Üzvi maddələr — biokütləni təşkil edən üzvü maddələrin cəmi, yəni orqanizmlərin canlı maddəsinin cəmi, orqanizmlərin ölü maddələri (töküntü, torf və s.), humus və ya çürüntü və ölü kütlənin parçalanması nəticəsində əmələ gələn çoxlu miqdarda məhsul (protein, karbohidratlar,
liqlin, yağlar, qətran, mum, üzvi turşular, aşılayıcı maddələr).[1]
Karbon atomunun üzvi birləşmələrinin çox olması bir çox səbəblərdən asılıdır. Hazırda 13 mln-dan çox üzvi maddə mövcuddur.
Üzvi kimya bir çox elmlərlə əlaqəlidir. İlk növbədə q/üzvi kimya, biokimya, fiziki kimya, biologiya, fizika, anatomiya, fiziologiya, biotexnologiya, ekologiya və s. elmlərlə sıx əlaqəli inkişaf edir.
Üzvi kimyanın inkişafında bir çox alimlərin rolu, xidmətləri olmuşdur. Y. Sil, Ş. Jerar, E. Franklit, Kekule, A. Kuper, M. Lomonosov, A. M. Butlerov, M. Markovnikov, A. Zinin, N. Zelinski, Kuçerov. Azərbaycan alimlərindən Y. Məmmədəliyev, Ə. Quliyev, A. Məhərrəmov, M. Qulubəyov, Ş. Ömərov və başqalarının xidmətləri olmuşdur.
Müasir üzvi kimyanın qarşısında geniş imkanlar durur. Belə ki, indiki neft ehtiyatları dünya əhalisinin təlabatını 50–100 il ödəyə bilər. Bu yanacaq növünü əvəzedən alternativ yanacaq növü tapmaq, kömürü maya yanacağa çevirmək, metanol, etanoldan istifadə etmək, su qazından, sintez qazından yanacaq kimi istifadə etmək, təbii qazdan alınan polimerlərin sayını, çeşitini çoxaltmaq, xalq təsərrüfatında metalları polimerlərlə əvəzetmək, süni və sintetik liflərin keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq yeni növlərini almaq, k/t zərərvericilərinə qarşı yeni dərman preparatları sintez etmək, heyvan və insanlarda əmələ gələn yeni xəstəliklərin qarşısını almaq üçün yeni dərman preparatları sintez etmək və s.
Yeni üzvi tədqiqat üsulları ilə alınan sintez, olunan üzvi birləşmələrin quruluşu dəqiq öyrənilir və onların daxili quruluşu tam açılır.
Rentgenoskopik, spektroskopiya, elektronomikroskopiya, N. M. R. (nüvə maqnit rezonansı) və s. yeni üsullarla yeni maddələrin tərkib və quruluşu dəqiq öyrənilmişdir. Üzvi maddələrin təbii mənbələri-üzvi birləşmələrin (maddələrin) təbii mənbələri aşağıdakılardır:
Üzvi maddələrin saflaşdırılması
Hər hansı kimyəvi maddələrin öyrənilməsi ən əvvəl onun tərkibini bilmək, onu analiz etməklə başlanılır. Bunun üçün maddənin mütləq saf, təmiz olduğuna əmin olmaq lazımdır. İstər təbiətdə müxtəlif bitki və heyvan əzalarından, istərsə laboratoriyada və ya zavodlarda süni surətdə alınan maddələr həmişə qarışıq halda olur. Tərkiblərini öyrənmək üçün onları həmişə təmizləmək saflaşdırmaq lazımdır.
Üzvi maddələri saflaşdırmaq üçün müxtəlif üsullar tətbiq olunur. Qarışıqdan asılı olaraq, maddələri süzmək, kristallaşdırmaq, sublimə etmək, adi od üzərində, su hamamında, yağ hamamında qaynadıb adi təzyiqdə yaxud vakuum altında, ya da su buxarı ilə distilə etmək, ekstraksiya etmək və başqa üsullarla üzvi maddəni saf fərdi maddə halına gətirmək olar. Bu üsulların növləri çoxdur.
Saflaşdırılmış üzvi maddə sonra analiz edilib onun tərkibində olan elementlər miqdar və keyfiyyətcə təyin olunur və nəhayət molekul çəkisini təyin etməklə maddənin emprik formulu tapılır.
Bərk maddələrin təmizlənməsi
Bərk maddəni saflaşdırmaq üçün onu həlledicilərdən birində həll edirlər. Sonra onu süzüb həll olmayan maddələrdən ayırırlar. Məhlulu buxarlandırmaqla həlledicini uçurur və bərk maddəni əldə edirlər. Həlledici olaraq su, spirt, efir, benzol, kerosin, xloroform və başqa maddələr götürmək olar.
Naftenlərlə zəngin olan- Bakı, Kaliforniya. Emba və s.
Aromatiklərlə zəngin olan-Borno, Sumatra, Perm.
Neftdən 2000-ə qədər maddə alınır.
Daş kömür- 3000-ə qədər maddə alınır.
Aşağıdakı fraksiyaları vardır;
Daş kömür qətranı
Koks
Koks qazı
NH3-su
Təbii qaz-90%-dən çox metandır
Torf
Ağac
Heyvan məhsulları
Üzvi süxurlar haqqında ümumi məlumat
Yer qabığı müəyyən fıziki-kimyəvi və geoloji şəraitlərdə formalaşan müxtəlif mənşəli süxurlardan təşkil olunmuşdur. Həmin süxurlar içərisində çökmə qatı neft və qazlılıq cəhətdən daha çox diqqəti cəlb edir. Aşağıda çökmə süxurların təsnifat sxemi verilmişdir. Subakval şəraitdə (su şəraitində) toplanan üzvi süxurlar neft və qaz əmələgəlmədə xüsusi yer tuturlar.
Çökmə süxurların genetik təsnifatı
Üzvi süxurlar bitki və heyvan aləminin üzvlərinin tələf olduqdan sonra sülb halında olan qalıqlarının küllü miqdarda toplanması nəticəsində yaranan süxurlardır. Subakval şəraitdə heyvan və bitki aləmi (biosferin) üzvlərinin tələf olduqdan sonra yaranan üzvi mənşəli qalıqlara üzvi maddələr deyilir.
Üzvi maddələr yanma qabiliyyətlərinə görə iki qrupa ayrılır:
kaustobiolitlər;
akaustobiolitlər
Üzvi maddələrin yanma qabiliyyətinə malik olan qrupuna kaustobiolitlər deyilir. Kaustobiolit yunanca "kaustos"- yanan, "bios"- üzvi "litos"- daş sözlərindən əmələ gəlmiş və "yanan üzvi daş" deməkdir.
Yanmayan üzvi maddələr qrupu isə akaustobiolitlər adlanır. Məsələn, mərcan ı və s. Kimyanın əsasını üzvi maddələr təşkil edir
Yanar üzvi maddələr (kaustobiolitlər)
Üzvi maddələrin yanma qabiliyyəti onlarda olan Cü -nün tərkibi və miqdarı ilə müəyyən edilir. Neft sırası karbohidrogenlərin əmələ gəlməsi üzvi maddələrlə əlaqədardır. Üzvi maddələr müxtəlif şəraitlərdə əmələ gəlirlər. Onların tərkibi və miqdarı əmələgəlmə şəraitindən asılı olaraq dəyişir. Kaustobiolitlərin tərkibində qeyri-üzvi birləşmələr şəklində mineral maddələr də iştirak edirlər. Kausto-biolitlərin genetik təsnifatı haqqında müxtəlif fıkirlər vardır. Fransız alimi Q. Potonye kaustobiolitlər qrupuna tərkibində çoxlu yanar üzvi qalıqlar olan maddələri aid edir. O, üzvi maddələri sapropel, humus və sapropel-humus qruplarına ayırır. Sapropel qrup üzvi maddələr plankton və ibtidai bitkilərin lipid və polimerlipid, humus sırası üzvi maddələr isə ali və ibtidai bitkilərin sulu karbon komponentlərindən əmələ gəlmişdir.
Biologiya elmindən məlumdur ki, bitki və heyvan orqanizmlərini təşkil edən hüceyrələrin tərkibində üzvi maddələri yaradan hissəciklər mövcuddur. Şəraitdən asılı olaraq həmin hissəciklər üzvi maddələrin iki əsas növünü: karbohidrat və karbohidrogenləri əmələ gətirirlər.
Bəzi tədqiqatçılar (B. Tisso və D. Velte) göstərirlər ki, üzvi maddələr fotosintez prosesi nəticəsində əmələ gəlir:
Fotosintez prosesi
Fotosintez prosesində işıq enerjisinin kimyəvi enerjiyə çevrilməsi nəticəsində oksigen, su və qlükoza əmələ gəlir. Yerin geoloji inkişafından əvvəlki mərhələdə fotosintez prosesi, göyümtül yaşıl yosunların və bakteriyaların fəaliyyəti nəticəsində baş verirdi. Devon dövrünə qədər üzvi maddələrin formalaşmasını dəniz fitoplanktonu, bakteriya, bentos yosunları və çox az miqdarda zooplanktonlar təşkil edirdi. Devon dövründə daha bir mənbə — su hövzələrində toplanan quru bitki qalıqları əmələ gəldi. Beləliklə, üzvi maddələrin tərkibinin biosferin təkamülü ilə sıx əlaqədar olması aydın izlənilir.
Yerin geoloji inkişafı zamanı üzvi maddələrin (Cü) fosilləşmə sürəti orta hesabla 0,1%, oksigensiz mühitli hövzələrdə isə bəzən 4% və daha çox olur. Üzvü maddələrin dəniz və okeanlarda ən çox toplandığı dərinlik 80–100 m hesab olunur. Cü autogen və allotogen olur. Üzvi maddələrin başlıca mənbəyi fitoplanktonlardır. Dünya okeanına və dənizlərinə ildə təmiz halda 21 mlrd. t fıtoplankton məhsulu daxil olur. Yaranmış Cü — nün 50% -i dəniz yosunlarının payına düşür. Üzvi maddə-lərin okeanlarda toplanma sürəti ildə 300 q/m²-dir. Bu cür sürətlə toplanma okeanla qurunun sərhəddində gedir. Daxili okean sahələrində toplanma sürəti ildə 50 q/m²-ə çatır.
Alloxton növ Cü okeanlara əsasən çay arteriyaları və yeraltı dərin su axınları vasitəsilə gətirilir. Okeanlara çaylar həll olmuş formada 363 mln. t üzvi maddə gətirir. Yeraltı sular vasitəsilə daşınan üzvi maddənin 5 % — ə qədəri nəql edilir, asılı vəziyyətdə olan sülb material ilə okean sularına ildə 460 mln. t daxil olur ki, onun da 1/3 hissəsi şelf zonasında, qalanı isə ondan kənarda toplanır.
A. P. Lisitsın və Y. A. Romankeviçə görə okeanlara gətirilən eol materialları içərisində 8,7–50% Cü olur. Bu yolla ildə okeanlara 320 mln.t Cü daxil olur. Başqa mənbələrlə okeanlara gələn Cü miqdarı 18 mln.t-dur.
Üzvi maddələr hidrosferdə qeyri-bərabər yayılmışdır. Onların miqdarı iqlim, fıziki-coğrafı şəraitlərlə yanaşı çöküntülərin litoloji tərkibindən də asılıdır. Cü -nün maksimum miqdarı dayaz hövzələrdə, laqunlarda, körfəzlərdə, limanlarda, qapalı dənizlərdə, okeanın şelf zonalarında müşahidə olunur. Tərkibində üzvi qalıqlar olan laylarda oksidləşmə prosesi gedərsə üzvi maddələr parçalanır və bu da həmin layların qalınlıqlarının azalmasına səbəb olur. Dərin su şəraitində əmələ gələn karbonat və silikat süxurlarında toplanan Cü daha yaxşı saxlanılır. Bu növ çöküntülər üzvi maddələri həll olmaqdan qoruyur. Ancaq belə mühafızə 4–5 km dərinliyə kimi davam edir. Daha dərin su qatlarında kalsium-karbonat və onun tərkibində olan Cü də həll olur və dərin qatlardakı suların tərkibinə daxil olur.
Üzvi maddələrin miqdarına çöküntütoplanmanın sürəti də təsir göstərir. Burada çöküntütoplanma ilə Cü-nün toplanma sürətləri arasında düz mütənasib əlaqə müşahidə edilir.
N. B. Vassoyeviçə görə: kiçik sürətlə (1000 ildə 2–6 mm) toplanan çöküntülərdə Cü-nün miqdarı 0,01%, orta sürətlə (1000 ildə 20–130 mm) toplanan çöküntülərdə Cü-nün miqdarı 0,1–2 % , yüksək sürətlə (1000 ildə 660–1400 mm) toplanan çöküntülərdə Cü-nün miqdarı isə 11–18 % olur. Deməli, Cü-nün çöküntü-lərdə saxlanılma dərəcəsi çöküntütoplanmanın sürəti artdıqca çoxalır. Lakin bu mütənasiblik daimi xüsusiyyət daşımır, belə ki, çöküntütoplanmanın sürəti daha çox olarsa, (1400–1500 mm-dən çox) bu zaman çöküntülərdə toplanan üzvi mad-dənin qatılığının azalması baş verir. Bu hal çöküntütoplanma su hövzəsinin üzvi maddə törədə bilmə imkanları ilə bağlıdır. Üzvi maddələrin saxlanılmasına, həmçinin, onların uzun müddət suda qalması və çöküntülərin litoloji tərkibi də təsir göstərir.
Tərkibində xeyli üzvi maddələr olan lillərə sapropel deyilir (sapropel yunan sözü olub, "çürümüş gil" (lil) mənasmı daşıyır). Su hövzələrində sapropel növ üzvi maddələr oksigensiz mühitdə bituma çevrilir. Bituma qədər sapropel növ maddələr kerogen əmələ gətirir.
Sapropel — göl xüsusiyyətli su hövzələrində üzvi-mineral çöküntülərə deyi-lir. Sapropelin üzvi maddəsi əsasən hövzədə yaşayan canlı və bitki aləmin qalıq-larının oksigensiz mühitdə parçalanma məhsuludur.
Ənənəvi olaraq Q. Potonyenin dövründən sapropel, humus və sapropel-humus növ üzvi maddələr seçilir. Onlar kimyəvi tərkiblərinə və ilkin əmələgəlmə şəraitlərinə görə fərqlənirlər.
Sapropel növ üzvi maddə planktonun və bəsit bitkilərin 10%-ə qədər hidrogenlə zənginləşmiş lipoid və polimerlipoid tərkib hissələrindən yaranır. Lipoidlər lipidlərin tərkib hissəsidir. Sonuncuları bəzi hallarda piylərə və piyəbən-zər maddələrə, yəni lipoidlərə bölürlər. Lipoid dedikdə, piyə bənzər strukturu, təbiəti və bioloji funksiyalarına görə fərqlənən müxtəlif birləşmələr (mumlar, terpenlər, sterinlər, fosfatitlər və s.) nəzərdə tutulur.
Canlı maddədə lipidlərin orta miqdarı onların kütlələrinin 10%-ə qədərini təşkil edir, bəzi bəsit orqanizmlərdə (bəzi su yosunlarında, zooplanktonda) lipid-lərin miqdarı 20%-ə qədər ola bilər.
Lipidlərin tərkibinə daxil olan karbon turşularına qazıntı halında olan səpələnmiş üzvi maddənin ilkin halı kimi baxılır. Müasir çöküntülərdə lipidlərin çox hissəsi qeyri-polyar həlledicilərdə (karbohidrogenlər, xloroform, efir və s.) həllolma qabiliyyətini saxlayırlar. Diagenez prosesində lipidlər demək olar ki, bü-tövlükdə kerogenin (polimer lipidlər) əsas kütləsini təşkil edən həll olunmayan tərkib hissəsinə çevrilirlər. Müasir təsəvvürlərə görə maye karbohidrogenlərin katagenez prosesi zamanı yaranması, əsasən, kerogenin lipid tərkib hissəsi hesabına baş verir.
Hövzələrdə toplanma zamanı yığılmış sapropel növ üzvi maddələr singenez və diagenez mərhələlərində qismən tərkib dəyişikliyinə məruz qalırlar. Onlar yetişərək neft və qaz törətmə qabiliyyətinə malik olurlar. Bu cür sapropel mənşəli üzvi maddələr də kerogen adlanır. Dərinliyə getdikcə kerogenin miqdarı neft-qaz törədə bilən ana maddələrdə artır. Kerogen alkan və izoprenoid zəncirvari birləşmələrindən ibarətdir. Kerogen katagenez mərhələdə üzvi maddələrin əsas hissəsi olub, çoxlu miqdarda maye karbohidrogenlər generasiya edir. Karbohidrogenlər və onların məhsulları bitum birləşmələri adlanır.
Bitumlar karbohidrogenlərdən və onlardan müxtəlif şəraitdə əmələ gələn törəmələrinin qarışığından ibarət üzvi mənşəli maddələrdir. Başqa sözlə, üzvi maddələrdən üzvi həlledicilər vasitəsilə ayrılan hissə bitum adlanır. Bitumlar təbiətdə geniş yayılmaqla bərabər neft və onların törəmələrindən təbii yanar qazla-ra qədər bütün kaustobiolit növlərini özündə birləşdirirlər. Bitumların əsas səciyyə-vi xüsusiyyətlərindən biri (humuslardan fərqli olaraq) üzvi həlledicilərdə həll olmalarıdır.
Bituma qətranlı birləşmələr (20–30%), asfaltlı birləşmələr (60–70%) və az miqdarda neft sırası maye karbohidrogenlər daxildir.
Humus növ üzvi maddələr
Kaustobiolitlərin növlərindən biri də humuslardır. Tərkibində 5%-dən az hidrogen olan humus növ maddə mürəkkəb bitkilərin (liqnin-sellüloza) və bəsit bitkilərin karbohidrat komponentlərindən əmələ gəlirlər.
Qarışıq növ üzvi maddə tərkibində həm sapropel, həm də humus komponentlərinə malikdir.
N. B. Vassoyeviç sapropel və humus növ üzvi maddələri molekulyar qurulu-şundan asılı olaraq alinlərə (alifatik və alitsiklik strukturlar ilə zəngin olanlar, H/C- 1,2) və arkanlara (kondensə olunmuş politsiklik aromatik maddə ilə zəngin olanlar, H/C- 0,6) ayırır. Qarışıq növləri isə alin-arkan yaxud arkan-alin adlandırır.
Humuslar qrupuna daxil olan yanar qazıntılar üzvi maddələrin diagenez mərhələsinin əvvəlində oksigenli mühitdə parçalanmaları nəticəsində əmələ gəlirlər. Bəzi tədqiqatçılar neft və təbii qazın əmələ gəlməsində daş kömürü törədi-ci material hesab edirlər. Eyni zamanda onlar, neftlə daş kömür arasında sıx genetik əlaqə olduğu fıkrini də irəli sürürlər. Bu baxımdan humuslu maddələri öyrənmək maraqlıdır. Humuslar qrupuna əvvəl qeyd edildiyi kimi torf, qonur kömür, daş kömür, antrasit daxildir. Antrasitin metamorfızmləşməsi isə, onun artıq kaustobiolitlər sırasından çıxaraq, almaz kimi tərkibi yalnız karbondan (C) ibarət olan qrafit mineralına çevrilməsidir.
Humuslarla zəngin olan yanar qazıntılardan torfu və daş kömürü göstərmək olar.
Torf — kövrək, açıq qonur və qaraya çalan rəngdə olub, müxtəlif bitki qalıqlarının oksigenli mühitdə çürüməsi nəticəsində əmələ gəlmiş yanar maddədir.
Torf, humus qrupunun başlanğıc, yəni nisbətən zəif ilkin metamorfızmə uğradığı mərhələdə əmələ gəlir. Torfun əmələ gəlməsində quruda və suda bitən bitkilər iştirak edirlər. Kökləri rütubətli torpaqda inkişaf edən göl (bataqlıq) bitki-ləri torfun yaranmasında mühüm rol oynayırlar. Humusları əmələ gətirən mate- riallar bataqlıqlarda və göllərdə toplanır. Kökləri sulu mühitdə inkişaf edən belə bitkilərə yosunları misal göstərmək olar. Torfun əmələ gəlməsində bu növ bitkilər daha fəal rol oynayırlar. Bundan başqa, torfun yaranmasında bataqlıqlarda küllü miqdarda bitən kollar da az əhəmiyyət daşımırlar.
Su hövzələrinin bataqlığa çevrilməsi oradakı bitkilərin fəaliyyəti ilə əlaqə-dardır. Hövzənin müxtəlif dərinliklərində müxtəlif növ bitkilər inkişaf edir. Bu səbəbdən də hər zonada əmələ gələn torfun özünəməxsus xüsusiyyəti olur. Bitki qalıqlarının (torfun) miqdarı artdıqca suyun dibi ilə əlaqə kəsilir və nəticədə torf bataqlığı yaranır. Torfun kimyəvi tərkibi, onu əmələ gətirən bitkilərin tərkiblərin-dən asılıdır.
