2.2.2.5. Определение обменных водорода и алюминия по Соколову
Алюминий, который вместе с ионами водорода легко переходит в равновесный раствор при взаимодействии почв с кислой реакцией среды с раствором KCl, называют подвижным. Избыточное количество подвижного алюминия оказывает токсичное действие на многие культурные растения и микроорганизмы. Поэтому количественный учет подвижного алюминия в кислых почвах позволяет установить степень участия Al в формировании обменной кислотности и выявить необходимость его инактивации.
По методу Соколова одновременно с определением количества подвижного алюминия устанавливают и величину обменной кислотности.
Ход анализа. На технических весах отвешивают 100 г почвы, просеянной через сито с диаметром отверстий 1 мм, и помещают в сухую колбу объемом 500 мл. Приливают 250 мл 1М раствора KCl и взбалтывают 1 час. При определении подвижного алюминия в торфах пользуются соотношением 1 : 25. Часовое взбалтывание суспензии может быть заменено трехминутным с последующим суточным настаиванием. После этого содержимое колбы фильтруют через сухой складчатый фильтр в сухую колбу.
В две конические колбы объемом 250 мл берут пипеткой по 50 мл фильтрата. В одну колбу добавляют 2-3 капли фенолфталеина и титруют вытяжку 0,02 н. раствором NaOH до слабо-розовой окраски, не исчезающей 1 мин. (Вместо фенолфталеина можно использовать раствор бромтимолового синего и титруют 0,02 н. раствором NaOH до перехода желтой окраски раствора в синюю). Пошедшее на титрование этой пробы количество NaOH соответствует суммарному содержанию обменных H+ и Al3+, т.е. общей обменной кислотности почвы.
В другую колбу приливают 3 мл 3,5%-ного раствора NaF для связывания алюминия в комплексный ион согласно реакции:
Al3+ + 6NaF = 3Na+ + Na3[AlF6].
Содержимое колбы перемешивают, дают отстояться примерно 5 мин и титруют 0,02 н. раствором NaOH используя в качестве индикатора фенолфталеин или бромтимоловый синий, как и в предыдущем случае. Этим титрованием узнают количество ионов Н+ непосредственно перешедших в раствор.
По результатам первого титрования находят общее содержание обменных водорода и алюминия. По результатам второго титрования находят содержание только обменного водорода. Обычно на второе титрование раствора NaOH расходуется меньше, чем на первое титрование. Если подвижного алюминия в почве нет, на первое и второе титрование расходуется одинаковое количество раствора NaOH.
Для вычислений используют следующие формулы
где Н+Al – общее содержание обменных водорода и алюминия, мг-экв/100 г почвы; Н – содержание обменного водорода, мг-экв/100 г почвы; V0 – общий объем вытяжки, мл; V1 – количество раствора NaOH пошедшее не титрование первой аликвоты, мл; V2 – количество раствора NaOH пошедшее на титрование второй аликвоты, мл; н. – нормальность раствора NaOH; Val – количество фильтрата, взятое для титрования, мл; m – навеска почвы, г.
По разности между результатами первого и второго титрования находят содержание ионов водорода эквивалентных содержанию обменного алюминия. А1 = (Н + А1) – Н. Умножив количество алюминия выраженное в мг-экв/100 г почвы на 9 получают содержание алюминия в мг/100 г почвы.
Пример расчета. Для определения содержания обменных водорода и алюминия к навеске почвы массой 100 г прилито 250 мл 1М раствора KCl. После того, как суспензия была отфильтрована, в две колбы взято по 50 мл фильтрата для титрования. На титрование первой колбы пошло 12,6 мл 0,0225 н. раствора NaOH. На титрование второй колбы пошло 6,6 мл 0,0225 н. раствора NaOH.
Содержание обменного алюминия равно: Al = 1,42 – 0,74 = 0,68 мг-экв/100 г почвы или 0,68 ∙ 9 = 6,12 мг/100 г почвы.
Реактивы.
1. 1,0 М раствор KCl. 75 г KCl («ч.д.а.» или «ч.») растворяют в 300-400 мл дистиллированной воды, фильтруют в мерную колбу объемом 1 л, доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают.
2. 0,02 н. раствор NaOH. Готовят из фиксанала или берут 0,8 г NaOH («х.ч.») и растворяют в дистиллированной воде без СО2, после чего доводят дистиллированной водой до объема 1 л и тщательно перемешивают. Нормальность раствора NaOH устанавливают по раствору H2SO4, приготовленному из фиксанала или по перекристаллизованной янтарной кислоте.
3. 1%-ный раствор фенолфталеина. 1 г сухого реактива растворяют в 100 мл 60%-ного этилового спирта.
4. 60%-ный раствор этилового спирта. 60 мл 100%-ного или 63,2 мл 95%-ного этилового спирта доводят дистиллированной водой до объема 100 мл.
5. Бромтимоловый синий. 0,05 г сухого реактива растворяют в 100 мл 20%-ного этилового спирта.
6. 20%-ный раствор этилового спирта. 20 мл 100%-ного или 21,1 мл 95%-ного этилового спирта доводят дистиллированной водой до объема 100 мл.
7. 3,5%-ный раствор NaF. 3,5 г фторида натрия («х.ч.») растворяют примерно в 60 мл дистиллированной воды, доводят дистиллированной водой до объема 100 мл и перемешивают. Раствор должен давать с фенолфталеином слабо-розовую окраску. При отсутствии таковой раствор подщелачивают. Если окраска очень яркая, избыток щелочи нейтрализуют раствором HCl.