uchebnik13

Таблица 4

[Uкала попраВОК на температуру К отсчету ареометра

3. Опыты нужно вести в цилиндрах диаметром не менее 6 СА/. Х О Д а н а л и з а. Берут навеску почвы в 30 г. Подготовку

почвы к анализу проводят JЮ методу I\ачинского. После кипяче­

ния суспензию переносят в литровый ЦlIлИНДр через сито (с от­ верстиями диаметром 0,25 ММ), доводят до температуры лабора­ тории, взбалтывают в течение минуты и через 20 сек в ЦИЛИНЩJ

опускают ареометр. Он должен свободно плавать. Через 10 сек производят первый отсчет. Следующие показания берут через

2-3 мин, после чего ареометр вынимают из суспензии и ополас­ кивают. Дальнейшие замеры прОИЗ80ДЯТ через 5, 15, 30, 60 мин, а затем через 6, 24, 48 час. Ареометр опускают в цилиндр за

31

,

10-15 сек до срока отсчета, после отсчета вынимают и до сле­ дующего замера держат в цилиндре с водоИ.

Ниже приводится форма записи при работе с ареометром.

Таблица 5

Выражая диаметр в мм, можем написать:

получим

D=~fA.V, (З)

где

\'= ~ ,

н - путь частиц в CM~ Т - время падения частиц в сек.

Определение диаметра частиц производят графически. Для этой

цепи предложена номограмма, в которой отдельные составляющие

формулы Стокса представлены в Биде прямых (рис. 8).

Прямая N!! 1 - подкоренное выражение А· 103.

32

4

5

б

г,1

z

Я - Dmc'Ii!m по ореоттРJI

з

~

мера частиц почвы с помощью ареометра:

г(диаметр ч"стиц в ..".), 5 - V (скорость в СА"сек).

3*

Подставляя в формулу

получим:

Беря различные значения R (от 1,000 до 1,030), определяем

соответствующие им величины НR - пути, проходимые частицами

при любом погружении ареометра. Наносим на правую сторону прямой N2 7 величины R, а соответствующие им значения HR- на левую сторону прямой, получаем полностью прямую N2 7 для

номограммы.

ления диаметра частиц, не осевших через 30 мин, берется линей­

ка и накладывается на прямую N!! 3 в точке 2,75 так, чтобы ли­ нейка проходила через 18°С на прямой N2 2 и пересекла прямую N!! 1. Точка пересечения = 11,0, что отвечает подкоренному зна­

чению А· 103.

Для определения скорости падения частиц в см/сек на пря­

R - отсчет по ареометру с поправкой на мениск и температуру.

36

Сравнительное изучение ареометрического метода и пипет-ме­ тода по Качинскому, Кочериной, Макаровой и Платовой, Коре­

невской показало, что при определении по ареометру количество

мелкого песка завышено, вследствие оседания частиц на плечи

:ореометра во время опыта.

Ареометр дает неточные показания при определении илистой

фракции, особенно при начальной плотности суспензии в 1%.

Увеличение концентрации суспензии дО З% увеличивает точность

определения крупных фракций. Удовлетворительная сходимость

данных сравниваемых методов наблюдалась для почв тяжело- и

среднесуглинистых; большие расхождения для глин и супесей.

Ареометр неустойчив в

ареометра с целью повы­ шения его чувствитель­

ности к малым концент­

рациям суспензии, устой­

дом пипетки ареометриче-

ский метод менее трудоемкий. Ввиду того, что подготовка в этом

методе осуществляется по методу Качинского, при характери­

стике почв следует пользоваться классификацией того же автора.

Седиментометрический метод. Седиментометрический метод

(А. А. Фигуровекого) основан на взвешивании осадка, накапли-

37

вающегося на пластинке внутри столба суспензии за определен­

ный промежуток времени. Впервые этот принцип использовал

Г. Ф. Нефедов (1902).

В 1925 г. Свен-Оденом сконструированы автоматические се­

диментационные весы и предложен метод определения грануло­

метрического состава по кривым накоплениям осадка на чашке

весов. Более простое устройство имеют автоматические весы Стародубцева и пружинные Неверы и Холмса.

В последнее время широкое применение получили стеклян­

ные весы Фигуровекого, основанные на принципе гидростати­

ческого вз~ешивания осадка.

Весы (рис. 9) состоят из штатива (1), к которому прикреп­

лено стеклянное или кварцевое коромысло (2); оно имеет длину 20-50 СМ. Толщина его вначале 2-3 .ММ, постепенно к кониу

уменьшается до 0.2-0,3 .М.М. На конец коромысла подвешена

стеклянная чашечка (3) диаметром 3 С.М, с высотою бортиков -

5 ММ.

В качестве отсчетного приспособления используют горизон­

тально постаВ.1енныЙ микроскоп, снабженный окулярной шкалой.

Перед анализом делают проверку коромысла - оно не дол­ жно прогибаться под действием собственного веса и веса пустой чашки. Для проверки чашку подвешивают к коромыслу сначала

в воздухе, а потом в воде. Положение конца коромысла, наблю­ даемое в микроскопе, при этом не должно меняться. Чашку на­

гружают гирьками разновеса (Q) и измеряют прогиб коромыс­ ла (q). Зависимость прогиба от нагрузки прямолинейна и подчи­ няется закону Гука:

По оси абсцисс откладывается время " по оси ординат вели­

чина Q - пропорциональная показанию микрометра. До момен­

та выпадения самой крупной фракuии кривая распределения имеет вид прямой, затем по мере оседания фракци.Й она прини­

мает форму пологой парабо.1Ы.

Когда на чашку весов осядет все взвешенное вещество (Q),

кривая распределения перейдет в прямую, параллельную оси абсцисс.

По кривой распределения (рис. 10) можно определить вес

фракции и ее процентное содержание. Для этого на кривой вы­ деляют ряд точек Мо, М1 и Т. д., проводят касательные к этим

точкам и продолжают их до пересечения с ординатой. Отрезки

ординаты между двумя касательными соответствуют количеству

вещества, осевшему за определенный промежуток времени, на­

пример L 1 - L2 - количество фракции, выпавшей за время

38

Н - длина падения частиц, или глубина чашки весов от по­

верхности суспензии, что измерить можно для каждого

Инmер(JолЬ1 tJpe,..,eHU

Рис. 10. Кривая осаждения ПОJJидисперсной систеМbI

ДJ1Я удобства отсчета на оси ординат с правой стороны от­

кладывают значения Q, с левой - процентное содержание

фракций.

В. Е. Кореневская (1951) этот метод применила в следующей

модификации: навеску почвы в 4 г, просеянную через сито в 1 MJrt, подготавливали к анализу по методу Качинского. Затем

на приборе Сабанина отмучивали фракцию 0,25-0,05 (фракцию

1-0,25 определяли на сите), так как частицы > 0,05 MJrt мето­

дом Фигуровского определялись грубо. Дальнейший анализ сус­

пензии с частицами <0,05 мм производили на весах Фигуров­

ского. Концентрацию суспензии предварительно опреде~яли пу­

тем выпаривания 100 мл суспензии. Для анализа суспензию кон­

центрации 0,30-0,35% ПОl'1ещали в цилиндр емкостью 0,5 л, диа­

метром = 8 cJrt, взбалтывали мешалкой в течение 1 .МИН. Зате'V! опускали чашку весов на глубину 7-8 см от поверхности сус­ пензии и включали секундомер. Через 40-60 сек после прекра­ щения колебания коромысла делали первый отсчет. Дальше от­

счеты производились через промежутки времени, соответствую-

39

щие деформации коромысда на 1 де.'Iение. Наблюдения велись

24-26 час из расчета ПО.'Iного осаждения частиц> 0,001 М.М на чашку весов. По истечении этого времени над чашкой брали пипеткой пробу для определения частиц < 0,001 ММ, так как определение их на весах требует слишком много времени.

Сравнение данных, полученных на весах Фигуровского, с дан­

ными, полученными по методу пипетки, показывает, что при се­

диментометрическом анализе получается заниженное содержа­

ние крупной пыли, завышенное - средней и мелкой.

Седиментометрический метод необходимо в дальнейшем раз- "

I3ивать и совершенствовать.

Определение механического состава по средней пробе в стоя­

чей воде. М е т о Д п и п е т к и· Принцип метода основан на взя­

тии пробы суспензии с определенной глубины, через известные

промежутки времени. Впервые подобный метод определения был

предложен в 1912 г. В.· г. Глушковым. Им был сконструирован

прибор, который состоит из стеклянной трубки длиною 10-15 ел! п диаметром 10-15 ММ. ДНО трубки закрывается диском, укреп­ ленным на стержне, проходящем через трубку. Сверху на стер­

жень навинчивается гайка, нажатием на которую отодвигается

нижний диск трубки и суспензия заПОJlняет ее, затем трубку за­ крывают, пробу переносят в сушильный стаканчик, выпаривают,

высушивают и определяют ее вес.

Через 10 лет (1922 г.) аналогичные методы независимо, по­ видимому, от В. Г. Глушкова были опуБJlикованы, почти одно­

временно, Робинзоном, Краусом, Томасом и Гарднером. Для

взятия проб суспензии Робинзоном была предложена обычная

пипетка объемом 20--25 мл; подготовка почвы Робинзоном

осуществлялась по международному методу «А».

Метод пипетки был принят и рекомендован на международ­

ных конгрессах почвоведов в 1927 и 1930 п. как стандартный

для JI:1:aCCOBbIx определений механического состава почв, что со­

действовало его распространению.

Рядом исследователей этот метод разработан и уточнен

(п. А. Земятченский, В. В. Охотин, Н. п. Карпинский, С. и. до.'1-

гов, Н. А. Качинский, Батурин и др.). Заслуживает внимания

предложение Батурина заменить выпаривание и сушку проб оп­

ределением плотности суспензии в специальной ампуле И.1И

впикнометре.

ВСоветском Союзе широко применяется метод пипетки в ва­

рианте Н. А. Качинского.

Вариант метода пипетки по Н. А. Качин­ r к о м y.l. Для анализа из коробочного образца берут среднюю пробу воздушно-сухой почвы 100-150 г для подготовки к ана­

лизу. Небольшими порциями почву переносят в фарфоровую

ступку, растирают пестиком с каучуковым наконечником, просеи-

1 Даи в описании автора.

40