Doklady ChemistryDoklady ChemistryДоклады Российской академии наук. Химия, науки о материалах2686-95353034-5111The Russian Academy of Sciences65194310.31857/S2686953523600137ATLHPOPHYSICAL CHEMISTRYФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯEFFECT OF pH ON MOLECULAR ASSOCIATIONS IN FULVIC ACID SOLUTIONSВлияние рН на надмолекулярные образования в растворах фульвокислотFedotovG. N.ФедотовГ. Н.gennadiy.fedotov@gmail.comShobaS. A.ШобаС. А.gennadiy.fedotov@gmail.comGorepekinI. V.ГорепекинИ. В.gennadiy.fedotov@gmail.comSalimgareevaO. A.СалимгарееваО. А.gennadiy.fedotov@gmail.comSukharevA. I.СухаревА. И.gennadiy.fedotov@gmail.comGrachevaT. A.ГрачеваТ. А.gennadiy.fedotov@gmail.comLomonosov Moscow State University, Faculty of Soil ScienceМосковский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Факультет почвоведения01112023513113513802022025Copyright ©; 2023, Г.Н. Федотов, С.А. Шоба, И.В. Горепекин, О.А. Салимгареева, А.И. Сухарев, Т.А. ГрачеваCopyright ©; 2023, Г.Н. Федотов, С.А. Шоба, И.В. Горепекин, О.А. Салимгареева, А.И. Сухарев, Т.А. Грачева2023Г.Н. Федотов, С.А. Шоба, И.В. Горепекин, О.А. Салимгареева, А.И. Сухарев, Т.А. ГрачеваГ.Н. Федотов, С.А. Шоба, И.В. Горепекин, О.А. Салимгареева, А.И. Сухарев, Т.А. Грачеваhttps://journals.eco-vector.com/2686-9535/article/view/651943

The effect of alkalinization of fulvic acids (FA) solutions on an increase in their optical density is studied. To explain the observed phenomenon, the investigation of FA particles in solutions with different pH was carried out using scanning electron microscopy (SEM) and scanning tunneling microscopy (STM). It was found that with an increase in pH, there is a noticeable decrease in the size of the observed supramolecular formations from FA from about 200 to 100 nm, and when studying FA samples on STM, it was shown that FA in solutions exist in the form of supramolecular formations several hundred nanometers in size, formed by particles-molecules of FA 10–20 nm. An explanation of the observed phenomenon was proposed based on existing ideas about the supramolecular fractal-cluster organization of humic substances (HS). It consists in the fact that the upper layer of F-clusters disintegrates into particles-molecules of FA with a decrease in their size observed with the help of SEM. At the same time, particles-molecules of FA due to their small size are not visible with the help of SEM, but they are well visualized when using STM.

В работе изучено влияние подщелачивания растворов фульвокислот (ФК) на увеличение их оптической плотности. Для объяснения наблюдаемого явления было проведено изучение частиц ФК, находящихся в растворах с разными рН, при помощи растровой электронной микроскопии (РЭМ) и сканирующей туннельной микроскопии (СТМ). Установлено, что при повышении рН раствора наблюдается заметное уменьшение размеров наблюдаемых надмолекулярных образований из молекул ФК примерно с 200 до 100 нм, а при исследовании образцов ФК на СТМ было показано, что ФК в растворах существуют в виде надмолекулярных образований размером в несколько сот нанометров, образуемых частицами-молекулами ФК 10–20 нм. На основании существующих представлений о надмолекулярной фрактально-кластерной организации гуминовых веществ было предложено объяснение наблюдаемого явления, которое ранее отсутствовало. Оно заключается в том, что происходит распад верхнего слоя Ф-кластеров до частиц-молекул ФК с наблюдаемым уменьшением их размера. При этом частицы-молекулы ФК из-за их малого размера при помощи РЭМ не видны, но хорошо визуализуются при использовании СТМ.

molecular associations of fulvic acidsfractal clustersscanning electron microscopyscanning tunneling microscopyнадмолекулярные структуры фульвокислотфрактальные кластерырастровая электронная микроскопиясканирующая туннельная микроскопияОрлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во МГУ,1990. 325 с.Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Гумус и почвообразование (методы и результаты изучения). Л.: Наука, 1980. 222 с.Piccolo A. // Soil Sci. 2001. V. 166. № 11. P. 810–832.https://doi.org/10.1097/00010694-200111000-00007Sutton R., Sposito G. // Environ. Sci. Technol. 2005. V. 39. № 23. P. 9009–9015. https://doi.org/10.1021/es050778qOsterberg R., Mortensen K. // Eur. Biophys. J. 1992. V. 21. № 3. P. 163–167. https://doi.org/10.1007/BF00196759Яминский И.В., Ахметова А.И., Мешков Г.Б. // Наноиндустрия. 2018. Т. 11. № 6 (85). С. 414–416. https://doi.org/10.22184/1993-8578.2018.11.6.414.416Дударчик В.М., Смычник Т.П. // Почвоведение. 2003. № 11. С. 1335–1341.Balnois E., Wilkinson K.J., Lead J., Buffle J. // Environ. Sci. Technol. 1999. V. 33. № 21. P. 3911–3917. https://doi.org/10.1021/es990365nGe X., Zhou Y., Lü C., Tang H. // Sci. China Ser. B. 2006. V. 49. № 3. P. 256–266. https://doi.org/10.1007/s11426-006-0256-1Da Costa Saab S., Carvalho E.R., Bernardes F.R., de  Moura M.R., Martin-Neto L., Mattoso L.H.C. // J. Braz. Chem. Soc. 2010. V. 21. P. 1490–1496. https://doi.org/10.1590/S0103-50532010000800012Senesi N., Rizzi F.R., Dellino P., Acquafredda P. // Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects. 1997. V. 127. № 1–3. P. 57–68. https://doi.org/10.1016/S0927-7757(96)03949-0Senesi N., Rizzi F.R., Dellino P., Acquafredda P. // Soil Sci. Soc. Am. J. 1996. V. 60. № 6. P. 1613–1678. https://doi.org/10.2136/sssaj1996.03615995006000060023xBiophysical chemistry of fractal structures and processes in environmental systems. Senesi N., Wilkinson K.J. (Eds.). John Wiley & Sons Ltd., 2008. 342 p.Федотов Г.Н., Добровольский Г.В. // Почвоведение. 2012. № 8. С. 908–920.Милановский Е.Ю. Гумусовые вещества почв как природные гидрофобно-гидрофильные соединения. М.: ГЕОС, 2009. 186 с.