В каких органических веществах содержится азот
Азот в органических удобрениях содержится в небольшом количестве. 0,5-1% азота содержат все виды навоза. Птичий помет 1-2,5% азота. Больше всего в процентном соотношении азота в утином, курином и голубином помете, но он также и самые токсичные. Максимальное количество органического азота содержит биогумус до 3%.
Почти весь азот содержащейся в почве находится в ней в форме органических веществ. Азот доступен растениям исключительно только в форме минеральных соединений. На долю минерального азота почвы приходится не более 1 – 3% от общего его количества. И только с помощью почвенных микроорганизмов происходит переход азота из органических соединений в минеральный азот. Который и усваивается растениями.
Природные органические азотные удобрения можно сделать и своими руками: компостные кучи (особенно на торфяной основе) содержат некоторое количество азота (до 1,5%), компост из бытового мусора также содержит до 1,5 % азота. Зеленая масса (люпин, донник, вика, клевер) содержат около 0,4-0,7% азота, зеленая листва содержит 1-1,2%, озерный ил (1,7-2,5%).
Для «оздоровления» компоста рекомендуют использовать ряд растений, в которых содержатся вещества, подавляющие развитие гнилостных процессов. К ним относят листовую горчицу, разнообразные мяты, крапиву, окопник лекарственный (он богат растворимым калием), хрен.
Органическое удобрение с большим содержанием азота можно приготовить из коровяка. Для этого в бочку положить коровяк, заполнив бочку на одну треть, залить водой и дать забродить в течении 1-2 недель. Затем разводить водой в 3-4 раза и поливать растения. Предварительно полив водой.
Можно сделать такой настой из сорняков. Внесение любых азотных удобрений закисляет почву. Поэтому для стабилизации кислотности почвы надо вносить золу, доломитовую муку, известь.
Статья в тему: Как определить кислотность почвы в домашних условиях.
Но одновременно выносить азотные удобрения с золой не рекомендуется. Потому что при таком сочетании азот превращается в аммиак и быстро улетучивается. Поэтому сначала вносим органические азотные удобрения. А дня через три вносим золу с обязательным рыхлением. Таким образом заделываем золу в почву.
Так в чем же содержится органический азот для подкормки растений?
Натуральные азотные удобрения и содержание в них азота.
- навоз — до 1 % (конский — 0,3-0,8 %, свиной — 0,3-1,0 %, коровяк — 0,1-0,7 %);
- биогумус он же вермикомпост – до 3%
- перегной — до 1 %;
- помет (птичий, голубиный, утиный) — до 2,5 %;
- компост с торфом — до 1,5 %;
- бытовые отходы — до 1,5 %;
- зеленая листва — до 1,2 %;
- зеленая масса — до 0,7 %;
- озерный ил — до 2,5 %.
Органические азотные удобрения сдерживают накопление нитратов в грунте, но применяют их с осторожностью. Внесение в почву навоза (компоста) сопровождается выделением азота до 2 гр/кг в течение 3-4 месяцев. Растения легко его усваивают.
Еще немного статистики, одна тонна полупревшего удобрения содержит по 15 кг аммиачной селитры, 12,5 кг хлористого калия и столько же суперфосфата.
Ежегодно в почву вместе с атмосферными осадками на одну сотку земли попадает до 40 гр. связного азота. Помимо этого почвенная микрофлора перерабатывающая атмосферный азот, способна обогатить почву азотом в количестве от 50 до 100 гр на сотку. Больше связного азота для почвы могут дать только специальные азотфиксирующие растения.
Естественным источником органического азота могут стать азотфиксирующие растения, используемые как запашные культуры. Определенные растения, такие, как бобы и клевер, люпин, люцерна и множество других , накапливают азот в клубеньках своих корней. Эти клубеньки выпускают азот в почву постепенно, в течение всей жизни растения, и когда растение умирает, оставшийся азот увеличивает общее плодородие почвы. Такие растения называют сидератами и вообще сидераты способны принести ощутимую пользу вашему огороду.
Сотка гороха или фасоли посаженная на вашем участке за год способна накопить в почве 700 грамм азота. Сотка клевера – 130 грамм. Люпина – 170 грамм, а люцерны – 280 грамм.
Высевая эти растения после уборки урожая и удаления растительных остатков с участка вы обогатите почву азотом.
Молочная сыворотка как органический источник азота, фосфора и калия.
Самым доступным азотистым удобрением для растений является молочная сыворотка. За счет содержания в ней белка, который в процессе полива растений с добавление молочной сыворотки попадает в почву. И там под воздействием почвенной микрофлоры высвобождается азот который становиться доступным для растений. То есть таким образом осуществляется азотная подкормка растений.
Для проведения подобной подкормки необходимо 1 литр молочной сыворотки разбавить в 10 литрах воды. И полить растения из расчета 1 литр разбавленной в 10 раз сыворотки на растение.
Если предварительно к 1 литру сыворотки добавить 40 мл аптечного аммиака. То аммиак провзаимодействует с молочной кислотой в результате которого получится лактат аммония.
Используя подобный раствор на регулярной основе мы не сможет повлиять на кислотность почвы что очень хорошо. Так как если бы мы не добавляли бы аммиак к молочной сыворотке. То при частом использований молочной сыворотки для корневой подкормки растений кислотность почвы неминуемо бы повысилась.
Кроме того молочная сыворотка сама содержит в себе большое количество минеральных веществ. В каждых 100 грамм молочной сыворотки содержится:
- 78 миллиграмм фосфора;
- 143 миллиграмма калия ;
- 103 миллиграмм кальция.
А также содержит в незначительные количествах магний и натрий.
окопник лекарственный
Натуральные азотсодержащие удобрения полученные путем промышленной переработки.
Кровяная мука – органический продукт, сделанный из высушенной крови, и она содержит 13 процентов суммарного азота. Это очень высокий процент содержания азота в удобрении. Вы можете использовать кровяную муку как азотное удобрение, посыпая ею поверхность почвы и поливая сверху водой, чтобы способствовать впитыванию кровяной муки. Можно также, смешав кровяную муку непосредственно с водой, применить ее как жидкое удобрение.
Кровяная мука – особенно хороший источник азота для таких любителей плодородной почвы, как салат-латук и кукуруза, поскольку действует она быстро.
Кровяную муку можно использовать как компонент компоста или ускоритель разложения других органических материалов, поскольку она является катализатором процессов распада.
Соевая мука является источником азотного питания микроорганизмов почвы. Когда соевая мука будет разложена почвенной микрофлорой, тогда минерализованный азот станет доступен растениям. Её также можно использовать как компонент компоста наряду с рыбной мукой. Которая после минерализации станет не только источником азота, но и ряда микроэлементов.
Азотные удобрения Видео:
Источник
Как видно из названия, азотсодержащие соединения содержат хотя бы один атом азота в молекуле. К таким соединениям относятся, в частности, амины, аминокислоты и белки.
Амины
Амины — это производные аммиака, в молекуле которого один или более атомов водорода замещены на радикал:
Группа –NH2, которая входит в состав первичных аминов, называется «аминогруппа». К первичным аминам относятся:
Амины с небольшим числом атомов углерода в молекуле очень похожи на аммиак. Поэтому, описывая свойства аминов, полезно вспоминать аналогичные свойства аммиака (см. урок 14.2) Так, метиламин, как и аммиак — ядовитый газ с резким запахом, хорошо растворимый в воде.
Вопрос. Какую реакцию среды имеет раствор аммиака в воде?
Сравним взаимодействие аммиака с водой и амина с водой:
Вопрос. Какие свойства: основные или кислотные — проявляют растворы аммиака и аминов?
Совет. Составляя уравнения реакций первичного амина с водой (см. выше) или с кислотами (см. ниже), нужно прибегать к работе по аналогии. Посмотрите, чем отличается молекула первичного амина от молекулы аммиака? Одним радикалом. Поэтому замените и в молекуле амина, и в продуктах реакции один атом водорода в аммиаке на радикал. И всё получится. Так же поступайте и с более сложными аминами.
Поскольку амины, как и аммиак, проявляют свойства оснований, — они реагируют с кислотами:
Отметьте, как изменился состав аминогруппы.
Обратите внимание: в этих реакциях атом водорода кислоты добавляется к NH2-группе.
Амины могут вступать в реакцию и за счёт углеводородного радикала. Так, анилин вступает в реакцию замещения с бромом (аналогично реакции фенола или толуола с бромом):
Анилин необходим для синтеза многих красителей. Поэтому его в больших количествах получают восстановлением нитробензола при помощи реакции Зинина*:
* Зинин Николай Николаевич (25.08.1812–18.02.1880) — русский химик-органик, открыл (1842) реакцию восстановления ароматических нитросоединений, получив таким способом анилин (1842). В числе его учеников были А. М. Бутлеров, Н. Н. Бекетов и А. П. Бородин (по совместительству композитор).
Водород, необходимый для восстановления, получают при помощи реакции металла с кислотой:
Аминокислоты
Как видно из названия, молекулы аминокислот содержат две функциональные группы:
Простейшей аминокислотой является глицин:
Функциональные группы аминокислот могут находиться на разном «расстоянии» друг от друга. Так, в ω-аминокапроновой кислот они находятся на противоположных концах молекулы:
Эта кислота и её производные используются для получения синтетического волокна «капрон» (см. урок 28). Гораздо большее значение имеют α-аминокислоты, в молекулах которых функциональные группы разделены одним атомом углерода:
Эти α-аминокислоты входят в состав белков. Всего в состав белков входит постоянно 20 аминокислот. Все они имеют особые названия, и все они α-аминокислоты.
Аминокислоты — это кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде.
Вопрос. Какую реакцию среды имеет такой раствор?
Аминокислоты диссоциируют в растворе:
Ион водорода H+ тут же вступает в реакцию с анионом:
В результате в растворе нет избытка ни ионов водорода, ни ионов гидроксила, т. е. среда нейтральная (рН = 7).
Вопрос. Какие свойства проявляет аминогруппа? карбоксильная группа?
Вопрос. Будет ли аминокислота реагировать с кислотой? с основанием?
Поскольку в состав аминокислоты входит оснОвная группа –NH2 и кислотная –СООН, аминокислоты могут реагировать и с кислотами:
и с основаниями:
Вопрос. Как называются вещества, реагирующие и с кислотами и с основаниями, если в результате образуется соль?
Таким образом, аминокислоты — амфотерные соединения, именно поэтому они могут реагировать друг с другом.
Вопрос. Какие вещества получаются при взаимодействии кислоты и основания?
В результате этой реакции отщепляется молекула воды. Для того чтобы составить уравнение такой реакции, записывайте формулы аминокислот так, чтобы СООН-группа одной молекулы находилась рядом с NH2-группой другой молекулы:
В эту реакцию может вступать и большее число молекул аминокислот. В результате образуется полипептид — основа любого белка.
Аминокислоты в живых организмах образуются при гидролизе белков или синтетическим путем из других соединений, например, их можно получить из галогенпроизводных кислот:
Задание 27.1. Назовите полученную аминокислоту.
Белки
Белки — это природные полимеры (высокомолекулярные вещества), состоящие из остатков α-аминокислот.
Эти остатки соединены в длинную цепь за счёт пептидных связей:
Атомы С–N образуют пептидную связь, которая соединяет остатки аминокислот в молекулах всех белков.
Эта полипептидная цепь определяет первичную структуру белка. Любое изменение первичной структуры белка влечёт за собой изменение всех свойств белка, так как формируется уже другой белок.
Длинная полипептидная цепь скручивается за счёт водородных связей в спираль:
Формируется вторичная структура белка. Внутри этих спиралей за счёт радикалов происходят сложнейшие химические реакции. В результате молекулы белка изменяют свою форму, образуя нити (фибриллы) или «шарики» (глобулы):
Любой белок имеет столь сложную структуру, что всякое изменение её становится необратимым (белок не может «вспомнить» свою прежнюю структуру и восстановить её). Такие необратимые изменения происходят при нагревании свыше 40…60 °C, под действием кислот, щелочей, солей тяжёлых металлов, радиации и т. д. В результате этих и некоторых других воздействий происходит денатурация белка. При этом белок теряет свои природные (натуральные) свойства, так как изменилась вторичная и третичная структуры его:
Денатурация белка является причиной гибели микроорганизмов при стерилизации медицинских инструментов, консервов. Она же является причиной тяжёлых отравлений солями меди, ртути, свинца и другими ядами. Денатурация происходит и при варке мяса, яиц.
Более глубокие изменения, затрагивающие первичную структуру белка (полипептидную цепь) происходят при гидролизе белка: белок + Н2О → смесь аминокислот.
Белок входит в состав всех живых организмов и, значит, в состав многих пищевых продуктов: мясо, молоко, яйца, хлеб, картофель и т. д.
Обнаружить белок в растворе можно при помощи биуретовой реакции: раствор белка + CuSO4 + NaOH → фиолетовая окраска.
Большинство белков дают и ксантопротеиовую реакцию: так, если при неосторожном обращении с концентрированной азотной кислотой, капля её попадёт на кожу — появится несмываемое жёлтое пятно.
Биуретовая и ксантопротеиновая реакции — качественные реакции на белки.
Кроме того, реактивом на белок являются растворимые соли свинца, которые в щелочной среде образуют чёрный осадок.
И наконец, признаком присутствия белка в каком-либо материале может служить также появление характерного запаха при сжигании — запах палёного волоса, рога. Этот запах появляется, если поджечь волос, шерстяную нитку или кусочек натурального меха.
Значение белков огромно: из них состоят все клетки нашего организма, они помогают нам дышать, обеспечивают организм энергией, защищают от вредных воздействий окружающей среды иммунитет, «запоминают» и воспроизводят наследственную информацию. Ни одна биохимическая реакция невозможна без ферментов, а любой фермент имеет белковую основу. Лучше всего значение белков подчеркнул Ф. Энгельс: «Жизнь — есть способ существования белковых тел».
Выводы
Белки — это природные высокомолекулярные соединения, состоящие из остатков α-аминокислот. Аминокислоты содержат две функциональные группы, противоположные по свойствам, поэтому они могут реагировать друг с другом, образуя полипептиды. Аминокислоты образуются при гидролизе белков пищи (мясо, молоко, яйца, рыба), а затем из них образуются белки нашего организма (белки входят в состав всех органов и тканей нашего организма).
Источник
11. Азотсодержащие органические соединения
11.1. Нитросоединения. Амины
Очень важны в народном хозяйстве азотсодержащие органические вещества. Азот может входить в органические соединения в виде нитрогруппы NO2, аминогруппы NH2 и амидогруппы (пептидной группы) – C(O)NH, причем всегда атом азота будет непосредственно связан с атомом углерода.
Нитросоединения получают при прямом нитровании предельных углеводородов азотной кислотой (давление, температура) или при нитровании ароматических углеводородов азотной кислотой в присутствии серной кислоты, например:
Низшие нитроалканы (бесцветные жидкости) используются как растворители пластмасс, целлюлозного волокна, многих лаков, низшие нитроарены (желтые жидкости) – как полупродукты для синтеза аминосоединений.
Амины (или аминосоединения) можно рассматривать как органические производные аммиака. Амины могут быть первичными R – NH2, вторичными RR’NH и третичными RR’R” N, в зависимости от числа атомов водорода, которые замещены на радикалы R, R’, R”. Например, первичный амин — этиламин C2H5NH2, вторичный амин — дижетиламин (CH3)2NH, третичный амин – триэтиламин (C2H5)3N.
Амины, как и аммиак, проявляют основные свойства, они в водном растворе гидратируются и диссоциируют как слабые основания:
а с кислотами образуют соли:
Третичные амины присоединяют галогенпроизводные с образованием солей четырехзамещенного аммония:
Ароматические ажины (в которых аминогруппа связана непосредственно с бензольным кольцом) являются более слабыми основаниями, чем алкиламины, из-за взаимодействия неподеленной пары электронов атома азота с ?-электронами бензольного кольца. Аминогруппа облегчает замещение водорода в бензольном кольце, например на бром; из анилина образуется 2,4,6-триброманилин:
Получение: восстановление нитросоединений с помощью атомарного водорода (получают либо непосредственно в сосуде по реакции Fe + 2НCl = FeCl2 + 2Н0, либо при пропускании водорода Н2 над никелевым катализатором Н2 = 2Н0) приводит к синтезу первичных аминов:
a)
б) реакция Зинина
Амины используются в производстве растворителей для полимеров, лекарственных препаратов, кормовых добавок, удобрений, красителей. Очень ядовиты, особенно анилин (желто-коричневая жидкость, всасывается в организм даже через кожу).
11.2. Аминокислоты. Белки
Аминокислоты – органические соединения, содержащие в своем составе две функциональные группы – кислотную СООН и аминную NH2; являются основой белковых веществ.
Примеры:
Аминокислоты проявляют свойства и кислот, и аминов. Так, они образуют соли (за счет кислотных свойств карбоксильной группы):
и сложные эфиры (подобно другим органическим кислотам):
С более сильными (неорганическими) кислотами они проявляют свойства оснований и образуют соли за счет основных свойств аминогруппы:
Реакцию образования глицинатов и солей глициния можно объяснить следующим образом. В водном растворе аминокислоты существуют в трех формах (на примере глицина):
Поэтому глицин в реакции со щелочами переходит в глицинат-ион, а с кислотами – в катион глициния, равновесие смещается соответственно в сторону образования анионов или катионов.
Белки – органические природные соединения; представляют собой биополимеры, построенные из остатков аминокислот. В молекулах белков азот присутствует в виде амидогруппы – С(О) – NH– (так называемая пептидная связь С – N). Белки обязательно содержат С, Н, N, О, почти всегда S, часто Р и др.
При гидролизе белков получают смесь аминокислот, например:
По числу остатков аминокислот в молекуле белка различают дипептиды (приведенный выше глицилаланин), трипептиды и т. д. Природные белки (протеины) содержат от 100 до 1 105 остатков аминокислот, что отвечает относительной молекулярной массе 1 • 104 – 1 • 107.
Образование макромолекул протеинов (биополимеров), т. е. связывание молекул аминокислот в длинные цепи, происходит при участии группы СООН одной молекулы и группы NH2 другой молекулы:
Физиологическое значение белков трудно переоценить, не случайно их называют «носителями жизни». Белки – основной материал, из которого построен живой организм, т. е. протоплазма каждой живой клетки.
При биологическом синтезе белка в полипептидную цепь включаются остатки 20 аминокислот (в порядке, задаваемом генетическим кодом организма). Среди них есть и такие, которые не синтезируются вообще (или синтезируются в недостаточном количестве) самим организмом, они называются незаменимыми аминокислотами и вводятся в организм вместе с пищей. Пищевая ценность белков различна; животные белки, имеющие более высокое содержание незаменимых аминокислот, считаются для человека более важными, чем растительные белки.
Примеры заданий частей А, В, С
1—2. Класс органических веществ
1. нитросоединения
2. первичные амины
содержит функциональную группу
1) – О – NO2
2) – NO2
3) – NH2
4) – NO3-
3. Водородные связи образуются между молекулами
1) формальдегида
2) пропанола-1
3) циановодорода
4) этиламина
4. Число структурных изомеров из группы предельных аминов для состава C3H9N равно
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
5. В водном растворе аминокислоты CH3CH(NH2)COOH химическая среда будет
1) кислотной
2) нейтральной
3) щелочной
4) любой
6. Двойственную функцию в реакциях выполняют (по отдельности) все вещества набора
1) глюкоза, этановая кислота, этиленгликоль
2) фруктоза, глицерин, этанол
3) глицин, глюкоза, метановая кислота
4) этилен, пропановая кислота, аланин
7—10. Для реакции в растворе между глицином и
7. гидроксидом натрия
8. метанолом
9. хлороводородом
10. аминоуксусной кислотой продуктами будут
1) соль и вода
2) соль
3) дипептид и вода
4) сложный эфир и вода
11. Соединение, которое реагирует с хлороводородом, образуя соль, вступает в реакции замещения и получается восстановлением продукта нитрования бензола, – это
1) нитробензол
2) метиламин
3) анилин
4) фенол
12. При добавлении лакмуса к бесцветному водному раствору 2-аминопропановой кислоты раствор окрашивается в цвет:
1) красный
2) желтый
3) синий
4) фиолетовый
13. Для распознавания изомеров со строением СН3—СН2—СН2—NO2 и NH2—СН(СН3) – СООН следует использовать реактив
1) пероксид водорода
2) бромная вода
3) раствор NaHCO3
4) раствор FeCl3
14. При действии концентрированной азотной кислоты на белок появляется… окрашивание:
1) фиолетовое
2) голубое
3) желтое
4) красное
15. Установите соответствие между названием соединения и классом, к которому оно относится
16. Анилин действует в процессах:
1) нейтрализация муравьиной кислотой
2) вытеснение водорода натрием
3) получение фенола
4) замещение с хлорной водой
17. Глицин участвует в реакциях
1) окисления с оксидом меди (II)
2) синтеза дипептида с фенилаланином
3) этерификации бутанолом-1
4) присоединения метиламина
18—21. Составьте уравнения реакций по схеме
18.
19.
20.
21.
Источник