Визначення гранулометричного складу ґрунту методом піпетки (модифікація н.А.Качинського)

Найбільш поширеним способом визначення гранулометричного складу ґрунту являється метод піпетки. Цей метод базується на законі Стокса: швидкість падіння частинок в рідині можна вважати пропорційну квадрату їхнього радіусу. При цьому роблять ряд припущень: середовище падіння (вода) – однорідна, частинки мають шароподібну форму, їх питома вага однакова, вплив конвекційних потоків відсутній та інш. Після скаламучування швидше осядуть крупні гранулометричні елементи, як більш важкі. Цей метод використовують в модифікації Н.А.Качинського. Метод піпетки складається з двох етапів: 1 етап - підготовка ґрунту до аналізу та 2 етап – виділення окремих фракцій з визначенням вагової (процентної) кількості фракцій гранулометричних елементів.

1. Підготовка ґрунту до аналізу

Основна мета підготовки ґрунту до аналізу полягає в попередньому руйнуванні ґрунтових агрегатів до стану роздільних гранулометричних елементів. Для цього ґрунт піддають колоїдно-хімічній обробці слабким розчином HCl до повного витіснення увібраних катіонів Ca²⁺і Mg²⁺, які переходять в розчин з утворенням хлоридів. При цьому колоїди втрачають можливість до цементації. Відбувається наступна реакція (1):

Подальше кип’ятіння в присутності лугу повністю руйнує агрегати. При кип’ятінні ґрунту з лугом ГВК ґрунту вступає в реакцію з Na і в подальшому колоїди будуть знаходиться в стані золю, реакція (2):

Хід підготовки ґрунту до аналізу:

1. На аналітичних терезах з точністю 0,001 г беруть дві наважки ґрунту по 5 г. Перша наважка служить для приготування суспензії, що буде аналізуватися, друга – визначення втрат ґрунту при обробці соляною кислотою, тому що чим більше в ґрунті сполук кальцію і колоїдних частинок, тим більшою буде величина втрат ґрунту, ця величина враховується при визначенні кількості мулу.

2. В дві великі конічні колби поміщаються лійки з фільтрами. Фільтр другої наважки попередньо зважують. Кожну наважку переносять на фільтр і обливають 100 мл 0,05 н. HCl. При цьому відбувається реакція 1.

Промивання HCl закінчують тоді, коли проба фільтрату покаже відсутність Ca²⁺ і Mg²⁺. Для цього до останніх порцій фільтрату (близько 3 мл), що взятий в пробірку, добавляють близько 1 мл щавлевокислого амонію. При відсутності білої муті промивання закінчують.

3. Після витіснення Ca²⁺ і Mg²⁺ ґрунт на лійках з фільтрами промивають дистильованою водою (200 мл) для видалення надлишку HCl.

4. В подальшому фільтр з другої проби обережно виймається з лійки і переноситься до сушильної шафи для висушування при температурі 105^оС до постійної ваги (приблизно 6 годин). В подальшому сухий фільтр з ґрунтом зважують і визначають вагу абсолютно-сухого ґрунту без ваги сухого фільтру.

Величину втрат ґрунту від обробки HCl розраховують за формулою, результати записують до табл. 4:

де:

M – втрата ґрунт від обробки HCl, %;

а – маса абсолютно-сухого ґрунту, взятого для аналізу, г;

b – маса фільтру, г;

с – маса фільтру з ґрунтом після сушки, г;

100 – для розрахунку в процентах.

5. Першу наважку переносять в нову конічну колбу. Для цього фільтр на лійці проколюється скляною паличкою і наважка ґрунту струменем води з промивалки змивається в чисту колбу. Вміст колби доводиться до 200 мл. В цю суспензію добавляють 5 мл 1н. розчину NaOH і кип’ятять протягом 30 хвилин, відбувається реакція 2.Суспензію в колбі кип’ятять при помірному нагріванні, для зменшення випарування в колбу необхідно вставити лійку, що відіграє роль зворотного холодильника. Після кип’ятіння колбу відставляють для охолодження при кімнатній температурі.