2.2.2.7.2. Определение суммы обменных кальция и магния
В колбу емкостью 250-500 мл берут пипеткой 50-100 мл фильтрата, прибавляют 2-3 капли 1%-ного раствора Na2S и 1-2 мл 5% раствора солянокислого гидроксиламина или ~ 0,1 г кристаллического реактива и тщательно перемешивают. Разбавляют анализируемый раствор дистиллированной водой до 100-200 мл. Приливают 5 мл хлоридно-аммиачного буферного раствора и вносят 30-50 мг хромогена черного, перемешивают раствор круговым движением и медленно титруют 0,01-0,025 М раствором комплексона III (трилона Б) при постоянном и энергичном перемешивании титруемого раствора до изменения вишнево-красной окраски в сине-голубую. Титрование проводят со свидетелем, в качестве которого берут перетитрованную пробу.
Содержание Ca2+ и Mg2+ (в мг-экв.) вычисляют по формулам:
где: Са2+ и Mg2+ – содержание ионов, мг-экв на 100 почвы; V0 – общий объем фильтрата с вытесненными катионами, мл; V2 – количество комплексона III (трилона Б) пошедшее на титрование кальция, мл; V3 – количество комплексона III (трилона Б) пошедшее на титрование суммы кальция и магния, мл; М – молярность комплексона III (трилона Б); 100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы; Kн2о – коэффициент пересчета на сухую почву; 2 – коэффициент перевода атомов в мг-экв; V1 – количество фильтрата взятое на титрование, мл; m0 – навеска воздушно-сухой почвы, взятая для вытеснения обменных катионов, г.
Пример расчета. Для определения состава обменных катионов взята навеска воздушно-сухой почвы массой 2, 655 г, общий объем фильтрата составил 500 мл. На титрование Са2+ и суммы Са2+ и Mg2+ взято по 100 мл фильтрата. Количество 0,01 М комплексона III (трилона Б) пошедшее на титрование ионов Са2+ равно 8,6 мл, суммы Са2+ и Mg2+ – 9,8 мл, Kн2о = 1,07.
Содержание ионов Са2+ в мг-экв равно:
Содержание ионов Mg2+ в мг-экв равно:
2.2.2.7.3. Определение обменных натрия и калия методом фотометрии пламени
В обыкновенных разностях почв содержание обменных натрия и калия, как правило, невысокое.
Выполнение определения. Приводят прибор в рабочее состояние и фотометрируют серию эталонных растворов с концентрацией определяемых элементов от 2,5 до 100 мг/л. По показаниям прибора для этих растворов строят калибровочный график в координатах: отсчет по шкале прибора – концентрация элемента.
Перед анализом растворов распылитель прибора промывают дистиллированной водой. Эту операцию повторяют после каждого измерения. Фотометрируют анализируемые растворы, записывая показания прибора. Концентрацию натрия и калия в вытяжках находят по калибровочным графикам. Содержание натрия или калия в мг-экв на 100 г почвы определяют по формуле:
где а – концентрация натрия или калия найденная по калибровочному графику, мг/л; V0 – общий объем фильтрата, содержащего обменные катионы, мл; m – навеска почвы, взятая для вытеснения обменных катионов, г; 100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы; Кн2о – коэффициент пересчета на сухую почву; 1000 – коэффициент пересчета мл в л; М – молярная масса К+ – 39,1, Na+ – 23.
Пример расчета. Для определения состава обменных катионов взята навеска воздушно-сухой почвы массой 2, 655 г, общий объем фильтрата составил 500 мл. Концентрация натрия, найденная по калибровочному графику, составила 3,5 мг/л, калия – 2,2 мг/л. Кн2о равен 1,07. Содержание натрия равно:
Примечание. Если при вытеснении обменных катионом хлоридом аммония в вытяжку переходят органические вещества, то их следует перед определением катионов предварительно разрушить прокаливанием, или обработкой смесью кислот HNO3 + HCl.
В первом случае выпаривают аликвотную часть (или всю вытяжку), добавив конц. HNO3 (пл. 1,4), в фарфоровой чашке на водяной бане досуха. Сухой остаток еще раз обрабатывают той же кислотой, чтобы перевести хлориды в нитраты и тем самым облегчить прокаливание остатка. При обработке остатка азотной кислотой чашку накрывают покровным стеклом. Остаток подсушивают и прокаливают в муфельной печи 15-20 мин при температуре 450-500 °С. После прокаливания белый остаток растворяют в 10 мл 10%-ного раствора HCl, тщательно растирая остаток стеклянной палочкой с резиновым наконечником. Переносят раствор в мерную колбу, обмывая чашку несколько раз горячей водой, подкисленной HCl. Если раствор не прозрачный, его слегка подогревают и отфильтровывают через маленький фильтр. Несколько раз обмывают фильтр подкисленной горячей водой.
Если прокаленный остаток черный от присутствующего марганца, его растворяют в HCl, добавляют 2 г персульфата, осаждают марганец аммиаком вместе с полуторными оксидами и отфильтровывают.
Раствор в мерной колбе нейтрализуют по бумажке конго, доводят до метки дистиллированной водой и определяют содержание обменных катионов.
Во втором случае разложение органических веществ проводят смесью HNO3 + HCl в соотношении 1 : 3, т.е. царской водкой. Аликвотную часть или весь фильтрат выпаривают в фарфоровой чашке на водяной бане досуха. Прикрыв покровным стеклом, приливают к сухому остатку 5 мл конц. HNO3 (пл. 1,4) и 15 мл конц. HCl (пл. 1,19). Осторожно круговым движением обмывают стенки чашки этой смесью и по окончании бурной реакции подогревают некоторое время на водяной бане, снимают покровное стекло, обмывают его над чашкой дистиллированной водой и выпаривают раствор на водяной бане досуха. Если органических веществ много, обработку смесью кислот повторяют еще раз. Растворяют сухой остаток в 10%-ном растворе HCl, переносят в мерную колбу, нейтрализуют кислоту по бумажке конго, доводят дистиллированной водой до метки и определяют содержание обменных катионов.
Реактивы.
1. 5%-ный раствор солянокислого гидрокиламина. 5 г NH2OH ∙ HCl растворяют в 100 мл дистиллированной воды.
2. 1%-ный раствор сульфида натрия. 1 г Na2S ∙ 9H2O растворяют в 100 мл дистиллированной воды.
3. 10%-ный раствор NaOH (KOH). 10 г NaOH (KOH) растворяют в 100 мл дистиллированной воды.
4. Мурексид. 1 часть сухого индикатора C8H8N6O6 ∙ H2O смешивают с 40 частями «х.ч.» NaCl или KCl и растирают в агатовой ступке до однородного тонкого порошка. Хранят в темной склянке.
5. 0,01-0,05 М раствор комплексона III ( трилона Б). Готовят из фиксанала.
6. Хлоридно-аммиачный буферный раствор с рН 10. 20 г NH4Cl «х.ч.» растворяют в 100 мл дистиллированной воды, приливают 100 мл 25%-ного раствора NH4OH, доводят дистиллированной водой до 1 л и тщательно перемешивают.
7. Хромоген черный. 1 часть сухого индикатора смешивают с 40 частями «х.ч.» NaCl или KCl и растирают в агатовой ступке до однородного тонкого порошка. Хранят в темной склянке.
8. 0,2%-ный раствор малахитового зеленого. 0,2 г индикатора растворяют в 100 мл дистиллированной воды.
9. 20%-ный раствор КОН. 40 г КОН растворяют в 150 мл дистиллированной воды и после охлаждения доводят до объема 200 мл дистиллированной водой и перемешмвают.
10. Флуорексон. 1 часть сухого индикатора смешивают с 40 частями «х.ч.» KCl или KNO3 и растирают в агатовой ступке до однородного тонкого порошка. Хранят в темной склянке.
11. Основной эталонный раствор с содержанием К+ 1 мг/мл. 1,908 г «х.ч.» KCl растворяют в 1 л дистиллированной воды.
12. Основной эталонный раствор с содержанием Na+ 1 мг/л. 2,542 г «х.ч.» NaCl растворяют в 1 л дистиллированной воды.
13. Серия рабочих эталонных растворов. Отмеривают бюреткой основной эталонный раствор в мерные колбы емкостью 1 л в следующих количествах:
№ рабочего эталона…………………. 1 2 3 4 5 6
Количество мл основного эталонного
раствора……………………………… 5 10 25 50 75 100
Содержание К+ (N+), мг/л………….. 5 10 25 50 75 100