ماده آلی چیست و از اهمیت آن چه می دانید؟

ماده آلی به ترکیبات مبتنی بر کربن در محیط های طبیعی و مهندسی شده ، زمینی و آبزی اشاره دارد. این مواد متشکل از ترکیبات آلی هستند که از بقایای موجودات زنده مانند گیاهان و حیوانات و مواد زائد آنها در محیط زیست حاصل شده است. مواد آلی همچنین می توانند توسط واکنش های شیمیایی ساخته شوند. مبحث ماده آلی چیست علوم هفتم بطور مفصل به این موضوع پرداخته است.

انواع مواد آلی در زیست کره زمین در خاک و بدن موجودات وجود دارد مثلا ماده آلی استخوان یا ماده آلی موجود در میخک و ماده آلی خاک می توانند از نظر ترکیب تشابهات زیادی باهم داشته باشند.

در لیست ترکیبات آلی می توان از ساختارهایی مانند سلولز ، تانن ، کواتین و لیگنین همراه با سایر پروتئین ها ، لیپیدها و کربوهیدرات ها نام برد. مواد آلی در حرکت مواد مغذی در محیط بسیار مهم هستند و در احتباس آب در سطح کره زمین نیز نقش دارند. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می شود.

تفاوت ماده آلی و معدنی

ماده آلی و معدنی دو ترکیب مجزا هستند که شما در شیمی به وفور با آنها سروکار دارید. مواد آلی در کل اکوسیستم های زمین وجود دارند و از طریق فرایندهای تجزیه توسط جوامع میکروبی خاک که برای در دسترس بودن مواد مغذی بسیار مهم هستند ، در یک چرخه تولید می شود.

این ترکیبات پس از تخریب و فرسایش می توانند از طریق جریان آب به داخل خاک و جریان های اصلی وارد شوند. مواد آلی ، غذای موجودات زنده را فراهم می کند و برای حفظ pH خنثی در محیط به عنوان یک بافر در محلول آبی عمل می کنند. تحقیقات نشان داده که ترکیبات آلی ممکن است یک بافر موثر برای خنثی سازی باران اسیدی باشند.

ماده معدنی به ترکیبات شیمیایی فاقد پیوندهای کربن-هیدروژن گفته می شود. ترکیبات معدنی بیشتر پوسته زمین را تشکیل می دهند. بعضی از ترکیبات ساده که حاوی کربن هستند غالباً معدنی در نظر گرفته می شوند. به عنوان مثال می توان به مونواکسید کربن ، دی اکسید کربن ، کربنات ها ، کاربیدها ، سیانیدها ، سیانات ها و تیوسیانات ها اشاره کرد. بسیاری از اینها قسمت های طبیعی سیستم های غالباً آلی ، از جمله ارگانیسم  ها هستند. توصیف یک ماده شیمیایی به عنوان غیرآلی لزوما به معنای عدم وجود کربن در آن نیست. بنابراین در پاسخ به این پرسش که کربن دی اکسید ماده آلی است یا معدنی اکنون می توانید به راحتی پاسخ دهید.

چرخه مواد آلی در طبیعت

اکثر مواد آلی موجود در خاک از آبهای زیرزمینی تأمین می شود. وقتی آب های زیرزمینی خاک یا رسوب اطراف آن را اشباع می کند ، مواد آلی می توانند آزادانه بین فازهای آن حرکت کنند. آبهای زیرزمینی منابع آلی طبیعی مخصوص به خود را نیز دارند که شامل موارد زیر است:

• رسوبات مواد آلی ، مانند کروژن و زغال سنگ.
• مواد آلی خاک و رسوبات
• مواد آلی رودخانه ها ، دریاچه ها و سیستم های دریایی که به سطوح پایین نفوذ می کنند.

یکی از منابع اصلی مواد آلی آب های زیرزمینی ، مواد آلی خاک و مواد آلی رسوبی است. در واقع روش اصلی انتقال آنها به خاک از طریق آب های زیرزمینی است ، اما مواد آلی از خاک نیز به آب های زیرزمینی منتقل می شوند. بیشتر مواد موجود در دریاچه ها ، رودخانه ها و آب های سطحی از موادی است که داخل آب و خشکی های اطراف تجزیه می شود و مقداری هم از آب زیرزمینی حاصل می شود.

این حرکت یک چرخه را تشکیل می دهد بدین ترتیب که ارگانیسم ها به مواد آلی تجزیه می شوند و سپس حمل و بازیافت می شوند تا به طبیعت بازگردند. البته همه زیست توده ها مهاجرت نمی کنند ، بعضی از آنها ساکن هستند و فقط طی میلیون ها سال تغییر می کنند.

ماده آلی خاک چیست

مواد آلی خاک ماهیتی غیر یکنواخت داشته و هیچ ساختار فیزیکی یا شیمیایی مشخصی ندارند. این  مواد می تواند در خاک تحت مراحل مختلف تجزیه وجود داشته باشد. بقایای گیاهان ، بستر درختان ، کود دامی  ، حیوانات و انواع مختلف ارگانیسم های خاک و محصولات جانبی آنها و تا حدودی ضایعات انسانی به تشکیل مواد آلی خاک کمک می کنند. کسر فعال (ریشه ها و باقی مانده) منبع غذایی میکروارگانیسم های خاک است. کسر پایدار (هوموس) ، کربن را ذخیره می کند و باعث کاهش اتلاف کربن آلی در تجزیه می شود.

مواد آلی و معدنی خاک برای رشد محصولات کشاورزی بسیار حائز اهمیت هستند. از ویژگی های مهم مواد آلی خاک این است که ظرفیت خاک را برای نگهداری آب و مواد مغذی بهبود می بخشند در نتیجه شرایط را برای رشد گیاهان بهینه می کنند.

روش های مختلفی برای افزایش سریع مقدار هوموس وجود دارد. ترکیب کمپوست ، مواد / ضایعات گیاهان یا حیوانات یا کود سبز با خاک باعث افزایش مقدار هوموس در خاک می شود.

مواد آلی به چند دسته تقسیم می شوند

 عناصر تشکیل دهنده مواد آلی از نظر فراوانی  شامل چهار عنصر N , O , H , C  هستند زیرا اغلب ترکیبات آلی از این چهار عنصر تشکیل شده اند و بر این اساس مواد آلی به چهار دسته تقسیم می شوند:

هیدروکربن های ساده

ترکیباتی هستند که فقط از کربن و هیدروژن تشکیل شده اند و به آنها هیدروکربن گفته می شود. فرمول کلی آنها به صورت CxHy  می باشد که با اعداد مختلف تبدیل به ترکیبات متنوع می شوند.

هیدروکربن های اکسیژن‌دار

ترکیباتی حاوی هیدروژن ، کربن و اکسیژن هستند و با فرمول کلی CxHyOz مشخص می شوند.

هیدروکربن های نیتروژن‌دار

ترکیباتی هستند که در فرمول آنها علاوه بر هیدروژن و کربن ، نیتروژن وجود دارد و فرمول کلی آنها  CxHyNt می باشد. پروتئین ها یکی از انواع ماده آلی ازت دار بدن موجودات زنده هستند.

هیدروکربن های اکسیژن و نیتروژن دار

ترکیباتی هستند که علاوه بر هیدروژن و کربن حاوی دو عنصر اکسیژن و نیتروژن هستند و با فرمول کلی CxHyOzNt مشخص می شوند.

مواد غیر آلی یعنی چه

مواد غیر آلی به ماده ای اطلاق می شود که از ارگانیسم های زنده گرفته نشده و هیچ  ماده کربن ارگانیکی ندارد که شامل سنگ ها ، مواد معدنی و فلزات است. مواد غیر آلی را می توان با اشاره به آنچه نیستند یعنی ترکیبات آلی تعریف کرد.

اگرچه مواد معدنی ممکن است منشأ بیولوژیکی داشته باشند ، اما عمدتا اکسیدها و سولفیدها هستند که کاملاً غیرآلی هستند. در حقیقت ، بیشتر زمین از ترکیبات غیرآلی تشکیل شده است. مواد غیر آلی کاربردهای مختلفی مانند رنگ ، رنگدانه و پوشش برای محافظت از سطح در برابر خوردگی دارند.

مواد معدنی خاک

مواد معدنی موجود در خاک یکی از اجزای ترکیب خاک شامل هوموس، موجودات زنده، آب و هوا می باشد. مواد معدنی مواد ضروری موجود در خاک هستند. اینها بزرگترین جزء خاک است که تقریباً ۴۰ تا ۴۵ درصد از کل اجزا را تشکیل می دهد. خاک غنی از مواد معدنی مانند آهن، فسفر، کلسیم، منیزیم، گوگرد و غیره است. مواد معدنی بخش عمده خاک را تشکیل می دهند. مواد معدنی برای رشد و نمو گیاه ضروری هستند. مواد معدنی موجود در خاک توسط گیاهان از طریق ریشه جذب می شوند. به عنوان مثال نیترات یک ماده معدنی ضروری در خاک است زیرا به سنتز پروتئین ها کمک می کند. منیزیم جزء مهم کلروفیل است. خاک معدنی از رشد گیاه بسیار حمایت می کند.

مواد معدنی در خاک از طریق فرآیندهای مختلفی تشکیل می شوند که عمدتاً از تجزیه سنگ ها منشا می گیرند. هوازدگی سنگ ها یک مکانیسم کلیدی در تشکیل مواد معدنی است. در طول هوازدگی، کانی‌های درون سنگ‌ها تغییر می‌کنند و ترکیبات معدنی جدیدی ایجاد می‌کنند. همچنین، مواد معدنی می توانند از طریق رسوب مواد محلول از منابع آبی مانند رودخانه ها یا آب های زیرزمینی تشکیل شوند که به مرور زمان رسوب کرده و انباشته می شوند. فعالیت های بیولوژیکی، از جمله تجزیه مواد آلی توسط میکروارگانیسم ها نیز با آزاد کردن یون ها و مواد مغذی در خاک، به تشکیل مواد معدنی کمک می کند.

مواد معدنی خاک شامل انواع اولیه و ثانویه هستند. مواد معدنی اولیه از زمان رسوب خود هیچ گونه تغییری نداشته اند. آنها شبیه به مواد اصلی خود هستند. اغلب این مواد از نظر اندازه بزرگتر و شکل نامنظم هستند. در بیشتر خاک ها فلدسپات ها، میکاها و کوارتز مواد معدنی اصلی هستند.

مواد معدنی ثانویه خاک در نتیجه هوازدگی مواد معدنی اولیه تشکیل می شوند و عمدتاً در سیلت یا خاک رس یافت می شوند. اندازه ذرات این کانی ها به دلیل فرآیند هوازدگی بسیار کوچکتر است.