0715_Samofalova_Pochvovedenie_LabPraktik_2021

4. После настаивания содержимое колб фильтруют и в аликвотной части фильтратов определяют кальций и магний трилонометрическим методом.

Определение суммы кальция и магния

1.Отбирают пипеткой по 25 мл фильтрата (второго фильтрата – по 50 мл) в две конические колбы на 250 мл.

2.Доливают в обе колбы дистиллированной воды до

100 мл.

3.Добавляют в обе колбы по 5-10 капель 1%-ного рас-

твора солянокислого гидроксиламина NH2OH HCl (для устранения влияния марганца на ход анализа).

4.Добавляют по 2-3 капли 1%-ного сульфида натрия Na2S (для устранения влияния меди)

5.Приливают по 5 мл хлоридно-аммиачного буфера (для достижения рН раствора до 10).

6.Добавляют по 10-15 капель хромогена чёрного, раствор окрасится в вишнёво-красный цвет.

7.Титруют содержимое одной из колб 0,05 н. раствором трилона Б. Вторая колба служит для сравнения окраски. При титровании раствор энергично перемешивают. Вишнёво-крас- ный цвет вблизи точки эквивалентности приобретает лиловую окраску, после чего титруют медленно. Конец титрования устанавливают по появлению сине-голубой окраски.

Содержание Ca + Mg вычисляют по формуле:

где a – количество трилона Б, пошедшее на титрование; 0,05 – нормальность трилона Б; К – поправка к титру трилона Б;

C – масса почвы, соответствующая взятому для определения объёму фильтрата;

КH2O – коэффициент гигроскопичности;

100 – коэффициент для пересчёта на 100 г почвы.

81

Определение кальция

1-4. Тоже самое.

5.Приливают по 2 мл 10%-ного KOH или NaOH (для доведения pH раствора до 12).

6.Вносят лопаточкой мурексид (0,2- 0,3 г). Раствор окрасится в ярко-розовый цвет.

7.Немедленно титруют содержимое одной из колб 0,05 н. раствором трилона Б до перехода ярко-розовой окраски в фиолетовую (лиловую). Титруют медленно при постоянном перемешивании. Отметив количество трилона, пошедшего на титрование, добавляют в колбу избыток трилона и оттитровывают содержимое второй колбы, используя в качестве свидетеля первую колбу с перетитрованным раствором.

8.Содержание Ca вычисляют по той же формуле. Результаты записывают в таблицу 29.

Таблица 29

9. Окончательные результаты рассчитывают по формуле: Ca (Mg), мг-экв/100 г почвы = 2А – Б

При этом исходят из следующего: в 100 мл фильтрата содержатся обменные катионы 1 г почвы и растворённые карбо-

82

наты; в 200 мл фильтрата содержатся то же количество обменных катионов и двойное количество растворённых карбонатов. Если результаты анализа кальция (и магния) в 100 мл фильтрата удвоить (согласно формуле) и вычесть из полученных данных результаты анализа кальция (и магния) в 200 мл фильтрата, то разность покажет количество обменного кальция (магния) в данной навеске почвы.

Лабораторная работа № 22

Определение обменных катионов по Шолленбергеру

Пред началом анализа почва должна быть проверена на карбонатность, гипсоносность и содержание легкорастворимых солей. Присутствие карбонатов устанавливается по вскипанию образца. Для этого к 1 г почвы прибавляют несколько капель 10%-ного раствора соляной кислоты. Для обнаружения легкорастворимых солей готовят водную вытяжку (1:5). Присутствие иона SO42- проверяют прибавлением к 5 мл водной вытяжки двух-трех капель 10 %-ного раствора соляной кислоты и двух-трех капель 5 %-ного раствора хлорида бария. Выпадение белого осадка свидетельствует о присутствии в почве сульфатов.

Наличие в почве иона Cl- устанавливают путем добавления к 5 мл водной вытяжки несколько капель 5 %-ного раствора нитрата серебра, образующего с ионом хлора белый творожистый осадок хлорида серебра. Наличие гипса при отсутствии водорастворимых сульфатов определяют с помощью солянокислой вытяжки и качественной пробы на сульфат-ион. Для этого к 1-2 г почвы приливают 5-10 мл 0,2 н. раствора соляной кислоты. Суспензию фильтруют и к фильтрату приливают несколько капель 5 %-ного раствора хлорида бария.

Принцип метода. Метод основан на свойстве трилона Б давать устойчивые комплексные соединения с ионами двухвалентных металлов. Титрование следует проводить в условиях

83

невысоких концентраций солей, поэтому после вытеснения обменных катионов 1н. раствором уксуснокислого аммония разрушают уксуснокислый аммоний выпариванием раствора. Для избавления от органического вещества полученный остаток сжигают в муфеле при 400-600 °С, получаю кальций и магний в форме карбонатов или оксидов. Солянокислый раствор разбавляют горячей дистиллированной водой для уменьшения концентрации железа. Вредное влияние марганца уничтожается прибавлением гидроксиламина, который препятствует образованию перекиси марганца, мешающей титрованию.

Ход анализа

Выполнение анализа условно разделено на 3 этапа.

I этап. Вытеснение Ca2+ и Mg2+ в раствор:

1.10 г. почвы, просеянной через сито с отверстием диаметром 1 мм, перенести на фильтр в воронке, вставленной в колбу объемом 500 мл.

2.Обработать почву на фильтре декантацией 1н. раствором уксуснокислого аммония (CH3COONH4) до полного вытеснения катионов Ca2+ и Mg2+, которое определяют с помощью хромогена черного:

• в пробирку из воронки собрать 2-3 мл фильтрата;

• добавить хромоген черный;

• если цвет винно-красный, следовательно, Ca2+ и Mg2+ присутствуют. Титрование следует продолжить.

3.После вытеснения всего Ca2+ и Mg2+ объем в колбе довести до риски дистиллированной водой и перемешать.

II этап выпаривания и прокаливания фильтрата

4.Перенести весь фильтрат в фарфоровую чашку и выпаривать на водяной бане.

5.Полученный остаток фильтрата прокалить в муфельной печи при 400-600°С, причем получаем кальций и магний

вформе карбонатов или окислов.

84

III этап. Определение суммы Ca2+ и Mg2+

6.Прокаленный осадок растворить 10% соляной кислотой и, убедившись в его полном растворении (не видно кристаллов на дне чашки), солянокислый раствор разбавляют горячей дистиллированной водой.

7.Перенести все на фильтр в воронке, вставленной в колбу объемом 250 мл. и после фильтрации довести объем дистиллированной водой до риски.

8.Затем необходимо взять 50 мл анализируемого раствора добавить 50 мл дистиллированной воды и нагревать раствор до 60-70°С.

9.В горячий раствор добавить 2 мл Na2S, 10 капель 5% гидроксил амина, для создания щелочной реакции добавляют 20 мл хлоридно-аммиачного буфера (рН 10), 15 капель хромогена синего. Перемешать.

10.Титровать трилоном Б 0,1н. при энергичном помешивании до перехода окраски раствора от вишнево-красной через фиолетово-синюю в чисто-синюю. При прибавлении избытка трилона окраска не меняется. Поэтому рекомендуется проводить титрование, сравнивая окраску раствора со свидетелем и в 3-х повторностях. Сумма кальция и магния (в мгэкв/100 г почвы) находится по формуле 36, результаты оформить в таблице 30.

где А – количество трилона Б, пошедшего на титрование кальция и магния, мл;

0,1 – нормальность раствора трилона Б; К – поправка к титру трилона;

с – навеска почвы, соответствующая количеству раствора, взятого на титрование кальция и магния, г;

100 – коэффициент для пересчета результатов анализа на

100 г почвы.

85

Лабораторная работа № 23

Определение обменных водорода и алюминия по Соколову

Принцип метода. Способ определения основан на вытеснении из почвы водорода и алюминия при помощи однонормального раствора хлорида калия. Солевую вытяжку из почвы дважды титруют щелочью. В первом случае титруют обычным путем, а во втором солевую вытяжку титруют, добавляя в нее фторид натрия или калия. При первом титровании определяют сумму ионов Н+ и Аl3+ в солевой вытяжке. При втором титровании, когда в солевую вытяжку добавляют фторид натрия, ионы алюминия связываются в комплексную соль. Вычитая из результатов первого титрования результаты второго, получим количество подвижного алюминия.

Ход анализа

На технических весах отвешивают 100 г почвы, просеянной через сито с диаметром отверстий 1 мм, и помещают в сухую колбу объемом 500 мл. Приливают 250 мл 1 М раствора КС1 и взбалтывают 1 ч. Часовое взбалтывание суспензии может быть заменено трехминутным с последующим суточным настаиванием. После этого содержимое колбы фильтруют через сухой складчатый фильтр в сухую колбу.

В две конические колбы объемом 250 мл берут пипеткой по 50 мл фильтрата. В одну колбу добавляют две-три капли фенолфталеина и титруют вытяжку 0,02 н. раствором NaOH

86

до слабо-розовой окраски, не исчезающей 1 мин. (Вместо фенолфталеина можно использовать раствор бромтимолового синего и титровать 0,02 н. раствором NaOH до перехода желтой окраски раствора в синюю.) Пошедшее на титрование этой пробы количество NaOH соответствует суммарному содержанию обменных Н+ и А13+, т.е. общей обменной кислотности почвы.

В другую колбу приливают 3 мл 3,5%-ного раствора NaF для связывания алюминия в комплексный ион согласно реакции:

Содержимое колбы перемешивают и титруют 0,02 н. раствором NaOH, используя в качестве индикатора фенолфталеин или бромтимоловый синий, как и в предыдущем случае. Этим титрованием узнают количество ионов Н+, непосредственно перешедших в раствор.

По результатам первого титрования находят общее содержание обменных водорода и алюминия. По результатам второго титрования находят содержание только обменного водорода.

Для вычислений используют следующие формулы:

(37)

(38)

где Н + Аl – общее содержание обменных водорода и алюминия, мг-экв./100 г почвы;

Н – содержание обменного водорода, мг-экв./100 г почвы; V0 – общий объем вытяжки, мл;

V – количество раствора NaOH, пошедшее на титрование первой аликвоты, мл;

V2 – количество раствора NaOH, пошедшее на титрование второй аликвоты, мл;

87

н — нормальность раствора NaOH;

Vat – количество фильтрата, взятое для титрования, мл; т – навеска почвы, г.

По разности между результатами первого и второго титрования находят содержание ионов водорода, эквивалентное содержанию обменного алюминия. Аl = (Н + Аl) – Н. Умножив количество алюминия, выраженное в мг-экв./100 г почвы на 9, получают содержание алюминия в мг/100 г почвы. Результаты определения оформить в виде таблицы 31 и сделать выводы по содержанию катионов.

Пример расчета. Для определения содержания обменных водорода и алюминия к навеске почвы массой 100 г прилито 250 мл 1М раствора КСl. После того как суспензия была отфильтрована, в две колбы взято по 50 мл фильтрата для титрования. На титрование первой колбы пошло 12,6 мл 0,0225 н. раствора NaOH. На титрование второй колбы пошло 6,6 мл

0,0225 н. раствора NaOH.

Содержание обменного алюминия равно: Аl = 1,42 - 0,74

= 0,68 мгэкв./100 г почвы или 0,68 х 9 = 6,12 мг/100 г почвы.

88

Лабораторная работа № 24

Определение обменного натрия

Принцип метода. Метод основан на извлечении обменного натрия из почвенного поглощающего комплекса 1 М раствором уксуснокислого аммония при соотношении почвы и раствора 1 : 20, и последующим определении натрия в вытяжке пламеннофотометрическим методом.

Ход анализа

1.Взвешивают на технических весах 5 г воздушно-сухой почвы.

2.Навеску почвы высыпают в бутылку на 500 мл, приливают 100 мл 1 М уксуснокислого аммония.

3.Перемешивают на ротаторе в течение 1 ч или взбалтывают в течение 3 мин и оставляют на 18-20 ч.

4.Затем суспензию отфильтровывают через сухой без-

зольный фильтр.

5.В полученном фильтрате определяют натрий на пламенном фотометре. При работе используют светофильтр, пропускающий аналитические линии натрия при длине волн 589,0

и589,6 нм.

6.Одновременно определяют содержание натрия в водной вытяжке. Содержание обменного натрия находят по разнице между количеством его в вытяжке уксуснокислого аммония и водной вытяжке.

7.Содержание натрия в почвах находят по рабочей шкале образцовых растворов и выражают в ммолях на 100г почвы.

8.Образцовый исходный раствор натрия: 2,922 г NaCl отвешивают на аналитических весах, растворяют в растворе 1 М уксуснокислого аммония в мерной колбе на 1 л, раствор доводят объем до метки. Полученный раствор 0,05 NaCl соответствует 100 ммолям натрия на 100г почвы.

89

9. Для приготовления рабочей шкалы в каждую из 10 мерных колб на 100 мл отбирают количество исходного образцового раствора натрия, указанное ниже:

Растворы в колбах доводят то метки раствором уксуснокислого аммония и по показателям пламенного фотометра строят калибровочную кривую.

10.Рассчитать и дать характеристику почвы по степени

еесолонцеватости.

Na,% = (Na*100) / ЕКО……………………(39)

где Na – содержание обменного Na в ммоль на 100 г почвы; ЕКО – емкость катионного обмена.

Определение емкости катионного обмена

Величину емкости катионного обмена (ЕКО) широко используют для характеристики почв – оценки степени насыщенности основаниями и расчета содержания обменного натрия и при математическом моделировании почвенных процессов.

Под емкостью катионного обмена понимают общее ко-

личество катионов одного рода, удерживаемых почвой в обменном состоянии при стандартных условиях и способных к обмену на катионы взаимодействующего с почвой раствора.

90