3.1.2. Определение аммонийного азота

Аммонийный азот извлекают из почвы 2%-ным раствором KCl при соотношении почва : раствор 1 : 10. В вытяжку переходит аммоний, находящийся в обменном состоянии, а также водорастворимый аммоний. Поскольку аммоний водорастворимых солей составляет лишь небольшую часть азота, переходящего в солевую вытяжку, считают этот метод методом определения обменного аммония.

Ход анализа. 10-20 г свежей почвы помещают в колбу емкостью 500 мл, приливают 10-кратное количество 2%-ного раствора KCl, добавляют 1-2 капли толуола для подавления микробиологической деятельности. Колбу встряхивают 5 мин и оставляют настаиваться 18-20 час. Длительное отстаивание можно заменить часовым взбалтыванием.

Одновременно берут навеску почвы для определения гигроскопической влаги и последующего пересчета полученных данных на сухую почву.

Отфильтровывают полученную вытяжку через складчатый беззольный фильтр. Одновременно фильтруют контрольную пробу, для чего профильтровывают через контрольный фильтр 2%-ный раствор KCl в таком количестве, какое прибавлено к навеске почвы. В последующем этот фильтрат подвергают тем же операциям, что и фильтраты, полученные из почвенных образцов. Результат контрольного определения учитывают при окончательных расчетах.

Перед определением содержания NH₄⁺ проводят качественную реакцию. Для этого помещают в пробирку 5 мл вытяжки, прибавляют по 2 капли раствора сегнетовой соли и реактива Несслера. Если аммония много и выделяется осадок или раствор приобретает буро-желтый цвет, то вытяжку следует разбавить (записав величину разбавления) и снова провести испытание. Окраска раствора после окрашивания должна быть чисто-желтой, светлого оттенка.

В зависимости от содержания NH₄⁺ берут пипеткой 5-40 мл вытяжки, помещают в мерную колбу емкостью 50 мл, прибавляют 2 мл раствора сегнетовой соли и хорошо перемешивают.

Перед прибавлением реактива Несслера таким же способом готовят образцовые растворы для построения калибровочного графика, чтобы окрашивание испытуемых и образцовых растворов провести одновременно.

Во все колбы (с испытуемым и образцовым раствором) приливают по 2 мл реактива Несслера и тщательно перемешивают. Если раствор приобретает опалесценцию, прибавляют еще 2 мл сегнетовой соли, чтобы получить прозрачный раствор.

Доводят раствор дистиллированной водой до метки, закрывают колбу чистой пробкой и перемешиваю, перевертывая колбу 5-6 раз. Оставляю стоять 2-3 мин. Если раствор приобретает оранжевый или красноватый цвет, анализ повторяют, беря меньший объем вытяжки. Разведение окрашенных растворов водой не допускается. Определяют оптическую плотность окрашенных растворов при длине волны 400-425 нм. Окрашенные растворы могут стоять не более 30 мин.

Содержание аммиачного азота в мг/кг почвы находят по формуле

где N-NH₄ содержание аммиачного азота, мг/кг почвы; a – концентрация аммиачного азота, найденная по калибровочному графику, мг/мл; V₀ – общий объем вытяжки, мл; V_k – объем колбы, в которую помещалась аликвота фильтрата, мл; 1000 – коэффициент пересчета на 1 кг почвы; Кн₂о – коэффициент пересчета на сухую почву; m – навеска почвы, г; V₁ – объем вытяжки взятый для определения аммиачного азота, мл.

Пример расчета. Для определения содержания аммонийного азота взято 10 г свежей почвы, общий объем вытяжки составил 100 мл, на окрашивание взято 25 мл фильтрата и помещено в колбу объемом 50 мл, Кн₂о равен 1,156, концентрация нитратов, найденная по калибровочному графику, составила 0,001 мг/мл. Содержание аммиачного азота равно:

Реактивы.

1. Дистиллированная вода без аммиака.

2. 2%-ный раствор KCl. 20 г соли KCl растворяют в безаммиачной дистиллированной воде и доводят этой же водой до объема 1 л. При загрязнении хлористого калия аммонийными солями раствор кипятят с КОН, затем соль перекристаллизовывают. Раствор соли, очищенный таким способом не должен давать реакции с фенолфталеином и реактивом Несслера.

3. Раствор сегнетовой соли. 50 г соли KNaC₄H₄O₆ ∙ 4H₂O (виннокислый калий-натрий) растворяют в 100 мл безаммиачной дистиллированной воде. Поскольку сегнетова соль часто загрязнена аммиаком, необходимо проверить приготовленный раствор на содержание иона аммония. В случае его присутствия прибавляют немного КОН и NaOH (до щелочной реакции). Переливают раствор в химический стакан и кипятят до начала образования корки солей на стенках стакана. Раствор разбавляют безаммиачной дистиллированной водой до прежнего объема и повторяют испытание на аммоний. Для связывания следов аммиака в раствор сегнетовой соли приливают 5 мл реактива Несслера.

4. Реактив Несслера. Используют готовый (продажный) препарат.

5. Запасной эталонный раствор аммиачного азота. 0,3820 г перекристаллизованного и высушенного до постоянной массы при 100-105 °С «х.ч.» NH₄Cl помещают в мерную колбу емкостью 1 л, растворяют в небольшом количестве безаммиачной дистиллированной воды, доводят этой же водой объем раствора до метки и перемешивают. Раствор содержит 0,1 мг азота в 1 мл.

6. Рабочий эталонный раствор аммонийного азота. Берут пипеткой 10 мл запасного эталонного раствора, переносят в мерную колбу емкостью 100 мл, доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Раствор содержит 0,01 мг N в 1 мл.

7. Серия рабочего эталонного раствора для калибровочного графика. Для построения калибровочного графика в мерные колбы емкостью 50 мл бюреткой отмеряют следующее количество рабочего эталонного раствора:

№ колбы……………… 1 2 3 4 5 6 7

мл рабочего

эталонного раствора… 2 2,5 5 7,5 10 12,5 15

N-NH₄, мг/мл……….0,0004 0,0005 0,001 0,0015 0,002 0,0025 0,003

В колбы приливают безаммиачную дистиллированную воду примерно до объема 40 мл, прибавляют в каждую колбу по 2 мл раствора сегнетовой соли и перемешивают. Приливают по 2 мл реактива Несслера, тщательно перемешивают, доводят безаммиачной дистиллированной водой до метки, перемешивают и через 2-3 мин определяют оптическую плотность.

8. При выражении результатов анализа в форме NH4⁺ для приготовления запасного эталонного раствора берут 0,2965 г перекристаллизованного и высушенного до постоянной массы при 100-105 °С «х.ч.» NH₄Cl, растворяют в безаммиачной дистиллированной воде, доводят этой водой до объема 1 л и тщательно перемешивают. Раствор содержит 0,1 мг NH₄⁺ в 1 мл. Рабочий эталонный раствор готовят разбавлением запасного эталонного раствора в 10 раз, получая раствор с содержанием NH₄⁺ 0,01 мг/мл. Рабочий эталонный раствор используют для построения калибровочного графика