Цинк

Относится к побочной подгруппе второй группы периодической системы. Атомный номер 30, атомная масса 65,39±2. В отличие от железа и марганца цинк (Zn) характеризуется полностью заполненным d-подуровнем, удаление электронов из которого требует большой затраты энергии. Поэтому цинк, обладая типичными свойствами металла, проявляет стабильную валентность +2. Этот элемент характеризуется высокой комплексообразующей способностью.

Цинк широко распространен в природе, его среднее содержание в земной коре составляет около 83 мг/кг, а в поверхностных слоях почв изменяется от 17 до 125 мг/кг. Содержание валовых форм цинка в кислых породах ниже, чем в основных. В породах цинк находится главным образом в виде простого сульфида (ZnS), кроме того замещает Mg2+ в силикатах. При выветривании минералов образуется подвижный Zn2+, который легко адсорбируется как минералами, так и органическими соединениями. В большей части почв цинк аккумулируется в поверхностных горизонтах и в основном ассоциирует с гидроксидами железа и алюминия и глинистыми минералами. Адсорбция Zn2+ может ослабляться при низких значениях pH (< 7) вследствие конкуренции с другими ионами. Это приводит к повышению мобильности цинка в кислых почвах. Растворимость цинка в почвах, а следовательно, и доступность растениям, зависит от содержания глинистых минералов и гидроксидов железа и алюминия, а также от величины pH среды. Осаждение цинка (в отличие от железа и марганца) в виде гидроксидов, карбонатов и сульфидов имеет второстепенное значение. Вместе с тем существует обратная зависимость между растворимостью соединений цинка и насыщенностью почв кальцием и фосфором, что обусловлено повышенной сорбционной способностью таких почв. Коэффициент диффузии цинка в карбонатных почвах в среднем в 50 раз ниже, чем в кислых. Константы устойчивости комплексов цинка с органическими веществами почвы относительно низкие, доля таких комплексов в почвенных растворах сильно возрастает при значениях pH > 7.

В воде при отсутствии других комплексообразователей и адсорбентов цинк координируется шестью молекулами воды и находится в форме аква-иона (Zn (Н20)6)2+. В свежей воде цинк существует исключительно в виде аква-иона в диапазоне pH 4-7. В типичных речных водах цинк встречается в этой же форме, а также в виде ZnHC03+, ZnC03 и ZnS04.

В почвах различают водорастворимые, обменные, легкорастворимые (непрочносвязанные), кислоторастворимые, фиксированные и прочно фиксированные формы цинка. Классификацию детализируют в зависимости от природы соединений, в состав которых входит цинк (в составе органического вещества, глинистых минералов и др.). Двухвалентный катион рассматривают как основную и наиболее подвижную форму цинка, однако в почвах встречаются и другие ионные формы, в том числе анионные: [ZnCl3]-, [ZnCl4]2-. В кислых дерново-подзолистых почвах содержание подвижных форм цинка (1 н. КСl) выше (0,12-20 мг/кг), чем в почвах с близкой к нейтральной и щелочной реакцией среды. В черноземах, сероземах, каштановых и бурых почвах содержание подвижных форм цинка обычно не превышает 0,25 мг/кг.

Поделиться:

Дополнительные материалы по теме: