3440

21

Поскольку содержание бихромата калия в окислительной смеси после окисления перегноя снижается, раствор соли Мора берут более низкой концентрации. По разности мг-экв окислителя до и после окисления определяют содержание органического углерода в почве.

Метод непригоден для сильно засоленных хлоридами почв, а также в случае присутствия закисного железа и большого количества марганца.

Ход анализа Навеску почвы (после тщательного отбора корешков и растертую в

ступке) отвешивают на аналитических весах в пробирке в количестве 0,05-0,5 г в зависимости от предполагаемого содержания углерода. При выборе величины навески руководствуются следующими данными (по И.В. Тюрину):

Навеску переносят в сухую узкогорлую коническую колбу емкостью 100 мл и по разности в весе устанавливают точную массу навески. Для повышения точности результатов определения проводят не менее чем в двукратной повторности.

Бюреткой приливают 10 мл 0,4 н раствора K2Cr2O7, приготовленного на разбавленной 1:1 серной кислоте. Каждый раз раствор от нулевого деления бюретки спускают медленно, чтобы дать возможность стечь вязкой жидкости со стенок бюретки полностью. Медленное и одинаковое по времени приливание бихромата в колбы с навесками почв – одно из основных условий воспроизводимости повторных результатов анализа.

Содержимое колбы осторожно перемешивают круговым движением, следя за тем, чтобы частицы почвы не остались на ее стенках. Колбу закрывают маленькой воронкой или пробкой-холодильником и ставят на горячую электроплитку с закрытой спиралью или на песчаную баню.

С самого начала нагревания начинается едва заметное выделение СО2, затем происходит выделение СО2 в виде очень мелких пузырьков, после чего раствор закипает. Кипение раствора должно быть слабым и продолжаться

22

точно 5 мин! Отсчет времени производят с момента появления первого относительно крупного пузырька газа, кипение не должно сопровождаться выделением пара из воронки.

Кипячение раствора – самая ответственная операция в этом определении. Спокойное и слабое кипячение соответствует температуре 140-180 0С, при которой не происходит разложения хромовой кислоты, образующейся в растворе бихромата по уравнению

K2Cr2O7 +H2O = K2Cr2O4 + H2CrO4

В процессе кипячения раствор меняет окраску и из оранжевого становится буровато-коричневым. Зеленая окраска служит показателем полного израсходования хромовой кислоты на окисление перегноя. В таком случае определение следует повторить, уменьшив навеску почвы (или увеличить количество 0,4 н раствора K2Cr2O7), чтобы обеспечить избыток хромовой кислоты в окислительной смеси после окисления.

По окончании кипячения колбу снимают с плитки, охлаждают.

Титрование хромовой кислоты в присутствии фенилантраниловой кислоты

После охлаждения колбочки с раствором примерно до комнатной температуры воронку и горло колбы обмывают из промывалки минимальным количеством дистиллированной воды (10-20 мл), прибавляют 3-5 капель 0,2 %-го раствора фенилантраниловой кислоты и титруют 0,2 н раствором соли Мора до перехода вишнево-фиолетовой окраски в темно-буровато- зеленоватую. Поскольку окраска индикатора изменяется резко, соль Мора под конец титрования приливают медленно (по каплям), все время перемешивая раствор. Надежные результаты определения получаются в том случае, когда на титрование остатка бихромата идет не менее 10 мл 0,2 н раствора соли Мора, если для сжигания взято 10 мл 0,4 н хромовой смеси.

При титровании по ферроину в титруемый раствор добавляют 3 капли индикатора. Раствор окрашивается сначала в бурый цвет, затем, по мере добавления соли Мора, переходит в слабо-зеленоватый и в точке эквивалентности становится буро-коричневым. Изменение окраски резкое – от одной лишней капли соли Мора.

При установлении нормальности раствора бихромата в условиях опыта берут 0,2 г растертой в порошок прокаленной пемзы или прокаленной

23

суглинистой почвы помещают в коническую колбу емкостью 100 мл приливают 10 мл 0,4 н раствора K2Cr2O7, закрывают воронкой, ставят на горячую электроплиту или песочную баню, нагревают до кипячения и кипятят ровно 5 мин. Дальше поступают как описано выше. Определения повторяют 3 раза и по среднему значению вычисляют нормальность раствора бихромата по формуле

N1 = N 2 V 2 ,

V1

где N1 и V1 – объем и нормальность устанавливаемого раствора бихромата;

N2 и V2 – объем и нормальность титрованного раствора соли Мора. Поскольку титр раствора соли Мора неустойчив вследствие окисления

закисного железа, его нормальность проверяют перед началом проведения определения по 0,1 н раствору KMnO4.

Процентное содержание углерода вычисляют по формуле

С = ((а n1 в n2)) 0,003100 , m

где а – кол-во мл раствора K2Cr2O7, взятое для окисления органических веществ почвы;

в – кол-во мл раствора соли Мора, затраченное на титрование избытка хромовой кислоты;

n1 – нормальность раствора K2Cr2O7; n2 – нормальность раствора соли Мора;

m – масса навески воздушно-сухой почвы, г.

Пример вычисления. Для определения содержания углерода взята навеска 0,2006 г воздушно-сухой почвы. Для окисления органических веществ к ней прилито 10 мл раствора K2Cr2O7 0,4086 н. На титрование избытка хромовой кислоты после окисления затрачено 12,2 мл 0,2034 н раствора соли Мора.

С = ((10 0,4086 12,2 0,2034)) 0,003 100 = 2,40 %. 0,2006

24

Лабораторная работа № 8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММЫ ОБМЕННЫХ ОСНОВАНИЙ

ПО КАППЕНУ-ГИЛЬКОВИЦУ

Вкислых (бескарбонатных) почвах (дерново-подзолистых, серых лесных

идр.) сумму обменных оснований определяют по методу Каппена-Гильковица. Метод основан на вытеснении поглощенных оснований ионом водорода 0,1 н раствора НСl по схеме

Количество перешедших в раствор обменных оснований определяют по разности между содержанием водорода в растворе до и после взаимодействия кислоты с почвой, поскольку обмен ионов проходит в эквивалентном отношении.

Ход анализа 1. На технохимических весах берется навеска воздушно-сухой почвы 20 г,

просеянной через сито с отверстиями диаметром 1 мм.

2.Навеску переносят в колбу емкостью 350-500 мл.

3.Приливают пипеткой 100 мл 0,1 н раствора НСl точно установленной нормальности.

4.Взбалтывают содержимое колбы 1 час и оставляют стоять сутки, после чего фильтруют через складчатый фильтр, перенося всю почву на воронку. Первые мутные порции фильтрата перефильтровывают.

5.После фильтрования пипеткой отбирают 50 мл прозрачного фильтра в коническую колбу на 150-200 мл.

6.Нагревают до кипения и кипятят 1-2 мин для удаления CO2.

7.Прибавляют 2-3 капли фенолфталеина и оттитровывают горячий раствор 0,1 н раствором NaOH до слабо розовой окраски, не исчезающей в течение 1-2 минут, и вычисляют сумму обменных оснований.

Пример вычисления:

Вытеснение обменных оснований проведено 0,1012 н раствором соляной кислоты. На титрование взято 50 мл фильтра. Кислота в таком объеме должна содержать 0,1012 × 50 = 5,06 мг/ экв.

25

На титрование затрачено 30 мл 0,1012 н раствора NaOH, т.е. 0,1012 × 30 = 3,06 мг/экв. Следовательно, на вытеснение обменных оснований израсходовано 5,06-3,06 = 2,00 мг/экв.

Взятый для титрования объем, равный 50 мл, соответствует половине навески, т.е. 10 г, если анализируют 20 г почвы. Для пересчета полученных данных на 100 г почвы умножают их на 10 и получают 2 × 10 = 20 мг/экв. на 100 г почвы.

Лабораторная работа № 9 КОЛОРИМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЛЬЦИЯ

И МАГНИЯ В 1,0 Н РАСТВОРЕ NH4CI

Определение кальция и магния этим методом в присутствии избытка NH4CI проводят следующим образом.

Определение суммы кальция и магния

1.Из мерной колбы с полученным фильтратом берут 25-50 мл раствора, помещают в коническую колбу емкостью 250 мл и разбавляют дистиллированной водой до 100 мл.

2.Измерительным цилиндром приливают 5 мл 25 %-го раствора аммиака (не содержащего СО2), чтобы получить хлоридно-аммиачный буфер, обеспечивающий рН = 10. Раствор перемешивают и вносят индикатор хромоген черный. Если окраска раствора окажется серой или серовато-фиолетовой, в раствор вносят гидроксиламин в таком количестве, чтобы восстановить марганец. Раствор должен иметь винно-красную окраску.

3.Раствор в колбе по каплям титруют 0,02-0,05 н раствором трилона-Б при постоянном и интенсивном перемешивании содержимого колбы до изменения винно-красной окраски индикатора в сине-голубую. Одновременно проводят титрование контрольного опыта.

4.Вычисление результатов анализа проводится по формуле

мг/экв = мл. н.100 ,

P

где мл. – количество титрованного раствора трилона-Б, израсходованное на титрование;

н. – нормальность трилона-Б; Р – сухая навеска почвы в г, соответствующая взятому на титрование

объему испытуемого раствора.

26

Определение кальция

1.Берут 25-50 мл испытуемого фильтра. Помешают его в коническую колбу емкостью 250 мл, приливают 5-10 мл 10 %-го раствора NaOH (свободного от СО2), разбавляют дистиллированной водой до 100 мл и умеренно кипятят в течение 25-30 мин. Кипячение проводят с целью освобождения раствора от избытка аммонийного иона.

2.Раствор охлаждают до комнатной температуры, подкисляют соляной кислотой (по бумажке конго), чтобы растворить выделившийся на стенках слабый осадок карбонатов. Затем доводят дистиллированной водой до первоначального объема (100 мл), прибавляют еще 3-4 мл 10 %-го раствора

NaOH.

3.Вносят индикатор – мурексид и медленно титруют трилоном-Б, тщательно размешивая каждую его каплю до изменения розовой окраски в фиолетовую.

4.Расчет (с учетом контрольного опыта) производят по формуле, приведенной выше.

Определение магния По разности между количеством трилона-Б, затраченным на титрование

суммы Са2+ + Mg2+ и на титрование Са2+, узнают количество миллилитров титрованного раствора, израсходованного на магний. По этому количеству вычисляют содержание в почве магния.

Если результаты анализов нужно выразить в процентах, то пользуются формулой

% Са или Мg = мл. н. г.100 ,

Р

% Са или Мg = мг / экв. г.100 ,

Р

где г. – граммовое значение мг/экв. определяемого, для кальция эта величина равна 0,20, для магния – 0,012.

27

Лабораторная работа № 10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ рН ВОДНОЙ И СОЛЕВОЙ ВЫТЯЖЕК ИЗ ПОЧВЫ

Определение рН является первоочередным приемом исследования почв. В зависимости от величины рН реакция почв может быть:

Кислая реакция характерна для подзолистых и дерново-подзолистых почв. Серые лесные почвы имеют слабокислую реакцию. Реакция черноземов близка к нейтральной, в карбонатных горизонтах и карбонатных черноземах переходит в слабощелочную. Каштановые почвы характеризуются большей частью слабощелочной реакцией. Сероземы отличаются высокой карбонатностью, имеют слабощелочную реакцию.

Приготовление водной суспензии

1.На технических весах отвешивают 10 г воздушно-сухой почвы, пропущенной через сито с отверстиями диаметром 1 мм.

2.Навеску помещают в колбу емкостью 50-100 мл и приливают 25 мл дистиллированной воды, рН которой равно 6,6-6,8.

3.Колбу плотно закрывают чистой пробкой, встряхивают 5 мин и оставляют стоять 18-24 часа, после чего сливают отстоявшийся раствор (или берут его пипеткой) и определяют рН.

Приготовление солевой вытяжки

1.На технических весах отвешивают 20 г (можно меньше) воздушно-сухой почвы, пропущенной через сито с отверстиями диаметром 1 мм, и помещают

всухую чистую колбу емкостью 100 мл.

2.Приливают 50 мл 1,0 н раствора KCl, закрывают чистой пробкой и энергично встряхивают 5 мин. Через 10-15 мин после встряхивания, когда

28

большая часть почвы осядет на дно, наклоняя колбу, смывают отстоявшейся жидкостью частицы почвы со стенок колбы и оставляют стоять 18-24 часа.

3. По истечении срока отстаивания берут пипеткой часть раствора и определяют рН потенциометрически или колориметрически.

Лабораторная работа № 11 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБМЕННОЙ КИСЛОТНОСТИ ПО ДАЙКУХАРА

Обменной называется кислотность, которая обнаруживается при обработке почвы раствором нейтральной соли:

(ПК) Н+ КСl = (ПК) K+ HCl

Н Н

Величину обменной кислотности устанавливают титрованием солевой вытяжки щелочью.

Определение обменной кислотности дозволяет выявить количественное содержание в почве наиболее подвижных Н-ионов.

Ход анализа

1.На технических весах отвешивают 40 г воздушно-сухой почвы, пропущенной через сито с отверстиями диаметром 1 мм.

2.Помешают навеску в колбу или бутылку емкостью 500 мл, приливают 100 мл 1,0 н раствора KCl и взбалтывают 1 час на ротаторе или от руки.

3.Содержимое колбы фильтруют, стараясь по возможности всю почву поместить на сухой складчатый фильтр.

4.Пипеткой берут 50 мл фильтрата и переносят в коническую колбу емкостью 250 мл.

5.Прибавляют к фильтру 2-3 капли фенолфталеина и титруют 0,1 н раствором NaOH до розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин.

6.По количеству щелочи, затраченной на титрование, вычисляют величину обменной кислотности в мг/экв. на 100 г воздушно-сухой почвы.

Пример вычисления Воздушно-сухая навеска почвы равна 40 г. Эта навеска обработана 100 мл

1,0 н раствора KCl. Для титрования взято 50 мл фильтрата, т.е. количество, отвечающее 20 г почвы. На титрование затрачено 1,20 мл 0,1015 н раствора

29

NaOH. Поскольку 50 мл вытяжки соответствует 20 г почвы, для пересчета на 100 г почвы указанное количество щелочи следует умножить на 5. Следовательно, обменная кислотность в данном случае равна

мг/экв. на 100 г = 0,1015 × 1,20 × 5 = 0,6090.

Так как однократной обработкой почвы раствором нейтральной соли извлекается не весь обменный водород, а только часть его, иногда пользуются коэффициентом 1,75, на который умножают полученную величину.

Лабораторная работа № 12 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОЛИТИЧЕСКОЙ КИСЛОТНОСТИ

ПО КАППЕНУ

Гидролитической называют кислотность, обусловленную взаимодействием почвы с гидролитически щелочной солью – уксуснокислым натрием.

(ППК) Н - 2CH3COONa = (ППК) Na + 2СН3СООН + 2Н2О

Н Na

Образующуюся уксусную кислоту титруют раствором NaOH и таким образом определяют количество ионов водорода, соответствующих гидролитической кислотности, т.е. потенциальный кислотности почвы.

Ход анализа

1.На технических весах берется навеска воздушно-сухой почвы 20 г, пропущенной через сито с диаметром отверстий 1 мм.

2.Навеску высыпают в колбу объемом 200 мл и приливают 50 мл 1,0 н раствора CH3COONa. Содержимое колбы взбалтывают на протяжении 1 часа.

3.Суспензию отфильтровывают через сухой складчатый фильтр. Перед фильтрованием жидкость хорошо взбалтывают, на фильтр переносят как можно больше почвы. Если фильтрат окажется мутным, его снова следует профильтровать через тот же фильтр.

4.Пипеткой берут 25 мл прозрачного фильтрата и переносят в коническую колбу емкостью 100 мл.

5.Прибавляют 1-2 капли фенолфталеина и оттитровывают фильтрат 0,1 н раствором NaOH до слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение 1 минуты.

30

6. По количеству пошедшей на титрование щелочи определяют гидролитическую кислотность.

Пример вычисления На титрование 25 мл фильтрата, соответствующего 10 г почвы,

израсходовано 2 мл 0,1012 н раствора NaOH. На титрование гидролитической кислотности в 100 г почвы потребуется в 10 раз больше раствора NaOH, следовательно, количество миллилитров NaOH должно быть умножено на 10.

Поскольку при однократной обработке почвы раствором CH3COONa поглощенный водород вытесняет не полностью, полученную величину умножают на условный коэффициент 1,75.

Следовательно, гидролитическая кислотность будет равна в мг/экв. на

100 г почвы: 0,1012 × 2 × 10 × 1,75 =3,54.

Лабораторная работа № 13 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ НАСЫЩЕННОСТИ ПОЧВ

ОСНОВАНИЯМИ

Для полного изучения кислотности почв важно установить соотношение между суммой обменных оснований и водородными ионами. Сумма всех поглощенных оснований (S) и водородного иона (Н), т.е. S + Н, определяет величину обменной способности почв – емкость поглощения (Т).

какой степени коллоидный комплекс насыщен основаниями. Это соотношение равно некоторой величине, условно обозначаемой буквой V, показывающей степень насыщенности почв основаниями.

Вычисление степени насыщенности почв основаниями производят по формуле

где V – степень насыщенности почв основаниями, %;

S – сумма поглощенных оснований, мг/экв. на 100 г почвы; Н – гидролитическая кислотность, мг/экв. на 100 г почвы; 100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы.