Круговорот калия в природе схема


РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ КРУГОВОРОТА КАЛИЯ В ПРИРОДЕ

МАОУ «Технический лицей» г. Сыктывкар

Научно-исследовательская работа

КАЛИЙ: МИГРАЦИЯ В ПРИРОДЕ И ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ

Исполнитель:

Ученица 8 класса МАОУ «Технический лицей» ___________С. Ульнырова

Научный руководитель:

Учитель биологии МАОУ «Технический лицей» ___________И.Е. Пузанова

Сыктывкар 2017

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….

3

1

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР…………………………………………………..

5

    1. Общее рассмотрение калия как химического элемента……………

5

    1. Биологическая роль калия……………………………………………

6

    1. Миграция калия в природе…………………….…………………….

7

    1. Крупнейшие месторождения калийных солей в мире и в Республике Коми…………………………………………………………..

8

    1. Круговорот калия и калийные удобрения……………………………

12

2

МОДЕЛИРОВАНИЕ КРУГОВОРОТА КАЛИЯ……………………………

12

    1. Первое звено круговорота калия …………………………………….

12

2.2. Второе звено круговорота калия ……………………………………

13

2.3 Третье звено круговорота калия …………………………………….

13

2.4. Четвертое звено круговорота калия ………………………………..

13

2.5. Пятое звено круговорота калия …………………………………….

13

2.6 Шестое звено круговорота калия ……………………………………

13

3

ИТОГОВАЯ МОДЕЛЬ КРУГОВОРОТА КАЛИЯ В ПРИРОДЕ…………

13

4

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ НАЛИЧИЯ ИОНОВ КАЛИЯ В ОСНОВНЫХ ЗВЕНЬЯХ ЕГО КРУГОВОРОТА……………

14

4.1. Материал и методика исследования…………………………………

14

4.2. Результаты эксперимента……………………………………………..

15

ВЫВОДЫ …………………………………………………………………..

17

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………….

17

ЛИТЕРАТУРА …………………………………………………………….

17

ВВЕДЕНИЕ

Каждый живущий организм связан с окружающей средой потоками вещества и энергии, проходящими через его тело. Потребляя и выделяя вещество и энергию, живые организмы влияют на среду своего обитания уже тем, что живут. Результаты жизнедеятельности каждого отдельного существа могут быть невелики и малозаметны. Но все вместе они сливаются в мощную силу, преобразующую земную поверхность [5]

Чтобы биосфера могла существовать, а процессы, протекающие в ней, не прекращались, должны постоянно функционировать круговороты биологически важных биогенных веществ. Биогенными являются элементы (атомы), которые обязательно входят в состав живых организмов. Это C, H, O, N, P, S, K, Na, Ca, Mg, Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, B, Cl, Br, I. к самым важным биогенным элементам относятся первые шесть: C, H, O, N, P, S. Следует помнить, что процессы синтеза и распада живого вещества не происходят на нашей планете один без другого, они идут только при наличии единого биологического круговорота атомов [1,13]

На Земле различают два типа круговорота веществ: большой, или геологический, и малый, или биологический. В биологическом круговороте веществ биосферы выделяют несколько циклов химических элементов. Эти биохимические циклы представляют собой более или менее замкнутые пути циркуляции биогенных элементов из внешней среды в организмы и снова во внешнюю среду [2,7].

Отдельные биогеохимические циклы элементов сливаются в общий глобальный биологический круговорот биосферы. Все биогеохимические циклы не замкнуты. При этом каждый новый цикл не является точным повторением предыдущего, так как природа не остается неизменной. Вещества и солнечная энергия вовлекаются в круговорот, но энергия в виде тепла уходит, рассеиваясь в пространстве. Нередко и органические вещества выходят из круговорота в окружающую среду в виде залежей – биогенного вещества (каменный уголь, торф, нефть и т.д.) [4,6].

В телах живых организмов находятся практически все химические элементы, обозначенные в таблице Менделеева. Одни из них присутствуют в телах организмов в виде макроэлементов, другие – в виде микроэлементов. Те и другие очень важны для жизнедеятельности живых существ.

Темой нашей проектной работы стал калий. И выбор пал на этот элемент неслучайно. Калий был открыт в 1807 г. Г. Дэви, ровно 210 лет назад. На сегодняшний день нам достоверно известно, что калий принимает участие в процессах фотосинтеза, оказывает влияние на углеводный, азотный и фосфорный обмен, существенным образом сказывается на осмотических свойствах клеток. Он концентрируется в плодах и семенах, в интенсивно растущих тканях и органах растений. Однако, калию уделяется наименьшее внимание по сравнению с другими макроэлементами питания растений как в научных исследованиях, так и в практическом земледелии [8,9].

Актуальность выбранной темы заключается в том, что на сегодняшний день круговорот калия остается малоизученным не только в воздушно-наземной, но и в водной среде. Каждый год с водным стоком в Мировой океан поступает около 90 млн т этого элемента. Какая-то часть поглощается водными организмами, но значительное количество нигде не фиксируется, и последующее его перемещение неизвестно. В период активной добычи энергоресурсов человек разрушает почвы. От этого гибнет или деградирует растительный покров, загрязняются водные объекты и атмосфера, формируются отвалы пород, что приводит, в частности, к подъему уровня грунтовых вод и появлению в окружающей местности контурного кольца из озер, болот и т. д. Человек использует вещество планеты крайне неэффективно; при этом образуется огромное количество отходов, многие из которых переводятся из пассивной формы, в которой они находились в природной среде, в активную, токсичную форму. В результате биосфера «обогащается» несвойственными ей соединениями, т.е. нарушается естественное соотношение химических элементов и веществ [2,10]. Поэтому изучение биогеохимических циклов микроэлементов считаем приоритетным.

Широкое использование минеральных удобрений пока не оказывает заметного влияние на круговорот калия, однако миграция его сильно возросла в результате эрозии почв.

Принимая во внимание решающую роль данного элемента в жизнедеятельности живых организмов, мы решили проследить миграцию калия в природе.

Цель работы – изучив биогеохимический цикл калия, разработать модель круговорота данного элемента в природе, подробно рассмотрев каждое из его звеньев.

Задачи:

1. Раскрыть значение калия в природе и жизни человека, охарактеризовав его химические и физические свойства.

2. Обозначить крупные месторождения калия в мире и Республике Коми.

3. Разработать схему круговорота калия.

4. Экспериментально доказать наличие катионов калия в основных звеньях его круговорота

5. Выяснить влияние калийных удобрений на миграцию объекта исследования

Объект исследования – химический элемент калий

Предмет исследования – круговорот калия в природе

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Общее рассмотрение калия как химического элемента

Характеристика элемента в Периодической таблице Д.И.Менделеева. Калий – типичный s-металл I группы главной подгруппы. На внешней оболочке имеет один неспаренный электрон, вследствие чего является сильным восстановителем. Отдавая единственный неспаренный электрон с последнего энергетического уровня, калий образует ионы с устойчивыми конфигурациями благородных газов. Высокая восстановительная активность данного металла проявляется в очень низких значениях их потенциала (энергии) ионизации (ПИ) и электроотрицательности (ЭО).

Физические свойства. При обычных условиях калий находится в кристаллическом состоянии. Это мягкий металл, имеющий небольшую плотность по сравнению с другими металлами. Легче воды, плавает на ее поверхности, активно реагируя с ней. Металлические связи образованны делокализованными валентными электронами, удерживающими вместе положительные ионы атомов металла. Обладая большим радиусом, эти электроны распределяются по положительным ионам более «тонким слоем», следовательно, связь очень слабая. Этим объясняются низкие температуры плавления и кипения.

Распространенность в природе. Как и все остальные s-металлы, калий встречается в природе только в виде соединений, либо в составе минералов (например, хлорида калия, карбоната калия и т.д.), либо в виде ионов в морской воде. По распространенности на Земле калий занимает седьмое место.

Химические свойства.

  1. Калий – химически очень активный металл, вступая в контакт с кислородом воздуха, он окисляется и быстро тускнеет.

  2. Оксид калия может быть получен только при нагревании смеси пероксида калия с избытком металла в присутствии кислорода.

  3. При нагревании калий взаимодействует с водородом, образуя гидриды.

  4. При взаимодействии с галогенами, серой, азотом, фосфором, углеродом и кремнием образуются соответственно галогениды, сульфиды, нитриды, фосфиды, карбиды, силициды калия.

  5. С водой калий реагирует очень бурно, со взрывом, и горит фиолетовым пламенем на поверхности воды.

  6. С любыми кислотами калий также реагирует со взрывом, при этом выделяется водород.

  7. Заслуживает особого внимания реакция калия с жидким аммиаком с образованием амидов и водорода. Образующийся амид калия – кристаллическое вещество, легко гидролизующееся с образованием щелочи и аммиака.

  8. Калий взаимодействует со спиртами, образуя алкоголяты, а также с органическими кислотами. Калиевые соли используются для получения жидкого моющего средства.

Применение. Калий является одним из незаменимых питательных веществ для растений, поэтому в больших количествах его используют в качестве удобрения в форме нитрата калия. Поташ (карбонат калия) используют в производстве стекла и жидкого мыла.

1.2. Биологическая роль калия

Значение калия для животной клетки

Калий содержится во всех органах человека: 96% в клетках и 2% во внеклеточной жидкости. В организме человека находится до 30 г калия. Им насыщены клетки почек, мозга и сердца.

Калий − главный химический раздражитель в организме: усиливает сокращение мышц, участвует в нервно-мышечной возбудимости, играя роль транспорта, переносит обезвреженный аммиак к органам выделения, снижает уровень углекислоты в крови. Будучи антагонистом натрия, регулирует водный обмен, выводит из организма воду, ощелачивает мочу. Недостаток калия приводит к упадку сил, дыхания и работы сердца, возникают нервные расстройства, бессонница, плохое настроение, пошатывание, начинаются головные боли, плохо растут волосы, ногти, не заживают раны, человек не потеет, редко мочится, так как в организме задерживается вода. При непогоде, упадке атмосферного давления происходят инфаркты, инсульты, параличи, возникают тромбы, кровоизлияния и т.д. Человек должен ежедневно употреблять 3,5 г калия. Но при повышенном умственном и физическом напряжении, а также при травмах, диарее, рвоте потребность калия резко возрастает, так как калий усилено выводится из организма. В огромных количествах человек теряет калий при употреблении снотворных [7,8].

Калием богаты овощи, плоды, зеленые культуры, грибы, картофель, капуста, фасоль, соя, пастернак, петрушка, редис, свекла, помидоры, чеснок, шпинат, абрикосы, бананы, инжир, персики, черная смородина, мясо, рыба, курага. Рекордсмены: черная смородина - 350, персики - 353, белые грибы - 468, фасоль - 1100, соя - 1607 мг %.

Значение калия для жизнедеятельности растительной клетки

Калий является одним из основных элементов питания, наряду с азотом и фосфором. Функция калия в растениях, как и других необходимых для них элементов, строго специфична.

Физиологические функции калия в растительном организме разнообразны. Он оказывает положительное влияние на физическое состояние коллоидов цитоплазмы, повышает их оводненность, набухаемость и вязкость, что имеет большое значение для нормального обмена веществ в клетках, а также для повышения устойчивости растений к засухе. При недостатке калия и усилении транспирации растения быстрее теряют тургор и вянут [5,10].

Калий положительно влияет на интенсивность фотосинтеза, окислительных процессов и образование органических кислот в растениях, участвует в углеводном и азотном обмене. При недостатке калия в растении тормозится синтез белка, в результате нарушается весь азотный обмен [3].

При недостатке калия задерживается превращение простых углеводов в более сложные (олиго- и полисахариды). Калий повышает активность ферментов, участвующих в углеводном обмене, в частности сахаразы и амилазы. Этим объясняется положительное влияние калийных удобрений на накопление крахмала в клубнях картофеля, сахара в сахарной свекле и других корнеплодах. Под влиянием калия повышается морозоустойчивость растений, что связано с большим содержанием сахаров и увеличением осмотического давления в клетках [7,8].

При достаточном калийном питании повышается устойчивость растений к различным заболеваниям, например у зерновых хлебов к мучнистой росе и ржавчине, у овощных культур, картофеля и корнеплодов к возбудителям гнилей. Значительно улучшает лежкость плодов и овощей. Калий положительно влияет на прочность стеблей и устойчивость растений к полеганию, на выход и качество волокна льна и конопли.

Содержание калия в клетках растения значительно выше, чем других катионов. Внутриклеточная концентрация калия в растениях в 100-1000 раз превышает его концентрацию в почвенном растворе [1,4].

1.3. Миграция калия в природе

Среднее содержание калия в земной коре составляет 2,5%. Его количество в биомассе колеблется от 20 (в пустынях) до 2000 кг/га (в дубравах). Ежегодно в почву с биомассой возвращается от 3-5 до 300 кг/га калия. Одновременно с сельскохозяйственных угодий с урожаем выносится от 20 до 500 кг/га калия. Однако его круговорот в земледелии более благоприятен, чем фосфора. В отличие от азота и фосфора основная часть калия содержится в нетоварной части растениеводческой продукции – листьях, стеблях, соломе, что служит кормом и подстилкой. Поэтому при рациональном использовании нетоварной части урожая и навоза значительная часть калия может возвращаться в почву. Небольшое количество калия поступает в почву с семенами (около 2 кг/га и атмосферными осадками (5 кг/га). Однако ни этот калий, ни возвращенный с органическими удобрениями не может компенсировать его вынесение с урожаем или потерей из почвы [3].

На интенсивность вымывания калия из корневого слоя почвы влияют гранулометрический состав почвы, ее увлажненность (осадки, поливы), уровень залегания грунтовых вод, нормы удобрений, сельскохозяйственное использование. Часть калия сельскохозяйственных угодий теряется вследствие эрозии. Фиксация калия глинистыми минералами, его активное участие в биологическом круговороте снижают содержание калия в геологическом круговороте [7,8].

Следует отметить, что калий вместе с другими щелочными и щелочно-земельными химическими элементами аккумулировался в земной коре в процессе ее выплавления. Калий входит в состав наиболее распространенных силикатов. При их разрушении этот элемент, в основном, переходит в глинистые минералы. В то же время он частично высвобождается и вовлекается в водную миграцию. Ионы калия активно абсорбируются дисперсным минеральным веществом, а также поглощаются высшими растениями, поэтому калий более прочно удерживается в пределах суши, чем кальций и натрий. В океан некоторое количество калия выносится в виде ионов, однако большая масса элемента переносится в форме взвесей глинистых частиц. Калий активно мигрирует в системе поверхность океана – атмосфера – поверхность океана в составе аэрозолей [1,10].

    1. Месторождения калийных солей мире и в Республике Коми

В литосфере калий находится, главным образом, в виде алюмосиликатов, например, полевого шпата ортоклаза K2O·Al2O3·6SiO2, на долю которого приходится почти 18% массы земной коры. Большие отложения солей калия в сравнительно чистом виде образовались в результате испарения древних морей. Наиболее важными минералами калия для химической промышленности являются сильвин (KCl) и сильвинит (смешанная соль NaCl и KCl). Калий встречается также в виде двойного хлорида KCl·MgCl2·6h3O (карналлит) и сульфата K2Mg2(SO4)3 (лангбейнит). Массивные слои солей калия были впервые обнаружены в Стассфурте (Германия) в 1856. Из них с 1861 по 1972 в промышленных масштабах добывали поташ.

Океанская вода содержит около 0,06% хлорида калия. В некоторых внутренних водоемах, таких как озеро Солт-Лейк или Мертвое море, его концентрация может достигать 1,5%, что делает экономически целесообразной добычу элемента. В Иордании построен огромный завод, способный добывать миллионы тонн солей калия из Мертвого моря.

Крупнейшими в мире по величине запасов разрабатываемыми месторождениями калийных солей являются Верхнекамское месторождение калийно-магниевых солей в России (рис.1), Старобинское месторождение калийных солей в Белоруссии (рис.2), Саскачеванский соленосный бассейн в Канаде (рис.3), а также месторождения калийных солей в Германии (рис.4).

В настоящее время в Республике Коми имеются 2 особо значимых месторождения калия и его производной - калийной соли: село Серегово, Княжпогостский район (рис.5) ; участок "Волосницкий", Троицко-печорский район (рис.6).

Рис.5 Село Серегово, Княжпогостский район

Рис.6 Участок "Волосницкий", Троицко-печорский район

1.5. Круговорот калия и калийные удобрения

Основным калийным удобрением, выпускаемым как в нашей стране, так и за рубежом (более 90%), является калий хлористый; его «конкурент» – сернокислый калий – значительно (в разы) дороже. Неоднократно было показано, что они примерно одинаковы по эффективности воздействия на урожай и качество продукции большинства сельскохозяйственных культур, а возможное ингибирующее действие сопутствующего аниона – хлора не имеет практического значения. Различные рекламные кампании с призывами применять только «бесхлорные» калийные удобрения служат для оправдания их высокой цены. Агрономическая, экологическая и экономическая целесообразность и необходимость использования хлористого калия в земледелии доказана всей практикой мирового сельского хозяйства [14]

Использование минеральных удобрений в земледелии России, развивающихся странах, а также в ряде стран Европы находится на минимальном уровне (земледельцы вносят в почву только азотные удобрения, экономя на фосфорных и калийных).

Потребность растений в элементах питания, в том числе калии, практически полностью удовлетворяется за счет почвенного плодородия. Имеющиеся внешне неизменные запасы форм калия в нижележащих горизонтах почвы не в состоянии полноценно компенсировать истощенный калийный фонд пахотного слоя, что проявляется в значительном падении урожайности культур [16]. 

Однако, лишь 1% от общего запаса калия в почве входит в состав почвенного поглощающего комплекса и почвенного раствора, непосредственно участвуя в питании растений;

Повсеместно выращиваются калиелюбивые культуры: картофель, сахарная свекла, кукуруза, морковь, злаковые.

При получаемых низких урожаях сельскохозяйственных культур, такой режим их питания может продолжаться достаточно долго. Однако уменьшение содержания элементов питания растений в пахотных почвах, хотя и медленное во времени, неминуемо приведет к снижению или, даже, утрате почвенных экологических и хозяйственных функций, т.е. к деградации [15,16]. 

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ КРУГОВОРОТА КАЛИЯ

2.1. Первое звено круговорота калия

Катионы калия, веками находившиеся в горных и силикатных породах, под влиянием выветривания начинают высвобождаться наружу.

2.2. Второе звено круговорота калия

Катионы калия переходят в грунты и поглощаются корневой системой растений, что обеспечивает их дальнейший рост и развитие

2.3. Третье звено круговорота калия

В биологическом звене своего круговорота калий участвует в процессах фотосинтеза, существенно влияет на протекающие химические реакции. Он концентрируется преимущественно в семенах, плодах, органах и тканях растений.
Плоды растений пожинаются и перерабатываются животными.

2.4. Четвертое звено круговорота калия

Поскольку калий концентрируется в теле животного только в ионной форме, практически не образуя при этом соединений с органическими веществами, при его отмирании К+ выделяется.

2.5. Пятое звено круговорота калия

Высвободившиеся из тела животного катионы калия начинают накапливаться в почвах и грунтах

2.6. Шестое звено круговорота калия

Спустя века грунты превращаются в небольшие холмы и горы, и, как следствие, катионы калия также перемещаются в земную кору и вовлекаются в круговорот живым веществом суши (животные, растения)

3. ИТОГОВАЯ МОДЕЛЬ КРУГОВОРОТА КАЛИЯ В ПРИРОДЕ

Рис. 7. Итоговая схема круговорота калия

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ НАЛИЧИЯ ИОНОВ КАЛИЯ В ОСНОВНЫХ ЗВЕНЬЯХ ЕГО КРУГОВОРОТА

Как известно, большинство солей, образованных катионами K+, Na+, NH4+, растворимы в воде. Растворимы также и гидроксиды этих катионов. Калия и натрия гидроксиды являются сильными основаниями, гидроксид же аммония относят к основаниям слабым. Соли натрия и калия (сульфаты, нитраты, хлориды) гидролизу не подвергаются, соли же аммония и сильных кислот гидролизу подвергаются (в результате гидролиза растворов этих солей создается кислая среда). Водные растворы солей катионов I группы бесцветны.

Проблема заключается в том, что группового реактива I группа катионов не имеет.

Для обнаружения ионов калия применяются следующие реактивы:

  1. Натрия гексанитрокобальтат (III) – Na3[Co(NO2)6]

  2. Винная (виннокаменная) кислота H2C4H4O6 и натрия гидротартрат NaHC4H4O6

  3. Тетрафенилборат натрия Na[B (C6H5)4]

Следует помнить, что ион аммония показывает одинаковую качественную реакцию с первыми двумя реактивами, следовательно, они не подходят для качественного обнаружения ионов калия.

В третьем случае для устранения вредного влияние ионов аммония на качественное обнаружение катионов калия реакцию необходимо провести в щелочной среде.

4.1. Материал и методика исследования

1. Получение вытяжки с катионами калия.

В химические стаканы с 2 мл концентрированной соляной кислоты в каждом добавили по 2 г тертых грецких орехов, перетертой черной смородины, филе рыбы, почвы. Через 3-5 минут полученные растворы отфильтровали до получения однородной фракции.

  1. Приготовление реактива тетрафенилбората натрия:

К свежеприготовленному раствору реактива Гриньяра (фенилмагнийбромид) в эфире добавили трифторид бора с последующим добавлением хлорида натрия.

  1. Проведение качественных реакций на обнаружение катионов калия:

На темную стеклянную пластинку поместили каплю вытяжки и 1 каплю тетрафенилбората натрия. Если имеются катионы калия, то капля вытяжки мутнеет или выделяется кристаллический осадок.

4.2. Результаты исследования

Добавление тетрафенилбората натрия к исследуемым образцам показало качественную реакцию на ионы калия: капля вытяжки мутнела в каждом случае и появлялся кристаллический осадок при выпаривании.

Рис.8. Подготовка образцов с листьями растений, землей, грецким орехом (плод)

Рис.9 Приготовление вытяжки: добавление к образцам концентрированной соляной кислоты

Рис.10 Фильтрация получившихся растворов

Рис. 11 Появление мутного осадка в исследуемых образцах

ВЫВОДЫ

В ходе своей работы:

1. Мы раскрыли значение калия в природе и жизни человека.
2. Нами были обозначены основные месторождения калийных солей в мире.
3.В результате анализа литературных данных была разработана схема круговорота калия.
4. Экспериментальным путем было доказано наличие ионов калия в основных звеньях круговорота.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

Калий - один из важнейших  биогенных элементов, постоянно присутствующий во всех клетках всех организмов. Ионы калия К+ участвуют в работе ионных каналов и регуляции проницаемости биологических мембран, в генерации и проведении нервного импульса, в регуляции деятельности сердца и других мышц, в различных процессах обмена веществ. В поддержании гомеостаза в растительных организмах исключительная роль принадлежит калию. Потребность растений в элементах питания, в том числе калии, практически полностью удовлетворяется за счет почвенного плодородия. Имеющиеся внешне неизменные запасы форм калия в нижележащих горизонтах почвы не в состоянии полноценно компенсировать истощенный калийный фонд пахотного слоя, что проявляется в значительном падении урожайности культур и низком содержании калия в животном организме. А это в свою очередь сказывается на процессах жизнедеятельности организмов.

ЛИТЕРАТУРА

  1. http://supramolecularchemistry.blogspot.ru/ - 12.03.2017 \ электронный ресурс

  2. http://su0.ru/VvbT - 16.03.2017 \ электронный ресурс

  3. http://www.randrs.ru/photo/285-0-5167 - 17.032017 \ электронный ресурс

  4. https://xreferat.com/108/1253-1-fosfor-i-ego-soedineniya.html - 16.03.2017 \ электронный ресурс

  5. https://www.pressfoto.ru/image-1429624 - 16.03.2017 \ электронный ресурс

  6. https://goo.gl/kQUt9L - 13.02.2017 \ электронный ресурс

  7. https://demiart.ru/forum/lofi/index.php/t16438.html - 14.03.2017 \ электронный ресурс

  8. http://nefrolab.ru/kidney-sickness/other-pathologies/simptomy-angiomiolipomy-pochek-i-lechenie.html - 14.03.2017 \электронный ресурс

  9. http://clubbrain.ru/referatu-geoximiya/ximicheskij-element-kalij/ - 12.03.2017 \ электронный ресурс

  10. https://lifegid.com/bok/1616-kaliy-k-makroelement.html - 12.03.2017 \электронный ресурс

  11. Аксенов Г. «В.И. Вернадский. Материалы к биографии».- Москва, 1988 г. \ методический ресурс

  12. Винокурова Н.Ф. «Глобальная экология, 10-11 класс. Профильный уровень» – 1998 г. \ методический ресурс

  13. Пономарева И.Н «Биология, 10 класс. Углубленный уровень» , 2014 год – 11.03.2017 \ Методический ресурс

  14. Прокошев В.В., Дерюгин И.П. Калий и калийные удобрения. – М.: Ледум, 2000. – 185 с.

  15. Якименко В.Н. Изменение содержания форм калия по профилю почвы в агроценозах // Агрохимия. – 2007. – № 3. – с. 5–11.

  16. Якименко В.Н. Калий в агроценозах Западной Сибири. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2003. – 231 с.

Естественный углеродный цикл - Энергетическое образование

На этой странице обсуждается естественный углеродный цикл Земли - чтобы узнать о влиянии человека на этот цикл, щелкните здесь

Естественный цикл углерода - это естественный поток углерода по всему земному шару в различных формах, таких как диоксид углерода или метан. Этот углерод движется через атмосферу, океан, земную биосферу и литосферу. Природный углеродный цикл поддерживается почти в равновесии; животные и растения выделяют CO 2 в атмосферу посредством дыхания, а растения поглощают его посредством фотосинтеза.Океан также циркулирует CO 2 с атмосферой в почти идеальном балансе. Этот процесс обеспечивает быстрый цикл углерода, при этом типичная молекула CO 2 проводит в атмосфере всего около 5 лет. [1]

В широком понимании углеродного цикла есть различные ключевые циклы, от суши до воздуха и океана. На рисунке 1 ниже показаны все циклы, о которых будет рассказано на этой странице.

циклов

Два основных цикла - это цикл земля-атмосфера и цикл океан-атмосфера.Оба они происходят в очень разных временных масштабах: наземный цикл происходит с высокой скоростью, а океанский цикл намного медленнее.

  • Земля-атмосфера - этот цикл происходит через два основных драйвера; фотосинтез и дыхание. При фотосинтезе углекислый газ поглощается из атмосферы, чтобы создать топливо для растений, в то время как дыхание потребляет кислород и производит углекислый газ. Дыхание также происходит через разлагающееся вещество, в котором соединения, составляющие вещество, разлагаются бактериями, которые потребляют кислород вместе с веществом для производства энергии и углекислого газа. [2]
  • Океан-атмосфера - движущим механизмом этого цикла является разница в парциальном давлении углекислого газа между океаном и атмосферой (парциальное давление - это давление, которое газ имел бы, если бы он занимал весь объем смешанных растворов, в данном случае объем океана и атмосферы). Это давление зависит как от температуры океана, так и от местного морского фотосинтеза. Чем ниже температура океана, тем меньше выделяется углерода (так же, как горячий стакан с поп-напитком быстрее становится плоским).Поэтому некоторые районы океана поглощают углерод (сток углерода), а некоторые выделяют углерод (источник углерода). [2]
Рис. 1. Углеродный цикл Земли. Числа представляют собой массу углерода в гигатоннах (не молекул, а только углерода), которая проходит через год. Желтый текст - это естественный углеродный цикл, красный текст показывает влияние человека. [3] Обратите внимание, что 9 гигатонн углерода, которые выделяют люди (~ 35 гигатонн двуокиси углерода), становятся дополнительными 4 гигатоннами в атмосфере, дополнительными 3 гигатоннами фотосинтеза и дополнительными 2 гигатоннами в океане каждый год.Вот как люди меняют естественный углеродный цикл.

Влияние человека на этот естественный цикл

основная статья

Известно, что человеческая деятельность отрицательно влияет на этот цикл. Как видно на рисунке выше, человеческий фактор (все красные числа) приводит к чистому увеличению атмосферы, почвы и океанов. Это чистое увеличение связано с тем, что люди извлекают богатое углеродом ископаемое топливо из-под земли, которое в противном случае не было бы частью цикла, и вводят его в него путем сжигания.Чтобы узнать больше об этом, посетите основную статью.

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. ↑ Р. Вольфсон, «Углерод: более пристальный взгляд» в Энергия, окружающая среда и климат , 2-е изд., Нью-Йорк, Нью-Йорк: W.W. Norton & Company, 2012, гл. 13, сек. 5. С. 357-361.
  2. 2,0 2,1 М. Мельерес и К. Марешал, «Потепление в 20-м веке», в Изменение климата: прошлое, настоящее и будущее 1-е изд., Великобритания: Wiley, 2015, гл.29, сек. 1, с. 298-301
  3. ↑ Wikimedia Commons [Интернет]. (5 июня 2015 г.). Доступно: http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_cycle#/media/File:Carbon_cycle.jpg
.

WebElements Периодическая таблица »Калий» свойства соединений

  • руб.
    Na мг
    К Ca
    Sr
  • Актиний ☢
  • Алюминий
  • Алюминий
  • Америций ☢
  • Сурьма
  • Аргон
  • Мышьяк
  • Астатин ☢
  • Барий
  • Берклиум ☢
  • Бериллий
  • висмут
  • Бориум ☢
  • Бор
  • Бром
  • Кадмий
  • Цезий
  • Кальций
  • Калифорний ☢
  • Углерод
  • Церий
  • Цезий
  • Хлор
  • Хром
  • Кобальт
  • Copernicium ☢
  • Медь
  • Кюрий ☢
  • Дармштадтиум ☢
  • Дубний ☢
  • Диспрозий
  • Эйнштейний ☢
  • Эрбий
  • Европий
  • Фермий ☢
  • Флеровий ☢
  • Фтор
  • Франций
  • Гадолиний
  • Галлий
  • Германий
  • Золото
  • Гафний
  • Калий ☢
  • Гелий
  • Гольмий
  • Водород
  • Индий
  • Йод
  • Иридий
  • Утюг
  • Криптон
  • Лантан
  • Лоуренсий ☢
  • Свинец
  • Литий
  • Ливерморий ☢
  • Лютеций
  • Магний
  • Марганец
  • Мейтнерий ☢
  • Менделевий ☢
  • Меркурий
  • Молибден
  • Московиум ☢
  • Неодим
  • Неон
  • Нептуний
  • Никель
  • Нихоний ☢
  • Ниобий
  • Азот
  • Нобелий
  • Оганессон ☢
  • Осмий
  • Кислород
  • Палладий
  • фосфор
  • Платина
  • Плутоний ☢
  • Полоний
  • Калий
  • Празеодим
  • Прометий ☢
  • Протактиний ☢
  • Радий ☢
  • Радон ☢
  • Рений
  • Родий
  • Рентген ☢
  • Рубидий
  • Рутений
  • Резерфорд ☢
  • Самарий
  • Скандий
  • Сиборгий ☢
  • Селен
  • Кремний
  • Серебро
.

Источники, недостатки, передозировка, лечение и многое другое

Если вы купите что-либо по ссылке на этой странице, мы можем получить небольшую комиссию. Как это работает.

Калий - это минерал, который содержится в продуктах, которые вы едите. Это еще и электролит. Электролиты проводят электрические импульсы по всему телу. Они помогают выполнять ряд основных функций организма, в том числе:

  • кровяное давление
  • нормальный водный баланс
  • мышечные сокращения
  • нервных импульсов
  • пищеварение
  • сердечный ритм
  • баланс pH (кислотность и щелочность)

Ваш организм не производит калий естественным путем.Итак, важно употреблять правильный баланс продуктов и напитков, богатых калием.

Недостаточное потребление калия может привести к серьезным проблемам со здоровьем. Однако чрезмерное употребление может вызвать временные или долгосрочные проблемы со здоровьем.

Здоровые почки поддерживают нормальный уровень калия в организме, поскольку они выводят излишки калия с мочой.

Самый распространенный источник калия - пища. Источники, богатые калием, включают:

  • фруктов, таких как абрикосы, бананы, киви, апельсины и ананасы
  • овощей, таких как листовая зелень, морковь и картофель
  • нежирное мясо
  • цельнозерновые
  • бобы и орехи

Большинство людей получают достаточно калия, соблюдая сбалансированную диету.При низком уровне калия врач может назначить минерал в форме добавки. Если у вас серьезный дефицит, вам может потребоваться внутривенное (IV) лечение.

Определенные состояния могут вызывать дефицит калия или гипокалиемию. К ним относятся:

Симптомы гипокалиемии различаются в зависимости от того, насколько серьезен ваш дефицит.

Временное снижение уровня калия может не вызывать никаких симптомов. Например, если вы сильно потеете после тяжелой тренировки, уровень калия может нормализоваться после еды или питья электролитов до того, как будет нанесен какой-либо ущерб.

Однако серьезные недостатки могут быть опасны для жизни. Признаки дефицита калия включают:

  • крайняя усталость
  • мышечные спазмы, слабость или спазмы
  • нерегулярное сердцебиение
  • запор, тошнота или рвота

Гипокалиемия обычно диагностируется с помощью анализа крови. Ваш врач может также назначить электрокардиограмму вашего сердца и анализ газов артериальной крови для измерения уровня pH в вашем теле.

Магазин калиевых добавок.

Слишком много калия может вызвать гиперкалиемию. Это редко бывает у людей, которые придерживаются сбалансированной диеты. Факторы риска передозировки включают:

  • прием слишком большого количества добавок калия
  • заболевание почек
  • длительные физические упражнения
  • употребление кокаина
  • калийсберегающие диуретики
  • химиотерапия
  • очевидный диабет
  • тяжелые ожоги

  • слишком много калия - нарушение сердечного ритма (аритмия).Тяжелые случаи могут привести к летальному исходу.

    Люди с легкими формами повышенного содержания калия редко имеют заметные симптомы. Ваш врач должен периодически назначать анализ крови, если у вас есть какие-либо факторы риска.

    Существуют различные методы лечения несбалансированного уровня калия, которые зависят от того, слишком ли высокий у вас уровень или слишком низкий.

    Гипокалиемия (низкая)

    Добавки калия обычно являются первым курсом действий при слишком низких уровнях. Добавки наиболее эффективны, если ваши почки в хорошей форме.

    Тяжелая гипокалиемия может потребовать внутривенного лечения, особенно если у вас аномальное сердцебиение.

    Калийсберегающие диуретики могут избавить организм от избытка натрия. Это поможет нормализовать уровень электролитов. Но некоторые мочегонные средства и добавки калия могут оказывать резкое воздействие на пищеварительный тракт.

    Попросите врача дать вам таблетки, покрытые воском, чтобы предотвратить проблемы с пищеварением. Только люди с нормальной функцией почек могут использовать калийсберегающие диуретики.

    Гиперкалиемия (высокая)

    Легкие случаи гиперкалиемии можно лечить с помощью рецептурных препаратов, которые увеличивают выведение калия.Другие методы включают мочегонные средства или клизму.

    В тяжелых случаях может потребоваться более сложное лечение. Диализ почек может удалить калий. Это лечение предпочтительнее при почечной недостаточности.

    Людям со здоровыми почками врач может порекомендовать инсулин и глюкозу. Они помогают транспортировать калий из крови к клеткам для удаления.

    Ингалятор альбутерола также может снизить опасно высокие уровни. Глюконат кальция можно временно использовать для стабилизации сердца и снижения риска серьезных сердечных осложнений, связанных с гиперкалиемией.

    Изменения калия в организме могут не вызывать беспокойства, если у вас нет факторов риска. Здоровых почек часто бывает достаточно, чтобы регулировать калий в организме.

    Медицинские условия, влияющие на уровни, следует регулярно контролировать. Позвоните своему врачу, если у вас возникнут необычные симптомы.

    .

    10 фактов о круговороте воды - природа, наука, эксперименты и многое другое

    1. Определение: процесс конденсации, инфильтрации, стока, испарения, осаждения и транспирации
    2. Другое название: Гидрологический цикл
    3. Состав: 3% воды в круговороте воды не соленая
    4. Возобновляемый: Нет. Вода - один из немногих ресурсов, которые не могут быть созданы человеком
    5. Движущая сила: Солнце - движущая сила всего круговорота воды
    6. Эффект: Изменения в состоянии круговорота воды вызывают изменения энергии в атмосфере
    7. Водоносные горизонты: название подземных камер, в которых хранится вода
    8. Хранение: вода хранится на поверхности земли, в ледяных шапках или ледниках
    9. Поставка: круговорот воды ограничен - у нас нет бесконечного запаса
    10. Состав: Вода в круговороте состоит из двух элементов: водорода и кислорода.Его химическая формула - h3O
    11. .
    1. Природа: круговорот воды помогает регулировать температуру Земли
    2. Наука: химические вещества, которые мы используем, влияют на круговорот воды
    3. Наука: вода существует более чем в одном состоянии в круговороте воды
    4. Природа: изменения климата означают изменения круговорота воды
    5. Эксперимент: вы можете создать свой собственный мини-круговорот воды
    1. Наш круговорот воды может быть намного старше, чем вы думаете
    2. Мы могли бы пить ту же воду, что и динозавры
    3. Круговорот воды создает только 1% воды, пригодной для использования людьми
    4. Растения потеют, как и люди!
    5. Каждая буханка хлеба, которую мы съедаем, забирает 570 галлонов воды из круговорота воды - без нее промышленность не сможет выжить

    Факты о круговороте воды Инфографика

    Круговорот воды помогает регулировать температуру Земли

    Почему так важен круговорот воды? Все мы знаем, насколько важно поддерживать водный баланс, чтобы оставаться здоровыми и наши органы могли нормально функционировать.Но знаете ли вы, что то же самое и с планетой? Основная причина важности круговорота воды заключается в том, что без него Земля стала бы либо слишком теплой, либо слишком холодной, создавая проблемы в ядре планеты. Земля нуждается в воде, чтобы иметь возможность правильно поддерживать свою температуру.

    Химические вещества, которые мы используем, влияют на круговорот воды

    Как работает водный цикл

    Факты о круговороте воды показывают нам, что все взаимосвязано, хотя поначалу это может показаться не таким очевидным.Все, что мы, люди, смываем в канализацию - будь то химикаты, используемые в сельском хозяйстве, или остатки мыла, когда мы моем руки, тело и волосы, - оказывается в земле и в водопроводе. Загрязнение воздуха в конечном итоге обрушивается на нас - от авиации или просто от таких вещей, как газы, используемые в промышленности, или от автомобилей и грузовиков. Все это тоже попадает в грунтовые воды. Это влияет на все этапы круговорота воды - конденсация, инфильтрация, сток, испарение, осадки и транспирация.Явление кислотных дождей было частично вызвано этими проблемами.

    Читайте также: Удивительные факты о географии

    Вода существует более чем в одном состоянии в круговороте воды

    Вода на самом деле имеет три разных состояния. Очевидно, он может существовать в виде жидкости, но также может быть классифицирован как пар и лед. Стадии круговорота воды означают, что количество воды на Земле в значительной степени постоянно, но степень существования воды в твердом, жидком или газообразном состоянии всегда будет варьироваться.Ученые полагают, что в ближайшие годы изменение климата начнет оказывать на это большее влияние.

    Изменения климата означают изменения круговорота воды

    Прогноз осадков 2060-2069 гг.

    Факты о круговороте воды во многом связаны с погодой. В периоды более холодных климатических условий (например, в последний ледниковый период) образуется больше ледников и ледяных шапок, уменьшая количество воды в других частях цикла. Когда мы переживаем более теплые климатические периоды, происходит обратное, и ледяные шапки снова тают.Это происходит снова сейчас, и в 2007 году ученые из Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC) предположили, что из-за глобального потепления круговорот воды в 21 веке усилится. Это означает, что в районах с большим количеством осадков количество осадков увеличится, но засушливые районы мира в конечном итоге могут столкнуться с большей засухой!

    Вы можете создать свой собственный мини-круговорот воды

    Вы можете создать свой собственный эксперимент с круговоротом воды, чтобы увидеть, как происходят явления, и увидеть трансформации в миниатюре.Возьмите большую миску и наполните ее водой. В центре поставьте небольшой горшок. Накройте это полиэтиленовой пленкой и положите на нее небольшой груз. Если вы оставите это на солнечном подоконнике на несколько дней, вы должны увидеть, как происходят процессы круговорота воды: вода начнет испаряться, она конденсируется и охлаждается на пищевой пленке, а затем упадет в горшок в виде «Дождь».

    Наш круговорот воды может быть намного старше, чем вы думаете

    Когда вы открываете кран, из него выходит свежая, чистая и очищенная вода.Однако один из действительно удивительных фактов о круговороте воды, который мы знаем, заключается в том, что грунтовые воды под поверхностью земли, образующиеся в результате стока, могут быть действительно очень старыми. Фактически, ему могут быть тысячи лет, прежде чем он сдвинется и переместится на поверхность. У этой воды даже есть особое название - ископаемая вода. К тому времени, когда вы начнете пить, это совершенно безопасно!

    Мы могли бы пить ту же воду, что и динозавры

    Как и следовало ожидать, факты круговорота воды показывают, что круговорот воды - это нечто, что находится в постоянном движении, и, как таковые, этапы круговорота воды означают, что вода постоянно используется повторно.В следующий раз, когда вы нальете себе стакан или встанете под душ, помните, что вода, которую вы пьете или очищаете, вполне может быть той же воды, которую пили динозавры миллионы лет назад. Удивительная мысль!

    Круговорот воды создает только 1% воды, пригодной для использования людьми

    Конечное предназначение воды

    Географические факты о круговороте воды показывают, что планета Земля примерно на 70% состоит из воды, 97% которой составляет соленая вода, и поэтому небезопасно для людей потреблять или использовать в сельском хозяйстве для выращивания сельскохозяйственных культур.Из оставшихся 3% 2% активно хранятся в ледниках или ледяных шапках. Остается лишь крошечный 1%, который безопасен для нас и, следовательно, должен отвечать всем нашим потребностям и требованиям. Звучит не так уж и много, но если учесть, что у нас сейчас такое же количество воды на планете, как когда она впервые образовалась, мы, кажется, справляемся нормально!

    Читайте также: Топ-20 фактов о вулканах Типы образований Расположение Подробнее

    Растения потеют, как и люди!

    Мы, люди, потеем, когда согреваемся или делаем упражнения.Это способ нашего тела охладить нас. Один из элементов круговорота воды называется транспирацией, и, если ее разложить до простейшего уровня, это, по сути, процесс «потоотделения» растений. Его естественный способ, особенно во время засухи и очень сухой, засушливой погоды, вернуть в воздух больше влаги.

    На каждую буханку хлеба, которую мы съедаем, требуется 570 галлонов воды из круговорота воды

    Один из интересных статистических фактов о круговороте воды заключается в том, что промышленность не могла справиться без круговорота воды.На каждую тонну стали, производимой в мире, требуется более 8 000 кубических футов воды. Для каждого производимого нового автомобиля требуется 5 200 кубических футов воды, включая производство шин. В сельском хозяйстве требуется более 2,5 галлонов воды для выращивания одного помидора и более 11 галлонов воды для выращивания одного апельсина. Вероятно, самая удивительная статистика заключается в том, что на каждую буханку хлеба приходится 570 галлонов воды из используемого водного цикла.

    Факты о круговороте воды - Факты о круговороте воды Сводка

    Факты о круговороте воды говорят нам, что вся наша вода перерабатывается, а часть ее может быть очень старой! Фактически, мы могли мыться и пить воду, которую динозавры использовали миллионы лет назад.Из всей воды на Земле только 1% пригоден для использования человеком. Вода испаряется с земли, превращается в облака, выпадает в виде дождя, мокрого снега или снега, и весь процесс продолжается бесконечно в цикле. Растения могут потеть, и этот процесс называется транспирацией - важной частью круговорота воды. Промышленность и сельское хозяйство во многом зависят от круговорота воды. .

    Смотрите также