Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги ислом Каримов номидаги

Маъруза № 8.
Сульфидли минералларни бактериал оксидлаш ва танлаб эритиш жараёнининг механизми.


Режа: 1. Сульфидли минералларни бактериал оксидлаш ҳақида умумий тушунчалар.
2. Арсенопиритни бактериал оксидлашнинг схематик механизми модели

3. 
   Пирит ва арсенопиритни бактериал оксидлаш
   

Сульфидли минералларни бактериал оксидлаш ва танлаб эритиш механизмини арсенопирит мисолида жараённинг кинетикаси ва темир ва олтингугуртни биокимёвий оксидлашнинг ўзига хосликларини ҳисобга олиб қуйидагича тақдим қилиш мумкин.

Бактериал хужайралар сорбцияланади ва арсенопирит юзасига мустаҳкам бирикади. Кислороднинг кимёвий агентлари ва уч валентли темир ҳамда бактериялар ферментатив системасининг биологик агентлари таъсирида минерал кристаллик панжарасининг элементлари – темир ва олтингугурт – оксидланади, бунда минерал юзаси бузилади ва танлаб эритилади. Бунда ҳосил бўлган икки валентли темир ферментнинг фаол маркази таркибига киради ҳамда минерал ва фермент орасидаги боғловчи ҳалқа бўлиб, ҳар иккиси билан боғланишда бўлади ва субстратни ферментнинг фаол маркази олдида ушлаб туради. Бу комплекснинг кейинги парчаланиши оксидланишнинг охирги маҳсулоти – уч валентли темирни беради. Бундай бактериал оксидлашга сульфидли олтингугурт йўлиқади, унинг ферментатив оксидланишининг охирги маҳсулоти сульфат-ион бўлади.
Қуйидаги реакция бўйича:
FeAsSFe²⁺+ As³⁺ + S⁰ + 7e (40)
электрокимёвий жараёнда арсенопирит юзасида темир занги, элементар олтингугурт ва арсенит кислотаси ҳосил бўлади
FeAsS + Fe₂(SO₄)₃ +1,5 H₂O + 0,75 O₂ = 3 FeSO₄ + S⁰ + 7e (41)
Арсенопирит юзасида темир ва олтингугурт юқори валентли бирикмагача биокаталитик оксидланишга йўлиқади. Элементар олтингугурт олтингугурт таркибли ферментлар таъсирида -модификацияга ўтади ва сульфат-ионгача оксидланади.
S⁰ + 4 H₂O  SO₄^2- + 8 H⁺ + 6e (42)
ёки
S⁰ + 4 H₂O + 1,5 O₂ = H₂SO₄ (43)
Минерал кристаллик панжарасининг деструкцияси натижасида икки валентли темир арсенопиритнинг уч валентли темирини тиклаш ҳисобига ҳосил бўлади ва олтингугурт ва маргимушдан электронларни қабул қилиб микроорганизмлар билан минералнинг диффузион қатламида ва унинг минералдан эритма хажмига чиқишда уч валентлигача оксидланади:
2 FeSO₄ + 0,5 O₂ + H₂SO₄ Fe₂(SO₄)₃ + H₂O (44)
Оксидланган темир бунда қисман эритмага ўтади ва минералнинг диффузион қатламида қолади, бу унинг сульфидли юза билан тез таъсирлашишини таъминлайди.
Маргимуш эритмада арсенит кислотаси шаклида иштирок этади, чунки у катион сифатида фақат кучли эритмаларда мавжуд бўлиши мумкин:
As³⁺ + 3 H₂O = AsO₃^3- + 6 H⁺ = H₃AsO₃ + 3 H⁺ . (45)
Арсенит кислотаси ўз навбатида арсенат кислотасигача кислород билан оксидланади:
H₃AsO₃ + 0,5 O₂H₃AsO₄. (46)
Эритмада оксидли темир бор бўлса арсенат ҳосил бўлади:
Fe³⁺ + H₂AsO₄^-FeAsO₄ + 2 H⁺. (47)
Шундай қилиб, арсенопиритни бактериал оксидлаш ва танлаб эритишнинг охирги маҳсулотлари темир арсенати ва сульфат кислотасидир:
FeAsS + 3,5 O₂ + H₂O  FeAsO₄ + H₂SO_4. (48)
Арсенопиритни бактериал оксидлаш механизмининг схематик модели 16 – расмда кўрсатилган, у ерда биологик характерга эга жараёнлар ва улар билан боғлиқ арсенопирит юзасидаги ва суюқ фаза хажмидаги электрокимёвий жараёнларнинг чамбарчас боғлиқлиги кўрсатилган. Шунинг учун ферментатив системалар билан бактериялар сульфидли минералларни электрокимёвий оксидлаш реакцияларини биоэлектрокатализ деб номлаш мумкин.
Сульфидли минералларни оксидлаш ва танлаб эритишнинг бундай механизми бошқа минераллар учун тузилишида темир таркиби мавжуд бўлса ҳам мавжудмас бўлса ҳам характерлидир.
Темир таркибли сульфидли минералларни бактериал оксидлашда умумий реакциялар 43 ва 44 бўлиб, қолган оксидланиш реакциялари