Нәтижесі және оны талқылау
Металдық ренийдің жоғары химиялық активтілігі бетте коррозияны бәсеңдететін қабыршақ болған
кезде ғана оның тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Сондықтан рений бетте оның электролитпен әсерін
болдырмайтын қабыршақ түзілмей бөлінуі мүмкін емес. Осылайша осы қабыршақтың құрылымы, оның
өткізгіштігі және электролиттегі ерігіштігі тұндырылатын ренийдің тұрақтылығын анықтайды. Сонымен
Абай атындағы ҚазҰПУ-нің ХАБАРШЫСЫ «Жаратылыстану-география ғылымдары» сериясы №2(44), 2015 ж.
47
қатар ренийдің бөліну потенциал көптеген еріткіштердің тотықсыздану потенциалына қарағанда
терісірек болады, ал бұл элетролиз кезінде ренийдің бөлінуімен қоса еріткіштің ыдырау реакциясы да
өтуі мүмкін екендігін білдіреді. Мұндай ыдырау электрод бетінің пассивтенуімен бірге жүреді.
Электродта металдың бөліну потенциалына дейін пассивті қабыршақ түзіледі, ал металл иондары белгілі
жағдайларда электродта разрядталып, сол арқылы көшуі мүмкін. Бұл жағдайларда пассивті қабыршақ
бөлінген металды электролитпен әсерлесуден қорғайды. Әдебиеттен белгілі металдың бөліну
жағдайларының бірі – қабаттың төменгі электронды және жоғарғы ионды өткізгіштігі болады.
Ренийдің катодтық бөлінуі қатты платина электродында жүргізілді. Платина электродында ренийдің
сусыз диметилсульфоксид ерітіндісінде электрохимиялық бөлінуі бірінші рет зерттелді. 1 – суретте әр
түрлі потенциал берілу жылдамдығында перренат иондарының 0,1 н ерітіндісінде тотықсыздануының
поляризациялық қисығы көрсетілген. Потенциал берілу жылдамдығының артуымен токтың артуын,
потенциалдың жоғарылауын байқауға болады. Дәл сондай заңдылық 0,3 н перренат ерітіндісінде де
байқалды(10, 20, 50, 100 мВ/c) Себебі ренийдің поляризациялық қисықтарын тез түсіргенде, тұрақты
қабыршақ түзіліп үлгермейді, яғни ренийдің аралық төмен оксидерін түзуі мүмкін. Сонымен қатар
бірнеше толқындардың болуы электрод бетінде диметилсульфксидтің тотықсызданған өнiмдерi түзiлуi
мүмкін:
(СН
3
)
2
SО + е
-
(СН
3
)
2
SО
-
СН
3
SО
-
+ СН
3
Полимерлi қабыршақ радикалды механизммен полимерлену арқылы түзiлуi мүмкiн, ал анион әрi қарай
ыдырауы мүмкiн:
nСН
3
SО
-
- (SО)n
-
+ nСН
3
3 – суретте аталған концентрацияда сол потенциал берілу жылдамдықтарында анодтық тотығуының
поляризациялық қисығында сол толқындарда катод бетінде түзілген өнімдердің еруі байқалады деп
тұжырымдаймыз.
0
-600
-1200
-1800
0,02
0,00
-0,02
-0,04
-0,06
10
20
50
I,mA
E,mB
1 - сурет. Потенциал берілу жылдамдығы 10, 20,
50 мВ/ с – та түсірілген 0,1 н натрий перренат
ерітіндісінің катодтық поляризациялық қисығы
0
-600
-1200
-1800
0,03
0,00
-0,03
-0,06
-0,09
-0,12
10
20
50
100
I,mA
E,mB
2 – сурет Потенциал берілу жылдамдығы 10, 20,
50,100 мВ/ с- та түсірілген 0,3 н перренат
ерітіндісінің катодтық поляризациялық қисығы
ВЕСТНИК КазНПУ им. Абая серия «Естественно-географические науки» №2(44), 2015 г.
48
0
600
1200
1800
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
10
20
50
100
I,m A
E ,m B
3 - сурет Потенциал берілу жылдамдығы 10, 20, 50,100
мВ/ с- та түсірілген 0,3 н перренат ерітіндісінің анодтық
поляризациялық қисығы
Никель төсемесін қолдaнa отыpып NH
4
ReO
4
(фон ДМСО еpітіндісінде pенийдің электpолизі
жүpгізілді. 4 - суpеттеpде көpсетілген микpо фотосуpеттеp мен спектpлеp скaнеpлеуші электpонды
микpоскоптaн (СЭМ) aлынғaн. Суpеттен, кaтодтық поляpизaция нәтижесінде түзілген беттік
қaбыpшaқтың біpтекті құpылыстa емес екенін көpеміз. Электpолизден кейінгі төсеме бетінде түзілген
aқ және қapa дaқтap pений оксидімен қaтap кукіpттің болуын дәлелдейді, aл қapa қaбыpшaқтap pений
ұнтaғымен қaтap, күкіpт бap деп болжaуғa болaды.
Суpет 4 – ДМСО еpітіндісіндегі aммоний пеppенaтының никель төсемесінде электpохимиялық
тотықсыздaнғaннaн кейінгі өнімдеpдің pентген спектpлеpі
Абай атындағы ҚазҰПУ-нің ХАБАРШЫСЫ «Жаратылыстану-география ғылымдары» сериясы №2(44), 2015 ж.
49
Сонымен, электродтың катодтық поляризациясы барысында түзілген қабыршақтың құрылысы мен
құрамы бойынша біртекті емес құрылымы бар екені белгілі болды. Потенциал берілу жылдамдық-
тарын артуымен перренат иондарының диметилсульфоксид ерітіндісінде электрохимиялық
тотықсыздануы жағарлайтыны анықталды. Перренат иондарының тотықсыздану өнімдерінің
бөлінуіне сәйкес толқындар анықталды.
1. Szabo S., Bakos I. Electrodeposition of rhenium species onto a gold surface in sulfuric acid media //J Solid State
Electrochem. 2004. №8. – p.190 – 194.
2. Salakhova E., Majidzade V., Novruzova F., Kalantarova P., Huseynova R. The electrodeposition of rhenium in
alkaline and acidic electrolytes //J Chem. Chem. Eng. 2012. - №6. – p. 489 – 494.
3. Кудреева Л.К., Кулбаева Ж.Н., Курбатов А.П., Наурызбаев М.К. Способ электролитического осаждения
рения. Инновационный патент – 27913 № 12, 25.12.2013
Резюме
Электрохимическое восстановление перренат ионов при разных скоростях развертки потенциалов
Проблемы вовлечения в переработку альтернативных источников цветных металлов, в частности,
отработанных катализаторов гидроочистки, выполняющих роль ускорителей в процессах переработки нефти,
весьма актуальна, т.к. такие катализаторы содержит от 3 до 10 % рения. Значительные масштабы производства
и потребления этих материалов в промышленности, их особые физико-химические свойства делают
чрезвычайно важной актуальной задачей выявление закономерностей их электрохимического поведения в
неводных средах. В связи с этим, особую актуальность приобретает задача поиска нейтральных рабочих сред,
которые обеспечивали бы проведение электрохимической обработки с достаточной производительностью,
высокой точностью и хорошим качеством поверхности. К настоящему времени процессы электрохимического
восстановления и окисления рения недостаточно изучены, в связи с чем исследование их электрохимического
поведения имеет важное теоретическое и прикладное значение. В работе изучено электрохимическое поведение
перренат-ионов на никелевом электроде в неводном растворе диметилсульфоксида (ДМСО) вольтамперо-
метрическим методом.
Определено влияние материала катода, потенциала электрода и концентрации растворов электролита на
процесс выделения рения. Восстановление перренат-ионов происходит при -0,50 В. Показано, что с
увеличением скорости развертки потенциала, существенно возрастает электрохимическое восстановления
рения.
Зафиксированы волны в катодной области потенциалов, соответствующие процессу электровосстановления
перренат-ионов. Используя методы электронной микроскопии и рентгенспектрального анализа продуктов
электролиза доказано наличие в них рения.
Ключевые слова: перренат - ионы, потенциостат, неводный раствор, никель, платина, электрод,
диметилсульфоксид, потенциал, электрохимическое восстановление, катод.
Summary
Electrochemical reduction of perrhenate-ions at different rates of potential scanning
Problems of introduction of alternative sources of non-ferrous metals, in particular, used hydrotreating catalysts that
act as accelerators in the refining processes, are very relevant, since such catalysts contains 3 to 10 % of rhenium. Large
production and consumption scales of these materials in the industry, their specific physical and chemical properties
make it extremely important task to identify patterns of their electrochemical behavior in non-aqueous media. In this
regard, it is particularly urgent task to find neutral working environment that would ensure conducting electrochemical
treatment with sufficient capacity, high accuracy and good surface quality. Currently, the process of electrochemical
reduction and oxidation of rhenium is poorly studied, and therefore the study of their electrochemical behavior has
important theoretical and practical significance. The paper studied the electrochemical behavior of perrhenate-ions on
the nickel electrode in a non-aqueous solution of dimethylsulfoxide (DMSO) by voltammetric methods.The influence of
the cathode material, the electrode potential and the concentration of electrolyte solutions on the process of rhenium
extraction. Reduction of perrhenate-ions occurs at -0.50 V. It was shown that with increasing potential scan rate,
substantially increased the electrochemical reduction of rhenium. Recorded waves in the cathodic potential range
corresponding to the process of electroreduction of perrhenate-ions. Using the methods of electron microscopy and
analysis of the products of electrolysis by X-ray spectral methods proved the presence of rhenium.
Keywords: perrhenat-ions, potentiostat, non-aqueous solution, nickel, platinum, electrode, dimethylsulfoxide,
potential, electrochemical reduction, cathode.
ВЕСТНИК КазНПУ им. Абая серия «Естественно-географические науки» №2(44), 2015 г.
50
БИОЛОГИЯ ҒЫЛЫМДАРЫ
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 58: 582. 375. 1
БОТАНИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ СВЯЗИ ФЛОРЫ НИЖНИХ ПОЯСОВ
ГОРНЫХ ХРЕБТОВ СЕВЕРНОГО ТЯНЬ-ШАНЯ
С.К. Иманкулова – к.б.н., профессор; К.И. Шалабаев - к.б.н., профессор;
Д.К. Байжигитов - к.б.н.,ст.преп.; Д.М. Аманбекова - ст.преп.,
КазНПУ им.Абая, кафедра ботаники и зоологии
Аннотация. По флористическому районированию Земного шара, предложенного А.Л. Тахтаджяном низкогорье
хребта Кетпен относится к Джунгаро-Тяньшанской провинции, Центральноазиатской подобласти, Ирано-Туранской
области, Древнесредиземноморского подцарства, Голарктического царства. В Джунгаро-Туранскую провинцию
входят предгорья и южный склон Монгольского, частично Русского Алтая, хребты Тарбагатай, Саур, Джунгарский
Гоби, Киргизский, Таласский Алатау, Кетпен, Заилийский и Джунгарский Алатау. По зональному подразделению
растительности Казахстана, низкогорья хребта Кетпен особенно его предгорья и нижние части горных склонов
относятся к типичным пустыням.По ботанико-географическому районированию Древнего Средиземья низкогорье
хребта Кетпен относится к Сахаро-Гобийской пустынной области, Центральноазиатской подобласти, Туранской
группе провинций. Арало-каспийской провинции, Джунгаро-тяньшанской подпровинции. По природному
районированию Казахстана, территория низкогорья хребта Кетпен относится к Среднеазиатской стране,
Тяньшаньской области, Северо-тяньшанской провинции, Чилико-Кетменьскому округи, Кетменьскому району.По
последнему ботанико-географическому районированию Казахстана и Средней Азии в пределах пустынной области
предложенной Е.И. Рачковской нижний пояс хребта Кетпен относится к Сахаро-Гобийской пустынной области,
Ирано-Туранской подобласти, Джунгаро-Северотяньшанской провинции, Кунгей, Терскей - Кетпен-Южно-
Джунгарской подпровинции.Как известно, для сравнения флор нужно брать не только равноценные территории, но
и равноценные флоры. Ботанико-географические связи флоры нижнего пояса хребта Кетпен нами устанавливались с
регионами, которые имеют непосредственную близость (Джунгарский Алатау, Заилийский Алатау, Киргизский
Алатау, Восточная часть Кунгей Алатау). Для сравнения рассмотрим флоры нижних поясов горных хребтов
Северного Тянь-Шаня: Джунгарский Алатау – 1295 видов Заилийский Алатау - 1105 видов, Кунгей Алатау – 1147,
Киргизский – 596 видов. Также во флористических работах для определения ботанико-географической связи флор
используют формулу Экмана, модифицированную Стугреном и Радуееску.
Ключевые слова: Флора, таксоны, флористическое районирование, пояс, орография, род, хребет.
Анализ географического распространения видов является одним из основополагающих факторов,
определяющих связь флоры изучаемого региона с окружающими флорами, позволяющими судить о
возможных путях их обогащения.
Так, по флористическому районированию Земного шара, предложенного А.Л. Тахтаджяном [1, 2]
низкогорье хребта Кетпен относится к Джунгаро-Тяньшанской провинции, Центральноазиатской
подобласти, Ирано-Туранской области, Древнесредиземноморского подцарства, Голарктического
царства. В Джунгаро-Туранскую провинцию входят предгорья и южный склон Монгольского,
частично Русского Алтая, хребты Тарбагатай, Саур, Джунгарский Гоби, Киргизский, Таласский
Алатау, Кетпен, Заилийский и Джунгарский Алатау.
По зональному подразделению растительности Казахстана, низкогорья хребта Кетпен особенно
его предгорья и нижние части горных склонов относятся к типичным пустыням.
По ботанико-географическому районированию Древнего Средиземья низкогорье хребта Кетпен
относится к Сахаро-Гобийской пустынной области, Центральноазиатской подобласти, Туранской
группе провинций. Арало-каспийской провинции, Джунгаро-тяньшанскойподпровинции.
По природному районированию Казахстана, территория низкогорья хребта Кетпен относится к
Среднеазиатской стране, Тяньшаньской области, Северо – тяньшанской провинции, Чилико-
Кетменьскому округи, Кетменьскому району.
По последнему ботанико-географическому районированию Казахстана и Средней Азии в
пределах пустынной области предложенной Е.И. Рачковской [3], нижний пояс хребта Кетпен
относится к Сахаро-Гобийской пустынной области, Ирано-Туранской подобласти, Джунгаро-
Северотяньшанской провинции, Кунгей, Терскей – Кетпен – Южно-Джунгарской подпровинции.
Абай атындағы ҚазҰПУ-нің ХАБАРШЫСЫ «Жаратылыстану-география ғылымдары» сериясы №2(44), 2015 ж.
51
Как известно, для сравнения флор нужно брать не только равноценные территории, но и
равноценные флоры. Ботанико-географические связи флоры нижнего пояса хребта Кетпен нами
устанавливались с регионами, которые имеют непосредственную близость (Джунгарский Алатау,
Заилийский Алатау, Киргизский Алатау, Восточная часть Кунгей Алатау).
Для сравнения рассмотрим флоры нижних поясов горных хребтов Северного Тянь-Шаня:
Джунгарский Алатау – 1295 видов [4] Заилийский Алатау - 1105 видов, Кунгей Алатау – 1147,
Киргизский – 596 видов [5].
Также во флористических работах для определения ботанико-географической связи флор
используют формулу Экмана, модифицированную Стугреном и Радуееску [6].
Для установления степени взаимосвязи исследуемого региона со сравниваемыми регионами нами
был использован математический метод – коэффициент Жаккара, являющийся одним из показателей
флористического сходства [7]. Согласно формуле, мы получаем коэффициент сходства-различия
(рисунок 1).
c
Kj = ______
a+b+c
где Kj – коэффициент сходства и различия флор, а – число видов в одной флоре, b – число в
другой флоре, с – число видов общих для двух флор. Пределы этого коэффициента от 0 до 1, причем
Kj = 1 означает полное сходство флор (абсолютное совпадение списков).
1 - Нижний пояс хребта Кетпен
2 - Нижний пояс Джунгарского Алатау
3 – Нижний пояс Киргизского Алатау
4 – Нижний пояс восточной части Кунгей Алатау
5 - Нижний пояс Заилийского Алатау
Рисунок 1 –Схема сравнительных районов флоры нижнего пояса хребта Кетпен
Анализ флористических связей показал (рисунок 1), что нижний пояс хребта Кетпен имеет
наиболее тесные связи с нижними поясами восточной части Кунгей Алатау (-0,41), Джунгарским Алатау
(-0,39) и Заилийским Алатау (-0,37) близкие по географическому и климатическому положению.
Наиболее отдаленные связи отмечены при сравнении флористического состава нижнего пояса хребта
Кетпен с Киргизским Алатау (-0,32), что обусловлено разными климатическими и орографическими
условиями, а также слабой изученностью данного хребта.
Для выявления конкретных путей и времени формирования видов нами был проведен географо-
генетический анализ родов Zygophyllum, Allium, Veronica, Taraxacum, Caragana, Potentilla, Carex,
Euphorbia.
Род Zygophyllum L. – представлен кустарниками или травянистыми растениями, обитающими в
засушливых условиях Средиземноморья, Африки, Передней, Средней, Центральной Азии и Австралии
[8].
В Средней Азии встречаются 39 видов этого рода, распространенных в пустынных и полупустынных
областях. В исследуемом районе нижнего пояса хребта Кетпен представлены 7 видов рода Zygophyllum L.,
1
5
4
3
2
0,39
0,32
0,41
0,37
ВЕСТНИК КазНПУ им. Абая серия «Естественно-географические науки» №2(44), 2015 г.
52
которые по классификации А.Г. Борисовой относятся к подроду Fabago (Adans.) M. Pop., к 2 секциям -
Eufabago M.Pop. и Pterocarpium Boriss. и 4 рядам: Macrophylla Boriss., Oxycarpa Boriss., Pterocarpa
Boriss., Macroptera Boriss [8] таблица 1.
Подрод Fabago (Adans.) M. Pop., распространен преимущественно в Средней и Центральной Азии, за
исключением Zygophyllum fabagoареал которого захватывает Южную Европу и Африку. При этом
подрод Fabago является весьма обособленным, в связи с этим представляет очень древнюю ветвь
рода, где возраст этого подрода определяется эоценом или верхним мелом [9].
Таблица 1–Классификация парнолистников подрода Fabago флоры низкогорья хребта Кетпен по
А.Г. Борисовой.
Секции
Ряды
Виды
1. Eufabago
1. Macrophylla
1. Zygophyllum fabago
2. Z. obliquum
3. Z. rozovii
2. Pterocarpium
1. Oxycarpa
2. Pterocarpa
3. Macroptera
1. Z. oxycarpum
2. Z. Cuspidatum
1. Z. pterocarpum
1. Z. kegense
Как видно из таблицы 1 во флоре низкогорья хребта Кетпен род Zygophyllum L. наиболее богато
представлен видами секции Pterocarpium Boriss., распространенным главным образом в восточной
части Средней Азии и западной части Центральной Азии [8].
Секция Eufabago M.Pop. имеет распространение в Средней Азии и Южной Европе. Как отмечает
М.Г. Попов [10], секция Fabago рода Zygophyllum, типично Древнесредиземноморская, ведущая
начало от типично вельвичиевых кустарников Zygophyllum. При этом значительная концентрация
видов наблюдается в ряду Macrophylla, содержащая три вида, из которых один вид - Zygophyllum
fabago, имеет ареал распространения в пустынной полосе Древнего Средиземья, а два других вида -
Z. obliquum, Z. rozovii распространены в Горной Средней Азии и Центральной Азии.
В секции Pterocarpium имеются два эндемичных вида, один из них узкий эндемик - Zygophyllum
cuspidadum, произрастающий на каменистых склонах в предгорьях, ареал которого ограничен
хребтом Кетпен. Второй субэндемичный вид - Z. kegense, произрастает на гипсоносных
пестроцветных толщах в предгорьях хребта Кетпен, ареал распространения его ограничен
Заилийским, Кунгей и Терскей Алатау. Два остальных вида - Z. pterocarpum, Z. oxycarpum, имеют
ареал распространения в пределах Зайсанской котловины, Тянь-Шаня и Центральной Азии. Все виды
Zygophyllum во флоре нижнего пояса хребта Кетпен относятся к пустынным видам.
Род Veronica L. – Древний род, охватывающий около 300 видов, распространенных во всех частях
света, преимущественно в странах Средиземноморья. В Казахстане 47 видов с 3 эндемиками [11].
В исследуемом районе нижнего пояса хребта Кетпен встречаются 6 видов вероник, где все они
травянистые растения, из них два – однолетники, остальные – корневищные многолетники.
Род Veronica L. во флоре низкогорья хребта Кетпен представлен тремя секциями и 5 подсекциями
(таблица 2) по классификации А.Г. Еленевского [12].
Таблица 2 – Классификация вероник флоры низкогорья хребта Кетпен по А.Г. Еленевскому.
Секции
Подсекции
Виды
1
2
3
1. Pseudo-Lysima-chium
1. Pseudo-Lysimachium.
2. Pinnatae (Holub.) A. Jelen.
1. Veronica spicata
2. V. pinnata
2. Bessabunga
1. Bessabunga. - Anagallides
1.V. anagallis-aquatica
2. V. oxycarpa
3. Alsnebe
1. Alsinebe
2. Cardiocarpa
1. V. Verna
1. V. cardiocarpa
Секция Pseudo-Lysimachium Koch. – широко распространена в Палеарктике, на востоке Азии
заходит в тропическую зону, где по А.Г. Еленевскому она возникла не позже конца мела.
Несомненны тесные связи с родом Leptandra и с секцией Labiatoides. Эта секция представлена двумя
подсекциями: Pinnatae (Holub.) A. Jelen. и Pseudo-Lysimachium., последняя свойственна степным
местообитаниям, и имеет отношение к подсекции Longifoliae.
Абай атындағы ҚазҰПУ-нің ХАБАРШЫСЫ «Жаратылыстану-география ғылымдары» сериясы №2(44), 2015 ж.
53
Секция Bessabunga Griseb. – широко распространена в Палеарктике, заходит в тропическую зону в
Азии и Африке. Возможны связи с секцией – Labionotis и секцией - Stenocarpon. В нашей флоре эта
секция представлена подсекцией Bessabunga имеющая 2 гигрофитных вида: - V. anagallis-aquatica
и V. Oxycarpa, которые относятся к гумидным видам. Первый имеет ареал распространения в
Голарктике, а второй в Горной средней Азии и Иране.
Секция Alsinebe Griseb. – широко распространена в Палеарктике, главным образом в области
Древнего Средиземья, в нижних поясах гор. Возникла в миоцене от секции Veronicastrum. Как
указывает А.Г. Еленевский секция Alsinebe Griseb., включающая однолетники возникла от
различных секций многолетников. При этом развитие крупной среди однолетников секции Alsinebe
представляет собой типичный случай формирования Древнесредиземноморской группы .
Род Salsola L.– один из крупнейших родов, насчитывающий 114 видов, имеющий распространение
в Европе, Азии и Африке [13]. В Казахстане насчитывается 33 вида. По мнению В.П. Бочанцева,
первичный центр формирования рода Salsola L. возник на юге Африки в миоцене или еще раньше в
олигоцене. Позднее в плиоцене, в районах Красного моря образовался вторичный центр рода с
последующей иррадацией видов на север, в том числе и в Казахстан [11].
Во флоре низкогорья хребта Кетпен встречаются 7 видов этого рода, которые представлены
кустарниками, полукустарниками и однолетниками. Все эти виды связаны с аридной зоной Ирано-
Туранской провинций. В исследуемой флоре 7 видов Salsola объединенны в 4 секции и 3 подсекции
по классификации В.П. Бочанцева [13].
Род Allium L.– относится к семейству Alliaceae с голарктическим ареалом, насчитывающий около
700 видов, где почти половина видов встречается в Ирано-Туранской области
.
В Казахстане
встречается 140 видов, где из них 45 эндемики [11].
Во флоре низкогорья хребта Кетпен встречаются 8 видов этого рода, которые по классификации
Р.М. Фритча, Н.В. Фризена и других авторов относятся подродам Allium L.и Rhizirideum Wend.,
охватывающих 4 секции (таблица 3).
Таблица 3 – Классификация видов Allium L. флоры низкогорья хребта Кетпен по Р.М. Фритчу и
Н.В. Фризену.
Достарыңызбен бөлісу: |