Anar al contingut

Substància húmica

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià

Les substàncies húmiques (HS) són composts orgànics que són components importants del humus, la principal fracció orgànica del sol, la turba i el carbó (i també un component de molts rieres de terres altes, llac distróficos i aigua de l'oceà). Durant els sigles XIX i XX, les substàncies húmiques a sovint li'ls caracterisava, tenint com a base la teoria àcit-base, que descrivia els àcit húmics (AH) com àcit orgànics i els seus bases conjugades, els humatos, com a components importants de la matèria orgànica. Des d'este punt de vista, els àcit húmics es varen definir com a substàncies orgàniques extretes del sol que coagulan (formen menuts trossos sòlits) quan es acidifica un extracte de base forta, mentres que els àcit fúlvicos (AF) són àcits orgànics que permaneixen solubles (permaneixen dissolts) quan es acidifica un extracte de base forta. La partix restant del humus insoluble en álcali es denominaria humina.

La matèria húmica aisladamente és el resultat d'una extracció química de la matèria orgànica del sol o de la matèria orgànica dissolta i representen les molècules húmiques distribuïdes en el sol o l'aigua.[1][2][3] Una nova comprensió veu les substàncies húmiques no com macropolímeros d'alt pes molecular, sino com a components heterogéneus i relativament menuts de la matèria orgànica del sol, autoensamblados en associacions supramoleculares i composts per una varietat de composts d'orige biològic i sintetisats per reaccions abióticas i biòtiques en sol.[4] És la gran complexitat molecular del humeoma del sol[5] lo que li conferix a la matèria húmica la seua bioactivitat en el sol i el seu paper com a promotor del creiximent vegetal.[6]


La definició de substàncies húmiques està en debat, ya que la "humificación" deixa de ser un cas especial, lo que du a algunes definicions que comprendre tota la matèria orgànica del sol. Uns atres proponen no basar-se en l'extracció alcalina i analisar directament el sol, pero la seua complexitat impedix una adopció generalisada en l'agricultura.[7] En la pràctica, açò significa que algunes fonts poden aplicar un anàlisis àcit-base tradicional al compost i després expressar els resultats en térmens de "substàncies húmiques".[8]

Formació i descripció

[editar | editar còdic]

L'Existixen tres teories principals per a explicar la formació de substàncies húmiques:

  • La teoria de la lignina de Waksman (1932)
  • La teoria dels polifenoles
  • La teoria de la condensació de sucre-amina de Maillard (1911)[9][10]


Eixes teories són insuficients per a donar conte de les observacions en l'investigació del sol.[11] Les substàncies húmiques es formen per la degradació microbiana de la matèria vegetal morta, com la lignina i el carbó vegetal.[12][13] Les substàncies húmiques en el laboratori són molt resistents a una major biodegradación. Les propietats i l'estructura precises d'una mostra donada depenen de la font d'aigua o sol i de les condicions específiques d'extracció. No obstant, les propietats promig de les substàncies húmiques produïdes en laboratori de diferents fonts són notablement similars.

Fraccionament

[editar | editar còdic]

Les substàncies húmiques en sols i sediment es poden dividir en tres fraccions principals: àcit húmics, àcits fúlvicos i humina. La seua presència i abundància relativa es infiere per extracció en laboratori.


  • Els àcit húmics i fúlvicos s'extrauen com un sol coloidal del sol i atres fonts de fase sòlida en una solució acuosa fortament bàsica d'hidròxit de sodi o hidròxit de potassi.[14]
    • Els àcit húmics es precipiten d'esta solució ajustant el pH a 1 en àcit clorhídric.
      • La porció soluble en alcohol de la fracció húmica es denomina, en general, àcit úlmico.
      • Els cridats "àcit húmics grisos" (GHA) són solubles en mijos alcalinos de baixa força iònica.
      • Els "àcit húmics marrons" (BHA) són solubles en condicions alcalinas, independentment de la força iònica.
    • Els àcit fúlvicos es deixen en solució a pH 1. Permaneixen solubles independentment del pH i la força iònica.[15]
  • La humina és insoluble en álcali diluït.

L'àcit húmic, tal com es produïx tradicionalment en un laboratori, no és un sol àcit; més be, és una mescla complexa de molts àcit diferents que contenen grups carboxilo i fenolato, de modo que la mescla es comporta funcionalmente com un àcit dibásico o, en ocasions, com un àcit tribásico. L'àcit húmic usat per a esmenar el sol es fabrica usant estos mateixos procediments ben establits. Els àcit húmics poden formar complexos en ions que es troben comunament en el mig ambient, creant coloide húmics.[16]

Com a suplement nutricional, l'àcit fúlvico es pot trobar en forma líquida com a component dels coloide minerals. Els àcit fúlvicos són polielectrolitos i són coloide únics que es difonen fàcilment a través de les membranes, mentres que tots els demés coloide no ho fan.[17]


Es pot utilisar un fraccionament químic seqüencial cridat Humeómica per a aïllar fraccions húmiques més homogénees i determinar les seues estructures moleculars per mig de métodos espectroscópicos i cromatogràfics alvançats.[18] Les substàncies identificades en extractes húmics i directament en el sol inclouen àcits mona, vaig donar i trihidroxicarboxílicos, àcit grassos, àcits dicarboxílicos, alcohols llineals, àcit fenòlics, terpenoides, carbohidrats i aminoàcits.[19]

Crítica

[editar | editar còdic]

Els productes de descomposició dels materials vegetals morts formen associacions íntimes en els minerals, lo que dificulta aïllar i caracterisar els components orgànics del sol. Els químics del sol de el XVIII varen utilisar en èxit l'extracció alcalina per a aïllar una part dels constituents orgànics del sol. Açò va conduir a la teoria de que un procés de 'humificación' creava 'substàncies húmiques'; més comunament 'àcit húmic', 'àcit fúlvico' i 'humina'.[11] No obstant, estes substàncies húmiques no s'han observat en el sol.[20] Encara que la teoria de la 'humificación' no està respalada per evidència. Els intents de redefinir les 'substàncies húmiques' en térmens vàlits han donat com resultat una proliferació de definicions incompatibles, "...en implicacions de gran alcanç més allà de la nostra capacitat per a comunicar processos i propietats del sol científicament precisos".[11]

Característiques químiques

[editar | editar còdic]

En la naturalea

[editar | editar còdic]

Des de les albors de la química moderna, les substàncies húmiques es troben entre les més estudiades entre els materials naturals. A pesar d'un llarc estudi, la seua estructura molecular i química seguix sent difícil d'alcançar. L'opinió tradicional és que les substàncies húmiques són heteropolicondensados, en diverses associacions en argila.[21] Una opinió més recent és que les molècules relativament chicotetes també juguen un paper.[22] Les substàncies húmiques representen del 50 al 90 % de la capacitat d'intercanvi catiónico. De la mateixa manera que l'argila, el carbó vegetal i el humus coloidal contenen nutrients catiónicos.[23]

En extractes solubles en bases tradicionals

[editar | editar còdic]
Archiu:Humic acid.svg
Eixemple d'un àcit húmic típic, que té una varietat de components que inclouen restants de quinona, fenol, catecol i sucre[24]

Una substància húmica típica és una mescla de moltes molècules, algunes de les quals es basen en un motiu de núcleus aromàtics en sustituyentes fenòlics i carboxílics, units entre sí; l'ilustració mostra una estructura típica. Els grups funcionals que més contribuïxen a la càrrega superficial i la reactivitat de les substàncies húmiques són els grups fenòlics i carboxílics.[24] Els àcit húmics es comporten com a mescles d'àcits dibásicos, en un valor de pK1 al voltant de 4 per a la protonación de grups carboxilo i al voltant de 8 per a la protonación de grups fenolato. Existix una considerable similitut general entre els àcit húmics individuals.[25] Per esta raó, els valors de pK medits per a una mostra donada són valores promig relacionats en les espècies constituents. L'atra característica important és la densitat de càrrega. Les molècules poden formar una estructura supramolecular unida per forces no covalente, com la força de van der Waals, els enllaços π-π i CH-π.[22]


La presència de grups carboxilato i fenolato li dona als àcit húmics la capacitat de formar complexos en ions com a Mg2+, Ca2+, Fe2+ i Fe3+. Molts àcit húmics tenen dos o més d'estos grups disposts per a permetre la formació de complexos de quelat.[26] La formació de complexos (quelat) és un aspecte important del paper biològic dels àcit húmics en la regulació de la biodisponibilidad dels ions metàlics.[25]


Referències

[editar | editar còdic]
  1. ↑ Chemical and Biological Technologies in Agriculture.3(1)
    23, s40538–016–0076-2.ISSN 2196-5641.doi:10.1186/s40538-016-0076-2.
  2. ↑ Science of The Total Environment.586
    807–816.doi:10.1016/j.scitotenv.2017.02.059.
  3. ↑ «Source Materials for International Humic Substances Society Samples». Consultat el 2020-07-22.
  4. ↑ Piccolo, Alessandro; Spaccini, Riccardo; Drosos, {{{nom3}}}; Vinci, {{{nom4}}} (2018). The Molecular Composition of Humus Carbon: Recalcitrance and Reactivity in Soils (en en), Elsevier, pp. 87–124. doi:10.1016/b978-0-12-811687-6.00004-3. ISBN 978-0-12-811687-6.
  5. ↑ (2011).Biomacromolecules.12(4)
    1187–1199.doi:10.1021/bm101488i.
  6. ↑ Chemical and Biological Technologies in Agriculture.1(1)
    3.ISSN 2196-5641.doi:10.1186/2196-5641-1-3.
  7. ↑ Nature.528(7580)
    60–68.ISSN 0028-0836.doi:10.1038/nature16069.
  8. ↑ The Scientific World Journal.2013
    276235.doi:10.1155/2013/276235.
  9. ↑ Stevenson, F.J. (1994). Humus Chemistry: Genesis, Composition, Reactions, Wiley & Sons, New York, 1994, pp. 188-210. ISBN 0471594741.
  10. ↑ Tan, K. H. (2014). Humic matter in soil and the environment: principles and controversies. 2nd ed. Boca Ranton: CRC Press. ISBN 1482234459.
  11. ↑ 11,0 11,1 11,2 Nature.528(7580)
    60–8.doi:10.1038/nature16069.
  12. ↑ Erro en la seqüencia d'órdens: no existix el mòdul «Citas».
  13. ↑ (2012).Environmental Science and Technology.46(17)
    9571–9576.doi:10.1021/és301107c.
  14. ↑ (2009).J Agric Food Chem.57(8)
    3266–72.doi:10.1021/jf8035353.
  15. ↑ Soil Science.166(11)
    738–751.doi:10.1097/00010694-200111000-00003.
  16. ↑ «Effects of Humic Acid on Animals and Humans: An Overview of Literature and a Review of Current Research». vet servis.
  17. ↑ (1984).Journal of the Chemical Society, Chemical Communications.(23)
    1565–6.doi:10.1039/C39840001565. (Note: this paper represents an attempt to produïx fulvic acid, but the real extract is again a mixture of variable composition.)
  18. ↑ (2012).Analytica Chimica Acta.720
    77–90.doi:10.1016/j.aca.2012.01.027.
  19. ↑ (2018).Land Degradation & Development.29(6)
    1792–1805.doi:10.1002/ldr.2989.
  20. ↑ Weil, Ray R.; Brady, {{{nom2}}} (2017). The Nature and Properties of Soils, 15th edició (en en), Columbus, Ohio: Pearson Education, p. 549. OCLC 936004363. ISBN 978-0-13-325448-8. «[new analytical techniques have] found very little in the way of humic macromolecules in mineral soils. Instead, evidence suggests that the alkali extraction process itself actually creates giant polymers from smaller biomolecules.»
  21. ↑ Erro en la seqüencia d'órdens: no existix el mòdul «Citas».
  22. ↑ 22,0 22,1 Piccolo, A. (2002). The Supramolecular structure of humic substances. A novell understanding of humus chemistry and implications in soil science, pp. 57–134. doi:10.1016/S0065-2113(02)75003-7. ISBN 978-0-12-000793-6.
  23. ↑ Weil, Ray R.; Brady, {{{nom2}}} (2016). The Nature and Properties of Soils, 15th edició (en en), Columbus: Pearson, p. 554. OCLC 942464649. ISBN 9780133254488. «Humus accounts for 50 to 90% of cation exchange capacity. Like clays, humus colloids and high surface area char hold nutrient cations»
  24. ↑ 24,0 24,1 Stevenson F.J. (1994). Humus Chemistry: Genesis, Composition, Reactions, New York: John Wiley & Sons.
  25. ↑ 25,0 25,1 Ghabbour, E.A.; Davies, G. (Editors), {{{nom2}}} (2001). Humic Substances: Structures, Models and Functions, Cambridge, U.K.: RSC publishing. ISBN 978-0-85404-811-3.
  26. ↑ (1994).Computers and Geosciences.20(6)
    973–1023.doi:10.1016/0098-3004(94)90038-8.
Obtingut de «https://www.lenciclopedia.org/w/index.php?title=Substància_húmica&oldid=793115»