0715_Samofalova_Pochvovedenie_LabPraktik_2021
.pdfВеличина ЕКО определяется числом отрицательных зарядов, приходящихся на единицу массы или поверхности почвенного поглощающего комплекса. Выражают ее в милли- грамм-эквивалентах на 100 г почвы.
Величина ЕКО зависит от ряда факторов: 1) грануло-
метрического состава почвы; 2) минералогического состава почвы; 3) содержания и состава органического вещества; 4) рН раствора; 5) природы и концентрации катиона раствора, используемого для определения ЕКО.
Лабораторная работа № 25
Определение емкости катионного обмена методом Бобко-Аскинази-Алешина в модификации ЦИНАО
Метод определения емкости катионного обмена подходит для почв естественного и нарушенного сложения. Метод применяется при выполнении почвенных, агрохимических и мелиоративных обследований с целью определения качества плодородного слоя естественного сложения, а также для оценки пригодности нарушенного плодородного слоя для землевания малопродуктивных угодий и рекультивируемых земель.
Ход анализа Для некарбонатных почв
1.Навеску почвы для анализа массой 2,50 г взвешивают на лабораторных весах и помещают в химические стаканы вместимостью 50 см3, заливают 25-30 см3 буферного раствора хлористого бария и тщательно перемешивают.
2.Затем полученные суспензии переносят на бумажные фильтры в воронках, тщательно смывая остатки почвы из стаканов на фильтры буферным раствором хлористого бария. Насыщение почвы барием продолжают, приливая к навескам
91
почвы на фильтрах буферный раствор хлористого бария порциями по 10-15 см3. Каждую последующую порцию раствора приливают после того, как полностью отфильтруется предыдущая. Для полного вытеснения катионов из взятой навески почвы и насыщения ее барием расходуют: для легких почв – 150-200 см3, средне- и тяжелосуглинистых – 200-225 см3. Насыщение кислых почв продолжают до тех пор, пока рН фильтрата не станет равным исходному значению рН 6,5.
3.По окончании насыщения барием пробу почвы на фильтре и фильтр промывают 1 раз дистиллированной водой
иоставляют на воздухе на ночь.
4.Подсушенный фильтр с почвой переносят в колбу вместимостью 200 см3, дозируют в нее 100 см3 раствора серной кислоты с (½H2SO4) = 0,05 моль/дм3, взбалтывают содержимое в течение 5 мин и отфильтровывают.
5.Отбирают дозатором по 20 см3 фильтрата в конические колбы вместимостью 100 см3 и титруют раствором гидроокиси натрия с (NaOH) = 0,1 моль/дм3 до слабо-розовой окраски в присутствии 2 капель фенолфталеина.
6.Затем проводят контрольное титрование 20 см3 исходного раствора серной кислоты с (l/2 H2SO4) = 0,05 моль/дм3.
Для карбонатных гипсосодержащих и засоленных почв
Перед определением емкости катионного обмена необходимо удалить из почвы карбонаты, гипс и легкорастворимые соли. Для этого на лабораторных весах берут навеску почвы 2,50 г, помещают ее в химический стакан вместимостью 50 см3
иобрабатывают раствором соляной кислоты, разбавленной 1:250, сливая отстой на фильтр до исчезновения реакции на кальций в фильтрате с индикатором кислотным хромом темно-синим. Если почва содержит большое количество карбонатов или гипса, навеску вначале обрабатывают 2-3 раза раствором соляной кислоты, разбавленной 1:60, а затем про-
92
должают обработку пробы раствором соляной кислоты, разбавленной 1:250. После этого к пробе почвы приливают 25-30 см3 буферного раствора хлористого бария и пробу почвы полностью переносят на фильтр. Далее проводят насыщение почвы барием и продолжают анализ как указано выше.
Емкость катионного обмена (ЕКО) в мг-экв/100 г почвы вычисляют по формуле:
(40)
где V – объем раствора гидроокиси натрия, израсходованный на контрольное титрование 20 см3 серной кислоты, см3;
V1 – объем раствора гидроокиси натрия, израсходованный на титрование 20 см3 фильтрата, полученного при вытеснении Ва2+ серной кислотой, см3;
С – молярная концентрация раствора гидроокиси натрия, моль/дм3;
V2 – объем серной кислоты, взятый для вытеснения поглощенного почвой бария, см3;
т – масса навески воздушно-сухой почвы, г;
V3 – объем фильтрата, взятый для титрования, см3; 100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы.
Полученные результаты оформить в виде таблицы 32 и сделать вывод о емкости катионного обмена почвенного образца.
Таблица 32
Результаты определения
Горизонт, глубина образцавзятия , см |
|
|
Объем |
|
|
|
мгЕКО-экв/100г |
|
Навеска, г (m) |
|
|
|
|
|
Концентрация NaOH(С) |
||
NaOH, пошедшейна титров20 мл H |
NaOH, пошедшейна титров(V |
H вытесненияВа2+ |
(V |
фильтрата, взятыйна титрование(V |
||||
|
|
(V) |
1 |
для |
) |
3 |
|
|
|
|
|
) |
|
|
) |
|
|
|
|
мл |
|
4 |
2 |
|
|
|
|
|
4 |
|
SO |
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
SO |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
93 |
|
|
|
|
Вычисление емкости катионного обмена и степени насыщенности почв основаниями
Степенью насыщенности почв основаниями называется отношение суммы обменных оснований к емкости катионного обмена (ЕКО). Cтепень насыщенности почв основаниями показывает, какая часть ППК представлена поглощенными основаниями (Ca, Mg), выражается в процентах.
V |
S 100 |
|
S H |
|
|
|
г |
|
|
|
|
(41)
где V – степень насыщенности почв основаниями, %; S – сумма обменных оснований, м-экв/100 г почвы;
Нг – гидролитическая кислотность, м-экв/100 г почвы; 100 – коэффициент пересчета в проценты.
Степень насыщенности почв основаниями используется:
-для характеристики ППК;
-для определения потребности почв в известковании.
Задание 1. Рассчитать ЕКО и степень насыщенности почв основаниями.
Задание 2. Дать оценку физико-химическим свойствам почвы по шкалам, представленным в таблице 33.
|
|
Таблица 33 |
Оценка физико-химических свойств почвы |
||
|
|
|
Показатель |
Уровень признака |
Пределы значений |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
Сумма обменных оснований |
Очень низкая |
<5,0 |
S, мг-экв/100 г |
Низкая |
5,1-10,0 |
|
Умеренно низкая |
10,1-15,0 |
|
Средняя |
15,1-20,0 |
|
Умеренно высокая |
20,1-30,0 |
|
Высокая |
>30,1 |
Гидролитическая кислотность |
Очень низкая |
<2,0 |
Нг, мг-экв/100 г |
Низкая |
2,1-3,0 |
|
Умеренно низкая |
3,1-4,0 |
|
Средняя |
4,15,0 |
|
Умеренно высокая |
5,1-6,0 |
|
Высокая |
>6,1 |
|
94 |
|
Продолжение таблицы 33
1 |
2 |
3 |
Емкость катионного обмена |
Очень низкая |
<5 |
ЕКО, мг-экв/100 г |
Низкая |
5-15 |
|
Умеренно низкая |
15-25 |
|
Средняя |
25-35 |
|
Умеренно высокая |
35-45 |
|
Высокая |
>45 |
Степень насыщенности почв |
Очень низкая |
<30 |
основаниями |
Низкая |
30-50 |
V, % |
Средняя |
50-70 |
|
Повышенная |
70-90 |
|
Высокая |
>90 |
Реакция почвы |
Очень сильнокислая |
4,0 и < |
рНKCL |
Сильнокислая |
4,1-4,5 |
|
Среднекислая |
4,6-5,0 |
|
Слабокислая |
5,1-5,5 |
|
Близкая к нейтральной |
5,6-6,0 |
|
Нейтральная |
6,1-6,5 |
95
6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОСТИ ПОЧВЫ
Лабораторная работа № 26
Определение актуальной и обменной кислотности потенциометрическим методом
Для определения рН почвы потенциометрическим методом используют стеклянный измерительный электрод и хлорсеребряный электрод сравнения. Интервал измерения рН от 0 до 14. Крутизна характеристики 59,1 мв на 1 ед. рН.
Рабочей частью стеклянного электрода является стеклянная мембрана. При измерении рН между мембраной и раствором (суспензией) возникает разность потенциалов, которая зависит от активности ионов Н+ в растворе. По разности потенциалов на стеклянном электроде и электроде сравнения определяют рН. Приборы откалиброваны в единице рН и окисли- тельно-восстановительного потенциала (ОВП).
Ход анализа
1.Взвешивают на весах 10 г почвы с точностью до 0,1 г и переносят в колбу.
2.К навеске прибавляют такое количество воды, чтобы отношение почва/раствор составляло 1:2,5.
3.Колбочку закрывают пробкой и встряхивают 5 минут на ротаторе.
4.В суспензию помещают стеклянный измерительный электрод и хлорсеребряный электрод сравнения.
5.Измеряют рН на потенциометре (при определении рН солевой суспензии к почве приливают 1 н KCl). В торфяных почвах и лесных подстилках соотношение почва: раствор – 1:25.
Показания прибора:
pH |
H |
O |
|
2 |
|
pHKCl
=_____
=_____
Задание 1. Дать оценку по степени кислотности (табл. 33).
96
Лабораторная работа № 27
Определение гидролитической кислотности методом Каппена
Кислотность, обнаруживаемая при взаимодействии почвы с гидролитически щелочной солью (СН3СООNa), называется гидролитической (Нг). Щелочная реакция раствора этой соли является главной причиной более полного вытеснения обменного водорода из почвы.
Определение НГ основано на том, что при взаимодействии раствора CH3COONa с почвой образуется уксусная кислота, которая оттитровывается щелочью. По количеству щелочи, пошедшей на титрование, судят о величине НГ:
Реакция взаимодействия:
ППК)Н+ + CH3COONa ППК)Na+ + CH3COOH CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O
Ход анализа
1.На технических весах взвешивают 20 г воздушно-су- хой почвы, просеянной через сито в 1 мм и высыпают в бутылку на 200 мл.
2.К почве добавляют 50 мл 1,0 н раствора CH3COONa, взбалтывают содержимое в течение 1 часа.
3.Суспензию отфильтровывают через сухой складчатый фильтр. Перед фильтрованием снова взбалтывают и переносят почву на фильтр. Если фильтрат окажется мутным, то его следует снова профильтровать через тот же фильтр.
4.Отбирают пипеткой 25 мл прозрачного фильтрата и переносят в коническую колбу на 100 мл.
5.Прибавляют 1-2 капли фенолфталеина и оттитровывают фильтрат без подогревания 0,1н раствором NaOН до слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение 1 минуты.
6.Гидролитическую кислотность вычисляют по фор-
муле:
97
H |
a K |
NaOH |
100 0,1 1,75 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
C |
(42)
где Нг – гидролитическая кислотность, м-экв/100 г;
а – количество 0,1 н NaOH пошедшей на титрование взятого объема фильтрата, мл;
KNaOH – поправка к титру;
100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы;
0,1 – коэффициент пересчета в м-эквиваленты; 1,75 – поправка на полноту вытеснения ионов Н+;
С – навеска почвы, соответствующая взятому для титрования объему фильтрата.
7.Результаты анализа записывают по форме (табл. 34).
8.Провести оценку содержания гидролитической кислотности в почвенном горизонте (см. табл. 33).
Таблица 34
Результаты определения гидролитической кислотности
Горизонт, |
|
Объем |
Навеска, |
Кол-во |
|
|
глубина |
Навеска, |
|
фильтрата |
NaOH, по- |
Нг, |
|
взятия |
CH3COONa, |
соотв. |
шедшей |
|||
г |
взят. для |
VФ-ТА |
м-экв/100 г. |
|||
образца, |
|
мл |
титр., мл |
(с), г |
на титров. |
|
см |
|
|
(а), мл |
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Лабораторная работа № 28
Определение гидролитической кислотности по методу Каппена в модификации ЦИНАО
Метод основан на обработке почвы раствором уксуснокислого натрия концентрации с (CH3COONa)=1 моль/дм3 при отношении почвы к раствору 1:2,5 для минеральных и 1:150 для торфяных и других органических горизонтов почв и пород и последующем определении гидролитической кислотности по значению рН суспензий.
Ход анализа
1. Приготовление суспензий
98
Приготовление суспензий при анализе торфяных и органических горизонтов почв
Пробы почвы массой (1,00±0,01) г помещают в конические. К пробам приливают по 150 см3 раствора уксуснокислого натрия концентрации с (CH3COONa)=1 моль/дм3. Почву с раствором взбалтывают в течение 5 мин и оставляют на 18-20 ч. Перед измерением рН суспензии встряхивают 2-3 раза вручную.
Приготовление суспензий при анализе проб минеральных горизонтов
Пробы почвы массой (30,0±0,1) г помещают в конические колбы. К пробам приливают по 75 см3 раствора уксуснокислого натрия концентрации с (CH3COONa)=1 моль/дм3. Почву с раствором перемешивают в течение 1 мин и оставляют на 18-20 ч. Перед измерением рН суспензии перемешивают в течение 1 мин.
2. Определение гидролитической кислотности При определении рН суспензий показания прибора счи-
тывают не ранее чем через 1 мин после погружения электродов. Значения рН записывают с точностью до сотых долей.
3. Гидролитическую кислотность анализируемых почв и пород определяют по значениям рН суспензий, пользуясь табл. 35 при анализе проб торфяных и других органических горизонтов и табл. 36 – при анализе проб минеральных горизонтов.
Таблица 35
Гидролитическая кислотность, ммоль в 100 г почвы (для проб торфяных и других органических горизонтов)
рН суспен- |
|
|
|
|
|
Сотые доли рН |
|
|
|
|
||
зии |
0,00 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
|
0,04 |
0,05 |
|
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
6,7 |
145 |
142 |
138 |
135 |
|
132 |
129 |
|
127 |
124 |
121 |
118 |
6,8 |
116 |
113 |
110 |
108 |
|
106 |
103 |
|
101 |
98,7 |
96,5 |
94,4 |
6,9 |
92,3 |
90,2 |
88,2 |
86,3 |
|
84,4 |
82,5 |
|
80,6 |
78,8 |
77,1 |
75,4 |
7,0 |
73,7 |
72,1 |
70,5 |
68,9 |
|
67,4 |
65,9 |
|
64,4 |
63,3 |
61,6 |
60,2 |
7,1 |
58,8 |
57,5 |
56,3 |
55,0 |
|
53,8 |
52,6 |
|
51,4 |
50,3 |
49,2 |
48,1 |
7,2 |
47,0 |
45,9 |
44,9 |
43,9 |
|
42,9 |
42,0 |
|
41,1 |
40,2 |
39,3 |
38,4 |
7,3 |
37,5 |
36,7 |
35,9 |
35,1 |
|
34,3 |
33,5 |
|
32,8 |
32,1 |
31,3 |
30,6 |
7,4 |
29,9 |
29,3 |
28,7 |
28,0 |
|
27,4 |
26,8 |
|
26,2 |
25,6 |
25,0 |
24,5 |
7,5 |
23,9 |
23,4 |
22,9 |
22,4 |
|
21,9 |
21,4 |
|
20,9 |
20,4 |
20,0 |
19,5 |
7,6 |
19,1 |
18,7 |
18,3 |
17,9 |
|
17,5 |
17,1 |
|
- |
- |
- |
- |
|
|
|
|
|
99 |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 36
Гидролитическая кислотность, ммоль в 100 г почвы (для проб минеральных горизонтов)
рН суспен- |
|
|
|
|
Сотые доли рН |
|
|
|
|
||
зий |
0,00 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
|
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
6,0 |
17,3 |
16,9 |
16,6 |
16,2 |
15,8 |
15,5 |
|
15,2 |
14,9 |
14,5 |
14,2 |
6,1 |
13,9 |
13,6 |
13,3 |
13,1 |
12,8 |
12,5 |
|
12,2 |
12,0 |
11,7 |
11,5 |
6,2 |
11,2 |
11,0 |
11,0 |
10,8 |
10,5 |
10,3 |
|
10,1 |
9,84 |
9,64 |
9,23 |
6,3 |
9,04 |
8,83 |
8,65 |
8,45 |
8,28 |
8,11 |
|
7,92 |
7,76 |
7,59 |
7,41 |
6,4 |
7,28 |
7,11 |
6,97 |
6,81 |
6,69 |
6,53 |
|
6,38 |
6,25 |
6,11 |
5,98 |
6,5 |
5,85 |
5,73 |
5,61 |
5,48 |
5,37 |
5,25 |
|
5,14 |
5,03 |
4,92 |
4,82 |
6,6 |
4,71 |
4,61 |
4,52 |
4,42 |
4,32 |
4,23 |
|
4,14 |
4,05 |
3,96 |
3,82 |
6,7 |
3,79 |
3,71 |
3,63 |
3,56 |
3,48 |
3,40 |
|
3,33 |
3,26 |
3,19 |
3,13 |
6,8 |
3,05 |
2,99 |
2,92 |
2,86 |
2,80 |
2,74 |
|
2,68 |
2,62 |
2,57 |
2,52 |
6,9 |
2,46 |
2,41 |
2,35 |
2,31 |
2,25 |
2,21 |
|
2,16 |
2,11 |
2,07 |
2,02 |
7,0 |
1,98 |
1,94 |
1,90 |
1,86 |
1,82 |
1,78 |
|
1,74 |
1,70 |
1,67 |
1,63 |
7,1 |
1,60 |
1,56 |
1,53 |
1,50 |
1,46 |
1,43 |
|
1,40 |
1,37 |
1,34 |
1,31 |
7,2 |
1,28 |
1,26 |
1,23 |
1,20 |
1,18 |
1,15 |
|
1,13 |
1,10 |
1,08 |
1,06 |
7,3 |
1,03 |
1,01 |
0,99 |
0,97 |
0,95 |
0,93 |
|
0,91 |
0,89 |
0,87 |
0,85 |
7,4 |
0,83 |
0,81 |
0,80 |
0,78 |
0,76 |
0,75 |
|
0,73 |
0,72 |
0,70 |
0,68 |
7,5 |
0,67 |
0,66 |
0,64 |
0,63 |
0,61 |
0,60 |
|
0,59 |
0,58 |
0,56 |
0,55 |
7,6 |
0,54 |
0,53 |
0,52 |
0,51 |
0,49 |
0,48 |
|
0,47 |
0,46 |
0,45 |
0,44 |
7,7 |
0,43 |
0,43 |
0,42 |
0,41 |
0,40 |
0,39 |
|
0,38 |
0,37 |
0,37 |
0,36 |
7,8 |
0,35 |
0,34 |
0,33 |
0,33 |
0,32 |
0,31 |
|
0,31 |
0,30 |
0,29 |
0,29 |
7,9 |
0,28 |
0,28 |
0,27 |
0,26 |
0,26 |
0,25 |
|
0,25 |
0,24 |
0,24 |
0,23 |
8,0 |
|
|
|
|
Менее 0,23 |
|
|
|
|
||
4.Сделать выводы и заключение по полученным результатам.
100