2.1.3.4. Определение щелочности от растворимых карбонатов

Щелочность от растворимых карбонатов характерна для водных вытяжек из содовых солонцов и содовых солончаков. В карбонатных почвах эта щелочность в какой-то мере может быть обусловлена углекислым магнием.

Ход анализа. К 25-50 мл водной вытяжки, помещенным в коническую колбу, прибавляют 2 капли фенолфталеина. Если раствор окрашивается в розовый цвет, то его титруют, в зависимости от интенсивности окраски, 0,01 н. или 0,02 н. раствором H₂SO₄ до обесцвечивания.

Слабоокрашенные вытяжки титруют со «свидетелем», в качестве которого служит колба с таким же количеством вытяжки, как и анализируемая проба, но без фенолфталеина. Титрование ведут до момента, когда цвет вытяжки в обеих колбах станет одинаковым.

Нейтрализация Na₂CO₃ по фенолфталеину идет до гидрокарбоната натрия (NaHCO₃), то есть Na₂CO₃ оттитровывается лишь наполовину. Поэтому общее количество ионов CO₃^2- равно удвоенному количеству объема кислоты, затраченного на титрование.

После титрования CO₃^2- раствор не выливают, используют для определения общей щелочности.

Содержание ионов CO₃^2- находят по формуле:

где: CO₃^2- – содержание ионов СО₃^2-, мг-экв на 100 г почвы; 2 · V₂ – удвоенное количество серной кислоты, пошедшее на титрование вытяжки, мл; н. – нормальность кислоты; V₀ – общий объем водной вытяжки, мл; V₁ – объем водной вытяжки, взятый для титрования, мл; m₀ – навеска почвы, взятая для приготовления водной вытяжки, г; Kн₂о – коэффициент пересчета на сухую почву; 100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы.

Пример расчета. Для определения содержания ионов CO₃^2- взято 25 мл водной вытяжки, на титрование которых пошло 0,8 мл 0,0205 н. раствора H₂SO₄. Навеска почвы равна 100 г, общий объем водной вытяжки 500 мл, Kн₂о = 1,07. Содержание ионов СО₃^2- равно:

В процентах содержание карбонатной щелочности составит:

СО₃^2- = 0,70 · 0,030 = 0,021%.

где 0,030 – величина мг-экв CO₃^2-.

Реактивы.

1. 1%-ный раствор фенолфталеина. 1 г индикатора растворяют в 60 мл 95%-ного этилового спирта и доводят объем дистиллированной водой до 100 мл.

2. 0,01н. или 0,02 н. раствор H₂SO₄. Готовят из фиксанала.

2.1.3.5. Определение общей щелочности

Определяют общую щелочность титрованием водной вытяжки 0,01 -0,02 н. раствором H₂SO₄ в присутствии ме­тилоранжа.

Ход анализа. После окончания титрования ионов CO₃^2-, а если они отсутствуют (вытяжка после добавления фенолфталеина не окрашивается), непосредственно после добавления фенолфталеина в те же колбы прибавляют 1-2 капли метилового оранжевого и титруют 0,01-0,02 н. раствором H₂SO₄ до перехода желтой окраски в оранжевую.

Изменение окраски обычно трудноуловимо. Поэтому для бо­лее точного определения конца титрования берут вторую колбу, в которую добавляют такое же количество водной вытяжки и индикатора. Она служит для сравнения изменения окраски тит­руемой жидкости (свидетель). Обе колбы ставят на лист белой бумаги. Тщательно следят за изменением окраски в колбе, в которую приливают кислоту. Как только жид­кость в ней приобретет окраску аналогичную окраске жидкости в колбе-свидетеле, титрование заканчивают.

Поскольку проследить изменение окраски метилового оранжевого довольно трудно, Е.В. Аринушкина (1970) рекомендует использовать для титрования смешанный индикатор, состоящий из равных объемов 0,1% водного раствора метилового оранжевого и 0,1% спиртового (20%) раствора бромкрезолового зеленого. На 20-25 мл водной вытяжки прибавляют 3 капли этого индикатора и титруют до изменения зеленой окраски в желтую. Оттитрованную вытяжку в дальнейшем используют для определения ионов Cl^-.

Величину общей щелочности в присутствии ионов СО₃^2- находят по суммарному количеству кислоты, затраченному на титрование по фенолфталеину и метиловому оранжевому (или смешанному индикатору). Если растворимых карбонатов нет, расчет ведут по количеству кислоты, затраченному на титрование по одному метиловому оранжевому (или смешанному индикатору). Величину общей щелочности в мг-экв на 100 г почвы рассчитывают по формуле:

где Щ_об – общая щелочность, мг-экв на 100 г почвы; V₀ – общий объем водной вытяжки, мл; V₁ – объем водной вытяжки взятый для титрования, мл; V₂ – объем кислоты пошедший на титрование водной вытяжки по фенолфталеину, мл; V₃ – объем кислоты пошедший на титрование водной вытяжки по метиловому оранжевому (или смешанному индикатору), мл; m₀ – навеска почвы, взятая для приготовления водной вытяжки, г; 100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы; Кн₂о – коэффициент пересчета на сухую почву.

Пример расчета. Определение общей щелочности проведено в 25 мл водной вытяжки. На титрование щелочности от нормальных карбонатов по фенолфталеину пошло 0,8 мл, на последующее титрование по метиловому оранжевому израсходовано 1,5 мл 0,0205 н. H₂SO₄. Навеска почвы равна 100 г воздушно-сухой почвы, общий объем водной вытяжки – 500 мл, Kн₂о = 1,07. Общая щелочность в мг-экв равна:

При расчете массовой доли компонентов, обусловливающих щелочность почв, принимают, что общая щелочность связана только с ионами НСО₃^-. Тогда

Щ_об = 1,01· 0,061 = 0,062%,

где 0,061 – величина мг-экв НСО₃^-.

Щелочность, обусловленную только ионами НСО₃^-, или гидрокарбонатную щелочность, находят по формуле:

НСО₃^-мг-экв на 100 г почвы =

Обозначения приведены в формуле для расчета общей щелочности.

Если в почве отсутствует щелочность от нормальных карбонатов, то величина общей щелочности принимается равной гидрокарбонатной щелочности.

Реактивы.

1. 0,1%-ный раствор метилового оранжевого. 0,1 г индикатора растворяют в мерной колбе содержащей примерно 50 мл дистиллированной воды, доводят до метки и тщательно перемешивают.

2. 0,01н. или 0,02 н. раствор H₂SO₄. Готовят из фиксанала.

3. Смешанный индикатор. 0,1 г бромкрезолового зеленого (синего) растворяют примерно в 50 мл 20%-ного раствора этилового спирта и доводят 20%-ным спиртовым раствором до объема 100 мл. Для получения смешанного индикатора смешивают равные объемы 0,1%-ного раствора метилового оранжевого и 0,1%-ного раствора бромкрезолового зеленого (синего).

4. 20%-ный раствор спирта. 20 мл этилового спирта (100%) доводят дистиллированной водой до объема 100 мл. 21,1мл этилового спирта (95%) доводят дистиллированной водой до объема 100 мл.