатыванию органических веществ при помощи энергии света. Это определение отображается непосредственно в его названии. С греческого «фото» обозначает

Свет, и «синтез» – соединение.

Фотосинтез растений Способность к фотосинтезу имеется у всех растений, включая почти все водоросли и, некоторые бактерии. Однако знания о фотосинтезе интересуют не только науку. Человек может его использовать предельно конкретно в экономических целях, н-р в теплицах. Упрощённо можно сформулировать что в рамках процесса фотосинтеза происходит впитывание энергии света под воздействием определённых красящих веществ (свет абсорбирующий хлорофилл) и как следствие, перерабатывается в химическую энергию, которая необходима определённым организмам для жизнедеятельности.

Протекание фотосинтеза При более детальном рассмотрении фотосинтез происходит в три, отдельных друг от друга, этапа.

На первом этапе живой организм, возьмём для упрощения зелёное растение, при помощи соответствующего красящего вещества, впитывает содержащуюся в свете, электромагнитную энергию. За это отвечает красящее вещество – хлорофилл. Это зелёное красящее вещество обеспечило флоре зелёную окраску. Примерно можно сказать так, что каждое зелёное растение занимается фотосинтезом. Этот сбор энергии происходит через листья, именно потому все растения тянутся листвой к солнцу.

На втором этапе происходит переход солнечной энергии в химическую энергию при помощи сложного преобразовательного химического процесса. Этот процесс называют также фототрофия, т.е. прямое использование солнечной энергии как источника энергии определёнными живыми организмами Вначале, таким образом высвобожденная химическая и органическая энергии, во-первых обеспечивает рост растений, а во-вторых преобразуется в рамках обмена веществ внутри растения. Интересным является то, что этот процесс как раз и происходит при помощи диоксида углерода (CO2). Он перерабатывается в процессе фотосинтеза в кислород, что ещё более увеличивает значимость фотосинтеза для жизни людей.

Находящийся в растении CO2, имеет для кальция очень важное и существенное значение.

CO2 в растении и переход CаCO3 в CaO и CO2 Карбонат кальция (CaCo3) может быть, как уже было упомянуто, расщеплён кислотой. Растворимым в воде он быть не может, тогда бы ни когда не возникли известняковые горы. В природе углекислота очень важна. Возникающие в гидрогенно-карбонатном равенстве ионы оксония могут вступать в реакцию с ионами карбоната. Ионы Ca2+ выпадают при этом из кристаллической сетки.

Находящийся в почве и растениях внутриклеточный CO2 расщепляет карбонат кальция CaCo3 на CaO и CO2. Это самостоятельное расщепление и производство CO2 поддерживает и увеличивает процесс фотосинтеза на столько, что растению белешe нет необходимости искать энергию, а можно сконцентрироваться на существенном: росте. Чем больше имеется CO2, тем прогрессивнее расчёт равновесия кальция.

Однако, этот эффект встречается только при удобрении верхней надземной части растения - и, лишь при условии проникновения кальция в лист благодаря наимельчайшей фракции CаCO3 (от 0,1 до 96 µм).

Складирование кальция «прозапас» невозможно.

Так как при ярком свете фотосинтез ускоряется, повышается и потребность растения в CO2. Обычно это осуществляется за счёт отверстия в устьицах (стоматы), так как только CO2 может попасть внутрь листа. Если CO2 достаточно, то открывается меньше устьиц, что опять приводит к тому, что растение теряет меньше влаги.

Фотосинтез протекает у большинства растений при наличии CO2 в воздухе в размере 0,03% лишь субоптимпально. Максимальный результат достигается при лозировке в 13 раз выше, т.е. при содержании 0,4% Vol CO2.

Плагодаря распылению ПАНАГРО повышается интенсивность фотосинтеза. Именно в этом и заключается различие нашего продукта по отношению к другим. ПАНАГРО является доказательством того, что самое простое и есть самое лучшее.

СО2 до настоящего времени являлся ограничивающим фактором и лимитировал в природе процесс фотосинтеза, а тем самым, и рост растений. Согласно этому принципу минимализма обеспечение растений СО2 и явилось ключом к успеху.

Так как при ярком свете фотосинтез ускоряется, увеличивается и потребность растений в СО2. Обычно этот процесс регулируется за счёт щелей в устьицах.

Когда внутри растений достаточно СО2, то открывается меньшее количество устьиц, что приводит к тому, что растение иеряет меньше влаги… Устьица на листе помидора Расщепленный кальций играет много ролей, даже в активизации ензимов, регулирует движение воды на внутриклеточном уровне растения, и при этом имеет решающее значение в образовании новых клеток - для роста растения.

Кальций (Ca) Содержание кальция в растении находится обычно между 10 и 30 мг Ca на грамм сухой субстанции.

Транспортировка кальция в растении происходит преимущественно в направлении потоков транспирации, т.е. от корней и до надземной верхушки растений. Обратная транспортировка, н-р как в случае с калием от верхушки растения к корням, практически не происходит. Попавшие через устья листвы ионы кальция проникают в ткани листьев, но транспортируются вверх к верхушке растения. Кальций является действенным элементом роста для растения.

Кальций важен для деления клеток, как для деления их ядра так и для построения серединных ламелей. Всегда замечается положительное влияние кальция и на развитие корневой системы.

Незаменимое питательное вещество – кальций – выполняя задачи в физиологическом процессе жизнедеятельности растения, выходящие далеко за простые действия, имеет огромное значение. Прежде всего важным является склонность ионов кальция входить в металлоорганические соединения.

2+ В процессе обмена веществ растения кальций (Ca) выполняет различные функции: он участвует в построении стенок клеток, стабилизирует клеточные мембраны и входит в гормональные реакции.

Кальций впитывается корнями исключительно в виде Ca2+ в зависимости от содержания кальция в почве и от её уровня pH, и попадает в верхние части растения благодаря транспирации воды. Перемещение старых запасов кальция в новые побеги или в корни растения не представляется возможным.

Интенсивность транспирации имеет весомое влияние на складирование кальция из корней в молодые побеги.

Перерывы в подаче воды являются, как правило, основной причиной нехватки кальция в растениях. В стрессовых ситуациях, таких как долгая засуха, внезапные заморозки, кальций является гарантом выносливости и жизнестойкости растений.

Если происходит достаточно продолжительное обеспечение кальцием и диоксидом углерода, то диоксид углерода регулирует открытие и закрытие устьиц, благодаря чему и предотвращается потеря растением влаги. Как только происходит внутреннее насыщение клеток диоксидом углерода, устья автоматически закрываются, что и понижает испарение влаги.

Кальций имеет, также важное значение для процесса обмена веществ азота, так как это ускоряет абсорбцию аммиака. Азот является главным элементом в соединении аминокислот, которые образуют ядро белка. Кальций помогает растению связывать ионы азота, которые поступают из почвы в форме ионов аммиака. Так как растение не в состоянии связывать ионы азота из атмосферы, то поставка азота из почвы благодаря системе кальция очень важна. Роль кальция велика, в особенности для связывании ионов аммиака, активизации процесса фотосинтеза и вторичного обмена веществ.

Симптомы недостаточности встречаются из-за низкого движения кальция в растении в особенности на верхушках, соцветиях и плодах. (Интересным является то, что поверхность внутри листа в 30 раз больше, чем снаружи, и что снаружи мы видим лишь часть симптомов внутренней «болезни».

Внешне невидимыми симптомами являются: повышенная просачиваемость мембранной клетки, разрушение структуры ядра клетки, понижение стабильности хромосом, что приводит к нарушению деления ядра и клеток.

Также кальций способствует изменению размещения воска на эпидермисе листа.

На необработанном растении вода собирается на листе в виде маленьких капель, таким образом, что всего лишь малая часть поверхности листа покрывается влагой, а у обработанных растений слой воска структурирован таким образом, что вода может распределяться в одном направлении по всей поверхности листа. Таким образом, кальций оказывает влияние на гидрирование.

Ионы кальция повышают вязкость цитоплазмы. Осмотическое давление в растениях внеклеточной жидкости может быть иным в сравнении с давлением внутри клеток. Если внеклеточное осмотическое давление идентично внутриклеточному (ок. 300 mOsm), то называют это изотонном, и гипертоном, если оно ниже, и гипотоном – если выше.

–  –  –

Чем мельче фракция известняка, тем лучше его воздействие.

Сегодняшнее состояние науки и техники в изготовлении удобрения из известняка, его качество, влияние на урожайность и экономику с/х На основе многостороннего применения известняка и требований промышленности повысились и потребности, которые и стремиться удовлетворить наука. Хотя сам по себе только лишь известняк не является панацеей для сельского хозяйства. Известняк является хорошо изученной темой, и для каждой области есть оптимальные решения и проведённые научные опыты. Однако, не смотря на это, наука за ним постоянно наблюдает, и открывает всё новые и новые его тайны. Новые качественные характеристики, анализ их воздействия, дополнительные научные возможности, открытия, которые проверяются техникой, становятся основой для разностороннего применения.

Об опытах с известняком упоминалось уже в 1954 (Хартманн и Вегенер). Чем меньше фракция, тем больше поверхность каждой отдельной частички. Тогда ещё, лишь вычислительным путём, доказанная реакция с известняком продемонстрировала не только огромное, но и совершенно новое воздействие. В то время получение мельчайших фракций было недоступно на техническом уровне.

Скорее случайно, чем нацелено появившийся в 1990г опыт трибомеханического измельчения продемонстрировал, что прочные материалы возможно измельчать до размеров частиц 1/1000 мм (my область).

Хотя принцип этот не такой уж и новый. Ещё Давинчи описал принцип трибомеханики.

В 1990г. была новой лишь сама техника. При 40.000 об\мин каждую десятитысячную секунды с тройной скоростью звука происходит ударение частиц материи друг о друга, что раскалывает её до минимально ощутимых и измеримых размеров. В конце концов, возникает электростатически высоко заряженный порошок шарообразной формы, размеры частичек которого составляет 1-ну многомиллионную часть миллиметра.

Опыты на различных материалах, в конце концов, помогли сфокусироваться на известняке.

Так научные опыты показали, как сильно можно оптимизировать влияние материала (в данном случае кальция) благодаря измельчению его на мельчайшие частички. Учёные Альберти и Фидлер описали этот опыт в 1996, как процесс обратный росту.

Обычный кальций имеет закрытую гладкую поверхность. В процессе трибомеханической активации происходящее повреждение поверхности обозначает открытие сетчатых структур и, тем самым, существенное усиление способности к ионообмену и адсорпции вредных веществ. С одной стороны полученный опыт привёл к тому, что специфическая поверхность кальция значительно – в три раза – увеличилась. С другой стороны - в результате трибомеханической обработки известняка - появились значительно меньшие частички. Полученные микрочастички из-за их малого размера, формы и специфической поверхности, могут лучше присоединять к себе продукты обмена веществ.

CaCO3 Размер частички под электронным микроскопом 1 – 25 my Обычные способы измельчения останавливаются на размере более 1мм, при этом не может быть и речи об экономической целесообразности.

Опыты университетов в Австрии, Швейцарии, Испании, Австралии и т.д., вскоре показали, что кальций в этой микронизированной форме не только увеличивает влияние, но и служит в качестве антиоксиданта.

Микронизированный кальций (в виду процесса измельчения и возникающем при этом трении), имеющий электростатический заряд и его высокую мощность обмена ионами в настоящее время является самым эффективным антиоксидантом. Он «сам направляется» к местам наибольшей электрической полярности и, «сам же их разряжает». Как субстанция-носитель, кальций может поставлять прямо в клетки магний, медь и др. вещества, как себе природнородственные, и заключённые в самом известняке.

Появились новые области применения, на основе новых физических возможностей, н-р для лечения онкологических заболеваний и СПИДа.

Кальций уже широко применяется как нейтрализатор так называемых свободных радикалов. Шестимесячные исследования с 120-ю пациентами в австрийской частной клинике в г.Виллах показали, что применённый материал интенсивно поддерживает иммунную систему.

Так общий уровень защиты в крови (TAS) увеличился в среднем на 27% уже через три недели приёма пульверизованного известняка.

Пациенты делились впечатлениями, что когда они глотали порошок, то им казалось что свет проникает в каждую клетку. Опыты продолжаются до сих пор.

Вопрос применения известняка в сельском хозяйстве даже не стоял, это было само собой разумеющимся. Известняк уже применялся как удобрение многие десятилетия. Аграрная промышленность с большим интересом взялась за освоение «нового -старого» известняка.

Благодаря оптимизации метода возможно изготавливать и поставлять большие количества удобрения, гарантирующего одинаково отличное качество.

Новый метод измельчения показал изначально превосходные, и даже неимоверные, результаты. Такие результаты сразу же активизировали учёных и скептиков, а также и тех, кто, прямо говоря, решили выпускать «аналог», что может считаться лишь недейственной подделкой.

Учёными было установлено, что для успешного измельчения кальция до микроразмеров с целью применения в сельском хозяйстве необходимо наличие двух важнейших факторов.

Первым фактором является наличие электростатического заряда (возникает из-за высокого трения частиц при ударе друг о друга в процессе измельчения).

Эти результаты также подтверждаются медицинскими исследованиями (при применении пульмонологической аппликация порошка).

Известная в учёных кругах сила Коломба и Ван-дер-Валя, увеличивает способность текучести порошка в воде (0,5% водный раствор), а также самой воды.

Чем крупнее частицы порошка, тем хуже он движется в воде. Например медицинские исследований демонстрирую убедительные результаты такого поведения. Вода, с её проводниковой способностью, реагирует на мельчайшие частицы, и становится более текучей. Ставший ещё более текучим, раствор кальция активизируется таким образом, что жидкость получает способность проникать в пространства доселе невозможные.

Появилась и другая особенность электростатически заряженных частиц.

Швейцарскими учёными было установлено, что электростатически заряженные частицы порошка притягивают к себе микроорганизмы. В непосредственной близости от частиц наличествует такая большая концентрация ионов, что возникает антимикробный эффект. Осмозное давление становится таким высоким, что способно вывести из состояния застоя микроорганизмы и побудить их к движению.

Эти два характерных свойства большой концентрации CaCO3 в продукте приводит к тому, что растения демонстрируют впечатляющее самовоспроизводство, т.е. многократное повышение урожайности. Также сокращается скорость созревания, улучшается качество, и продлевается срок сохранности урожая. Важным является и пониженная потребность растений в воде, что ни одно удобрение до сих пор не могло гарантировать, не говоря уже об экологическом аспекте этого 100% натурального удобрения.

Уже через несколько дней можно визуально наблюдать успех. Растения становятся насыщенно зелёными, что говорит о жизнестойкости и здоровье.

Долгосрочные опыты показывают всю целесообразность и необходимость применения такого удобрения.

Спонтанность и сила природы правдоподобно и с полным размахом раскрывает себя тем, что интенсивный рост происходит сразу же после применения.

Увеличение числа хлоропластов и ядер хлорофиллов в листе, разбудило процессы вторичного обмена веществ, а также построение и усиление клеток, клеточных ядер и клеточных мембран, и одновременно стало управлять внедрением кальция в важнейшие жизненные процессы растения.

Опыты в теплицах и на открытом грунте, проводимые под постоянным наблюдением учёных, подтверждают это, и CaCO3 в микронизированной форме уже с 2003 допущен в Европе, а с 2011 г. и в Украине, в качестве листового удобрения.

Найти определение для ПАНАГРО было и, остаётся трудной задачей. Это не просто ускоритель роста растения. Его трудно отнести и к только лишь органическим или минеральным удобрениям. Также он не соответствует обычной функции обычного удобрения. В нём всё ото всех!

Это совершенно новый подход. Удобряя, происходит не только обычное удобрение почвы, а совершенно иное - создаются идеальные условия для почвы, которая собственно располагает всем, в чём нуждается растение.

Благодаря именно микронизированной форме воздействие на всё растение целиком происходит через лист.

ПАНАГРО это натуральный минерал – кальцит (в его нано- и микрофракции), который имеет все натуральные известные рассеянные элементы (Si, Al, Mg,...), а также располагает электростатическим зарядом (возникшим в результате измельчения в запатентованой трибомеханической установке), увеличивающий эффективность воздействия на 600% в сравнении с привычными фракциями, результат влияния которого согласно Редокс-потенциалу служит в качестве антиоксиданта для растения.

Только такое биологическое удобрение может отвечать всем экономическим требованиям.

Экономический аспект:

На основе предоставленых данных австрийского производителя: применять по 9кг/га (в зависимости от культуры), разделяя процесс на 3-5 аппликаций (распыление происходит трижды по 3-5 кг/га за одну опликацию) - стало ясно, что обычное удобрения кальцием обошлось бы минимум в двое дороже.

Обычный набор удобрений:

Микроудобрения с рассеянными элементами,

Опрыскивание (пестициды, гербициды и пр.) Конечно же они влияют на сохранение и увеличение урожая, но в сравнении с чем?

В финансовом отношении слабые инвестиции принесут и слабые урожаи.

В этом случае, почва и растения будут подвержены большим нагрузкам, уплотнению и, прямо говоря, оставлены на произвол судьбы.

Но чисто биологические мероприятия по улучшению качества почвы, а соответственно направленные на рост биологически чистого урожая с соответственно высоким качеством и в большом количестве до сих пор оставались утопией.

При серьёзных финансовых инвестициях можно точно подсчитать, что сверхприбыль будет выше 40%, а рентабельность увеличиться многократно.

Таким образом, в результате исследований в Европе, США, Азии, а также в Украине, в рамках опытов по сертификации продукта, было доказано, что применение удобрения Panagro убедительно демонстрирует следующие качественные и количественные показатели: (ниже указаны лишь некоторые):

Увеличение содержания сахара у сахарной свеклы от 15 до 18 %

Повышение содержания масла у озимого рапса от 39 до 53 %

Увеличение урожая картофеля до 42 %

Увеличение содержания масла у подсолнечника от 45 до 48 %

Увеличение содержания протеина у сои от 39,5 до 43,5 %

Увеличение у томатов (94% Н2О) клетчатки до 25% и собственно урожайности до 80 %

Увеличение урожая озимой пшеницы до 60%, с увеличением протеина и клейковины… На многократных полевых испытаниях ПАНАГРО было доказано, что самым важным фактором стала экономсия на С/З. При финансовой нагрузке в 1000 Евро/га (саловодство-овощеводство), была применена экономия в 50% на С\З, чтот составило 500 Евро, вычтем стоимость ПАНАГРО, и получим плюс 280Евро/га. Мы ещё не включили прибыль от сверхурожая и разительную разницу в качестве продукции.

На пшенице (с такой же экономие на С\З) было доказано, что было необходимо лишь 600 кг/га больше урожая, чтобы оправдать инвестицию. Действительное же повешение урожая составило почти 60% при средней урожайности в 28 ц/га, не говоря уже о значительнои изменении в лучшую сторону качественных показателей.

Заключение Параллельно практическими контрольными тестами было доказано встречаемость следующих эффектов, вполне объяснимых с научной точки зрения:

Увеличение общего урожая до 30-100% (в зависимости от культуры)

Биологически чистый урожай (минеральный продукт - кальцит)

Снижение потребности в воде до 70%

Сокращение периода вегетации до 30%

Экономия на NPK (азот, фосфор, кальций) до 50 – 100 %

Превосходное, предотвращающее возникновение грибков, нанесения вреда насекомыми и др. вредителями, воздействие, что позволи сэкономить до 50% средств

Значительное увеличение зелёной массы

Высокая жизнестойкость и устойчивость к заболеваниям

Увеличение массы клетчатки в плодах и улучшение качества плодов

Улучшение вкусовых показателей и аромата

Более длительный срок сохранности урожая при складировании

Повышение уровня Brix (уровень измерения плотности жидкости в основном применяется в производстве фруктов как показатель качества) в фруктах и ягодах ...

Таким образом, с научной точки зрения имеем: продукт CaCO3, являющийся 100% природным материалом, измельчённым при помощи нанотехнологии, пригодным к применению на всех почвах, обеспечивающий значительное увеличение урожая в краткие сроки и с высоким уровнем качества.

Известняк – новая сила минерала.

Когда мы работали над этой брошюрой, нам стало ясно, что многие знания относительно воздействия кальция были просто забыты. Чем больше мы находили материла, вчитывались в докторские работы, знакомились с практическими результатами экспериментов, тем больше мы понимали, что наименование этой брошюры было выбрано нами правильно.

Сегодня мы убеждены, что Вы, в качестве агронома, фермера, садоводалюбителя или огородника, сможете также как и мы вновь открыть для себя значение кальция, буквально во всех жизненных процессах, окружающей нас природы.

Чтобы Вы не делали или собирались делать с почвой, как бы Вы её не удобряли

– ей необходимо только одно – правильное соотношение кальция. Кальций, на основе своих химических, физических и биологических свойств, изменяет почву к лучшему, делает её действительно плодородной, процесс роста возделываемых культур – естественным и здоровым, а любое земледелие - экономически рентабельным.

Желаем успешного и здорового урожая!

ПАНАГРО. Юрген и Наталья Браузеветтер, Симферополь, Крым, январь 2011.

Оксид кальция - это кристаллическое соединение белого цвета. Другие названия этого вещества - негашеная известь, окись кальция, «кирабит», «кипелка». Оксид кальция, формула которого CaO, и его продукт взаимодействия с (H2O) водой - Ca(OH)2 («пушонка», или гашеная известь) нашли широкое применение в строительном деле.

Как получают оксид кальция?

1. Промышленный способ получения данного вещества заключается в термическом (под воздействием температуры) разложении известняка :

CaCO3 (известняк) = CaO (кальция оксид) + CO2 (углекислый газ)

2. Также кальция оксид можно получить посредством взаимодействия простых веществ:

2Ca (кальций) + O2 (кислород) = 2CaO (кальция оксид)

3. Третий способ кальция заключается в термическом разложении кальция гидроксида (Ca(OH)2) и кальциевых солей нескольких кислородсодержащих кислот:

2Ca(NO3)2 = 2CaO (получаемое вещество) + 4NO2 + O2 (кислород)

оксида кальция

1. Внешний вид: кристаллическое соединение белого цвета. Кристаллизуется по типу хлорида натрия (NaCl) в кубической кристаллической гранецентрированной решетке.

2. Молярная масса составляет 55,07 грамм/моль.

3. Плотность равна 3,3 грамм/сантиметр³.

Термические свойства оксида кальция

1. Температура плавления равна 2570 градусов

2. Температура кипения составляет 2850 градусов

3. Молярная теплоёмкость (при стандартных условиях) равна 42.06 Дж/(моль·К)

4. Энтальпия образования (при стандартных условиях) составляет -635 кДж/моль

Химические свойства оксида кальция

Оксид кальция (формула CaO) - это основной оксид. Поэтому он может:

Растворяться в воде (H2O) с выделением энергии. При этом образуется гидроксид кальция. Эта реакция выглядит так:

CaO (оксид кальция) + H2O (вода) = Ca(OH)2 (кальциевый гидроксид) + 63,7 кДж/моль;

Реагировать с кислотами и кислотными оксидами. При этом образуются соли. Вот примеры реакций:

CaO (кальциевый оксид) + SO2 (сернистый ангидрид) = CaSO3 (сульфит кальция)

CaO (кальциевый оксид) + 2HCl (соляная кислота) = CaCl2 (кальциевый хлорид) + H2O (вода).

Применение оксида кальция:

1. Основные объемы рассматриваемого нами вещества используются при производстве силикатного кирпича в строительстве. Раньше негашеную известь использовали в качестве известкового цемента. Его получали при ее смешивании с водой (H2O). В результате оксид кальция переходил в гидроксид, который потом, поглощая из атмосферы (CO2), сильно твердел, превращаясь в кальция карбонат (CaCO3). Несмотря на дешевизну этого метода, в настоящее время цемент известковый практически не применяется в строительстве, так как он обладает способностью хорошо впитывать и накапливать в себе жидкость.

2. В качестве огнеупорного материала оксид кальция подходит как недорогой и доступный материал. Плавленый кальциевый оксид имеет устойчивость к воздействию воды (H2O), что позволило его применять в качестве огнеупора там, где использование дорогостоящих материалов нецелесообразно.

3. В лабораториях используют кальция для сушения тех веществ, которые с ним не реагируют.

4. В пищевой отрасли данное вещество зарегистрировано в качестве пищевой добавки под обозначением Е 529. Используется в качестве эмульгатора для создания однородной смеси из несмешиваемых между собой веществ - воды, масла и жира.

5. В промышленности кальциевый оксид используют для удаления сернистого ангидрида (SO2) из дымовых газов. Применяют, как правило, 15% раствор водяной. В результате реакции, в которой взаимодействуют и диоксид серы, получается гипс CaCO4 и CaCO3. При проведении экспериментов ученые добивались показателя в 98% отчистки дыма от диоксида серы.

6. Используется в специальной «самогреющейся» посуде. Емкость с небольшим количеством кальциевого оксида располагается между двух стенок сосуда. При прокалывании капсулы в воде начинается реакция с выделением некоторого количества тепла.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Известняк – горная порода осадочного происхождения, преимущественно состоящая из карбоната кальция в форме кальцита.

Химический состав выражается формулой – CaCO 3 . Молярная масса – 100 г/моль.

Химические свойства основной составляющей известняка – карбоната кальция

Карбонат кальция – соединение нерастворимое в воде. При прокаливании разлагается на образующие его оксиды:

CaCO 3 = CaO + CO 2 .

Растворяется в разбавленных растворах кислот, в результате чего образуется неустойчивая угольная кислота (H 2 CO 3), которая мгновенно разлагается на углекислый газ и воду:

CaCO 3 + 2HCl dilute = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O.

Карбонат кальция реагирует со сложными веществами – кислотными оксидами, солями, аммиаком и др.:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O ↔ Ca(HCO 3) 2 ;

CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2 (t);

CaCO 3 + 2NH 3 = CaCN 2 + 3H 2 O (t);

CaCO 3 + 2NH 4 Cl conc = CaCl 2 + 2NH 3 + CO 2 + H 2 O (кипение);

CaCO 3 + H 2 S = CaS + H 2 O + CO 2 (t).

Среди реакций взаимодействия карбоната кальция с простыми веществами наиболее важной является реакция взаимодействия с углеродом:

CaCO 3 + С = CaO + 2CO.

Физические свойства основной составляющей известняка – карбоната кальция

Карбонат кальция представляет собой твердые кристаллы белого цвета, практически нерастворимые в воде. Температура плавления – 1242С. Кальцит – минерал из которого состоит известняк обладает тригональной кристаллической структурой.

Получение известняка

Известняк - широко распространённая осадочная порода, образующаяся при участии живых организмов в морских бассейнах. Название разновидности известняка отражает присутствие в нём остатков породообразующих организмов, район распространения, структуру (например, оолитовые известняки), примесей (железистые), характер залегания (плитняковые), геологический возраст (триасовые).

Применение известняка

Известняк широко применяется в качестве строительного материала, мелкозернистые разновидности используют для создания скульптур.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

Цель работы: определить активность извести, скорость и температуру гашения.

Основные понятия

Строительной воздушной известью называется продукт, получаемый путём обжига кальциево-магниевых горных пород до возможно более полного выделения углекислоты. Известь применяют в смеси с различными добавками для получения различных вяжущих: известково-кварцевых, известково-шлаковых, известково-глинистых и др. Из неё изготавливают силикатный кирпич, силикатные блоки, армированные крупноразмерные силикатные детали и различные другие строительные изделия.

Основным процессом при производстве воздушной извести является обжиг, при котором известняк декарбонизируется и превращается и превращается в известь по следующей реакции:

CaCO 3 + 178,58 кДж → CaO + CO 2

В лабораторных условиях диссоциация углекислого кальция протекает примерно при 900 °С, в производстве температура обжига составляет 1000-1200 °С.

Негашёная известь бывает комовой и молотой. Её получают в виде кусков светло-жёлтого или серого цвета. Она интенсивно присоединяет влагу и поэтому хранить её рекомендуется в герметично упакованном состоянии. Если в сырье содержится более 6% глинистых примесей, то продукт обжига проявляет гидравлические свойства и называется гидравлической известью.

Качество получаемой извести оценивают по активности, которая показывает общее содержание свободных оксидов кальция и магния, находящихся в активном состоянии. Кроме них в извести могут находиться оксиды MgO и CaO в неактивном состоянии; это неразложившийся карбонат и крупнокристаллические включения (пережог).

В зависимости от содержания активных CaO и MgO известь выпускается трёх сортов (табл. 9.1).

Таблица 9.1

Классификация извести по сортности

Воздушная известь может применяться в гашёном виде.

Гашёная известь бывает в виде пушонки, теста или молока. Содержание влаги в пушонке не превышает 5%, в тесте менее 45%. Процесс гашения протекает по следующей схеме:

CaO + H 2 O ↔ Ca (OH ) 2 +65,1 кДж

и сопровождается выделением тепла, что вызывает подъём температуры, способный воспламенить дерево. Гидратация оксида кальция – реакция обратимая, её направление зависит от температуры и давления водяных паров в окружающей среде. Упругость диссоциации Ca(OH) 2 на CaO и H 2 O достигает атмосферного давления при 547 °С, при более высокой температуре гидроксид кальция может частично разлагаться. Чтобы процесс шёл в нужном направлении, необходимо стремиться к повышению упругости водяных паров над Ca(OH) 2 и не допускать слишком высокой температуры. Вместе с тем следует избегать и переохлаждения гасящейся извести, так как это сильно замедляет гашение. Более половины её зёрен имеют размер, не превышающий 0,01 мм. Парообразование защищает материал от чрезмерного повышение температуры.

Объём пушонки при гашении извести в 2-3 раза превышает объём исходной негашёной извести за счёт увеличения объёма пустот (пор) между отдельными зёрнами образующегося материала. Плотность негашёной извести в среднем равна 3200, а гашёной – 2200 кг/м 3 .

Для гашения извести в пушонку теоретически необходимо добавлять 32,13 % воды по массе. Практически в зависимости от состава извести, степени её обжига и способа гашения, берут примерно в два, а иногда в три раза больше воды, так как под действием тепла, выделяющегося при гашении, происходит парообразование, и часть воды удаляется.

В зависимости от температуры, развиваемой при гашении, различают высокоэкзотермичную (t гаш. >50 °C) и низкоэкзотермичную (t гаш. <50 °C) известь, а по скорости гашения: быстрогасящуюся (не более 8 мин.), среднегасящуюся (8-25 мин.) и медленногасящуюся (более 25 мин.) известь.

Для ускорения процесса гашения извести используются добавки CaCl 2 , NaCl, NaOH, которые взаимодействуют с оксидом кальция с образованием более растворимых соединений в сравнении с Ca(OH) 2 а для замедления – добавки ПАВ, солей серной, фосфорной, щавелевой, угольной кислот.

Известняки (в широком понимании) имеют чрезвычайно многообразные области применения. Они используются в виде кускового известняка, щебня, дробленого песка, минерального порошка, минеральной ваты, известняковой муки. Основные потребители – цементная промышленность (известняк, мел и мергель), строительство (получение строительной извести, бетонов, штукатурки, строительных растворов; кладка стен и фундаментов, металлургия (известняк и доломит – флюсы и огнеупоры, переработка нефелиновых руд на глинозем, цемент и соду), сельское хозяйство (известняковая мука в агротехнике и животноводстве), пищевая (особенно сахарная). В Янтиковском районе известняк добывается карьерами в с. Янтиково, с. Можарки.

Район известен обилием известковых камней, обжиг извести здесь проводился с незапамятных времен. В 1982 году на левой стороне реки Соломинка, был открыт известковый карьер. Эту используют для удобрения почвы колхозов и совхозов нашего и других соседних районов республики. На карьере ежегодно добывают 45 тыс. тон извести.

По подсчетам геологов в Можарском карьере залежи известняка составляют около 15 млн. тонн, а в Янтиковском карьере – 5 млн. тонн.

В программе социально-экономического развития Янтиковского района на 2007-2010 года указаны основные задачи по повышению эффективности использования природных ресурсов района. Также приведены ожидаемые результаты реализации программы: бюджетная обеспеченность на душу населения возрастет, увеличится уровень среднемесячной заработной платы работающих в отраслях экономики, появятся дополнительные рабочие места обеспечивающие эффективную занятость населения, увеличится объем выпуска производства промышленной продукции.

Янтиковский район входит в зону, где средне-прожиточный уровень населения считается ниже нормы, 66,7% населения района не трудоустроено. Основной проблемой в трудоустройстве безработных и незанятых граждан в районе является недостаток рабочих мест на предприятиях и в организациях района. В связи с этим мы предлагаем уделять внимание к развитию промышленного производства, в частности производства щебня, цемента, сахара. А для производства цемента и сахара, природное сырье должно иметь высокое качество. Поэтому целью нашей работы является: 1 Изучить качественный и количественный состав известняка 2-х карьеров на территории Янтиковского района.

Известняк, осадочная порода, сложенная преимущественно карбонатом кальция – кальцитом. Благодаря широкому распространению, легкости обработки и химическим свойствам известняк добывается и используется в большей степени, чем другие породы, уступая только песчано-гравийным отложениям. Известняки бывают разных цветов, включая черный, но чаще всего встречаются породы белого, серого цвета или имеющие коричневатый оттенок. Объемная плотность 2,2–2,7. Это мягкая порода, легко царапающаяся лезвием ножа. Известняки бурно вскипают при взаимодействии с разбавленной кислотой. В соответствии со своим осадочным происхождением имеют слоистое строение. Чистый известняк состоит только из кальцита (редко с небольшим содержанием другой формы карбоната кальция – арагонита). Присутствуют и примеси. Двойной карбонат кальция и магния – доломит – обычно содержится в переменных количествах, и возможны все переходы между известняком, доломитовым известняком и горной породой доломитом.

Хотя известняки могут образовываться в любых пресноводных и морских бассейнах, преобладающее большинство этих пород имеет морское происхождение. Иногда они осаждаются, подобно соли и гипсу, из воды испаряющихся озер и морских лагун, но, по-видимому, большая часть известняков отложилась в морях, не испытавших интенсивного высыхания. По всей вероятности, формирование большинства известняков начиналось с извлечения живыми организмами карбоната кальция из морской воды (для построения раковин и скелетов). Эти остатки отмерших организмов в изобилии накапливаются на морском дне. Самым ярким примером аккумуляции карбоната кальция служат коралловые рифы. В некоторых случаях в известняке различимы и узнаваемы отдельные раковины. В результате волно-прибойной деятельности и под влиянием морских течений рифы разрушаются. К известковым обломкам на морском дне добавляется карбонат кальция, осаждающийся из насыщенной им воды. В образовании более молодых известняков участвует также кальцит, поступающий из разрушенных более древних известняков.

Известняки встречаются почти на всех материках, за исключением Австралии. В России известняки обычны в центральных районах европейской части, а также распространены на Кавказе, Урале и в Сибири.

1. 2 Цемент

Цемент – это вяжущий порошкообразный материал, который образует пластическую массу, способную постепенно затвердевать в камень. Он состоит в основном из трикальциевого силиката 3 CaO SiO2.

В состав цемента могут входить разные добавки, массовое отношение оксидов определяет техническую пригодность цемента. Кремнезем входящий в его состав, связывает оксиды кальция, алюминия; при этом образуются следующие соединения силикаты – 3CaO SiO2 nH2O, 2CaO SiO2 nH2O; гидроалюминаты - 3CaO X AI2 O3 6H2O; алюмоферриты - 4CaO AI2 O3 Fe2O3.

Наиболее распространенной разновидностью цемента является портландцемент. Он обладает большой механической прочностью, устойчивостью в воздухе и под водой, морозостойкостью. Основным сырьем для производства портландцемента являются известняк и глина, содержащие оксид кремния (IV).

Известняк и глину тщательно перемешивают и их смесь обжигают в наклонных цилиндрических печах, длина которых достигает более 200 м, а в поперечнике – около 5 м. В процессе обжига печь медленно вращается и исходные материалы постепенно движутся к нижней ее части на встречу раскаленных газов – продуктов сгорания поступающего газообразного или твердого пылевидного топлива.

При повышенной температуре между глиной и известняком происходят сложные химические реакции. Простейшие из них являются обезвоживание каолинита, разложение известняка и образование силикатов и алюминатов кальция:

Al2O3 2SiO2 2H2O → Al2O3 2SiO2 + 2H2O

CaCO3 → CaO + CO2

CaO + SiO2 → CaSiO3

Образовавшиеся в результате реакций вещества спекаются в виде отдельных кусков. После охлаждения их размалывают до тонкого порошка.

Процесс затвердевания цементного теста объясняется тем, что различные силикаты и алюминаты, входящие в состав цемента, реагируют с водой с образованием каменистой массы. В зависимости от состава изготавливают различные сорта цемента.

1. 3 Гашенная известь. Гидроксид кальция используется для производства сахара

Сахарная свекла подается на завод гидравлическим транспортером и с помощью насосов подается в свекломойку. Промытая свекла поднимается элеватором 15-17 м и подает с в свеклорезку, где она измельчается, превращается в тонкую стружку. Свекловичная стружка поступает в диффузионные аппараты. Первейшая задача производства заключается в том, чтобы а полнее выделить сахар из свеклы. С этой целью через диффузоры пропускают горячую воду на встречу движущейся стружке (свекловидный жом) массовая доля сахарозы не превышает 0,5%. Диффузионный сок представляет собой непрозрачную темную жидкость. Темный цвет придают пигменты, которые относятся несасарам.

И задачей другой стадии производства заключается в том, чтобы освободить раствор сахарозы от примесей. Чтобы освободить раствор сахарозы от примесей сверху в него заливают известковое молоко из расчета 20-30 кг гидроксида кальция Cu(OH)2 на 1 кг свеклы. Под действием гидроксида кальция происходит нейтрализация диффузионного сока.

Глава 2. Экспериментальная часть работы

2. 1 Определение CaCO3 в известняке.

Наиболее простой способ определения CaCO3 в известняке заключается в том, что определенную навеску образца средней пробы известняка обрабатывают избытком титрованного раствора соляной кислоты и не вошедшей в реакцию c CaCO3 избыток HCl подвергают обратному титрованию раствором едкой щелочи. По количеству HCl, пошедшей на разложение известняка вычисляют содержание CaCO3 в известняке.

Для анализа образец средней пробы известняк (200 г) растирали в ступке, пропускали через сито в 0,5 мм отсюда отбирали новую среднюю пробу в количестве 40 г. Затем из этой средней пробы брали навеску около 2 г, поместили ее в мерную колбу емкостью на 500 мл, смачивали 5 миллитрами дистиллированной воды и осторожно приливали 50 мл 1,0-нормалного раствора соляной кислоты. После выделения углекислоты в колбу приливали 300 мл дистиллированной воды и содержимое колбы в течение 15 мин. кипятили (до полного прекращения выделения CO2). По окончании кипячения раствору дали остыть, долили в колбу до метки дистиллированной водой, перемешали и дали осадку осесть на дно колбы. После этого отобрали отсюда пипеткой 100 мл прозрачного раствора, перенесли их в коническую колбу емкостью на 250 мл и титровали 0,1-нормальным раствором едкой щелочи в присутствии 2 – 3 капель метилоранжа до появления слабо – желтой окраски раствора.

(a KHCl – bKщ) 0,005*500*100

Где a – количество миллилитров раствора, взятого для титрования; в данном случае а = 100 мл; b – количество миллиметров 0,1- нормального раствора едкой щелочи, пошедшей на титрование избытка HCl;

KHCl и Kщ - поправки на нормальность кислоты (KHCl)и щелочности,(Kщ);

0,005 – количество граммов CaCO3 , отвечающих 1 мл 1,0 – нормального раствора кислоты;

Р – навеска известняка.

CaCO3+2HCl → CaCl2+CO2+H2O

2. 2 Характерные и специфические реакции катионов магния

Общедоступных специфических реакций на катионы магния в настоящее время не имеется. Из общеаналитических реакций наиболее характерными для них являются: взаимодействие с кислым фосфорнокислым натрием.

Образование двойной фосфорнокислой магний - аммонийной соли.

К воде, где содержались соли магния приливают NH4OH до прекращения образования осадка гидрата окиси магния:

MgCl2 + 2NH4OH = ↓Mg(OH)2 + 2NH4Cl2

Затем сюда же приливают раствор хлористого аммония до полного растворения полученного гидрата окиси магния:

Mg(OH)2 + 2NH4Cl = Mg Cl2 + 2NH4OH

К полученному аммонийному раствору магниевой соли осторожно, по каплям приливают разбавленный раствор Na2HPO4. При этом из раствора выпадают мелкие белые кристаллы MgNH4PO4, часть которых в виде едва заметной пленки как бы «ползет» вверх по стенкам пробирки. Если при действии Na2HPO4 осадок образовался аморфный, для его растворения добавляют несколько капель HCl, после чего приливают раствора Na2OH и снова производят осаждение MgNH4PO4. Предельная открываемая концентрация катионов этой реакцией равна 1,2 мг/л.

Так как образование белых кристалликов MgNH4PO4 не наблюдались, значит концентрация катионов магнии

2. 3 Определение pH

Для характеристики водных растворов электролитов условно принято использовать концентрацию ионов H+. При этом для удобства величину этой концентрации выражают через так называемый водородный показатель – pH.

Водородный показатель – это отрицательный логарифм молярной концентрации ионов водорода в растворе: pH = -1g

В чистой воде, очевидно, pH = 7. Если pH 7, то раствор щелочной.

pH водных растворов определяли универсальным индикатором. В таблице приведены значения pH водных растворов известняка.

Результаты исследования двух карьеров

Месторождение карьера Содержание CaCO3 Содержание MgCO3 pH

С. Янтиково 87% >9% 8,0-8,5

С. Можарки 94,81%

1. Исследования показывают, что известняк из Можарского известкового карьера содержит 94,81% CaCO3 и 5,19% примесей.

2. Процентное содержание CaCO3 в известняке из Можарского карьера оказалась выше, чем в известняке из Янтиковского.

3. Так как по качеству и составу известняк из Можарского карьера лучше, он соответствует технологическим стандартам для производства цемента.

4. В Янтиковском районе в перспективе можно построить завод по производству сахара.

Ожидаемые результаты

Бюджетная обеспеченность на душу населения возрастет, увеличится уровень среднемесячной заработной платы работающих в отраслях экономики, появятся дополнительные рабочие места обеспечивающие эффективную занятость населения, увеличится объем выпуска производства промышленной продукции.