Лабораторные методы определения показателей почвенного плодородия. Термины и определения в агрохимии. Учебник

11. Определение меди и кобальта в почве

слоем толщиной 10–20 мм и фотометрируют относительно четыреххлористого углерода при длине волны 436 нм или используют светофильтр с максимумом пропускания 420–450 нм.

Еслизначениеоптическойплотностиэкстрактавытяжкипревышает значение оптической плотности экстракта последнего раствора сравнения, вытяжку разбавляют экстрагирующим раствором и повторяют определение.

Фотометрическое определение кобальта в почвенной вытяжке

В делительные воронки вместимостью 250 см3 помещают по 50 см3 вытяжек, контрольного раствора и растворов сравнения, приливают по 1 см3 раствора йоднокислого натрия или пероксида водорода, по 5 см3 лимоннокислого натрия и по 5 см3 раствора ПАН. Через 15 мин в делительные воронки приливают по 5 см3 разбавленной 1:2 серной кислоты и растворы тщательно перемешивают. Затем приливают по 5 см3 хлороформа и встряхивают воронки в течение 1 мин.

Допускается проведение экстракции в других герметично закрывающихся технологических емкостях вместимостью не менее 250 см3 с последующим разделением фаз с помощью делительных воронок.

После разделения фаз нижний слой сливают в кювету спектроколориметра с просвечиваемым слоем толщиной 10–30 мм. Мутныеэкстрактыпередфотометрированиемфильтруют. Фотометрируют экстракты относительно экстракта первого раствора сравнения, не содержащего кобальт, при длине волны 630 нм или используют светофильтр с максимумом пропускания в об-

ласти 610–640 нм.

Еслизначениеоптическойплотностиэкстрактавытяжкипревышает значение оптической плотности экстракта последнего раствора сравнения, вытяжку разбавляют экстрагирующим раствором и повторяют определение.

Если после добавления серной кислоты в анализируемых растворах образуются осадки солей, затрудняющие разделение фаз, раствор серной кислоты заменяют концентрированной соляной кислотой. При этом анализ растворов сравнения и кон-

91

Лабораторные методы определения показателей почвенного плодородия. Термины и определения в агрохимии

трольный опыт проводят также с использованием соляной кислоты.

Прямое атомно-абсорбционное определение меди в вытяжке из почвы

Медьопределяютпопоглощениюрезонанснойлинии324,7 нм, используядляатомизацииокислительноепламяацетилен-воздух или пропан-бутан-воздух. Подготовку прибора к работе, его включениеивыведениенарабочийрежимосуществляютпотехническим инструкциям, прилагаемым к спектрометру. При стабилизировавшемся режиме работы прибора распыляют в пламя первый раствор сравнения, не содержащий медь, и устанавливают начальное значение шкалы. Затем распыляют в пламя последнийрастворсравненияиустанавливаютрасширениешкалы. Снова распыляют первый раствор сравнения и корректируют установку начального значения шкалы. Затем распыляют в пламя остальные растворы сравнения, в порядке возрастания в них концентрации меди, контрольный раствор и почвенные вытяжки, регистрируя соответствующие им показания измерительного прибора. Для промывки распылителя и горелки после каждого измерения в пламя распыляют дистиллированную воду. После каждых десяти измерений проверяют градуировку прибора по первому и последнему растворам сравнения. Если при проверке обнаруживаются изменения показаний прибора более чем на 3 %, прибор градуируют снова и измерения повторяют.

Если показание прибора для вытяжки превышает показание для последнего раствора сравнения, вытяжку разбавляют экстрагирующим раствором и повторяют изменение.

Допускается расширение диапазона измеряемых концентраций до 20 мкг/см3. Дополнительные растворы сравнения готовят с таким расчетом, чтобы перекрывался весь диапазон концентрации меди в вытяжках.

Экстракционно-атомно-абсорбционное определение меди и кобальта в почвенной вытяжке

В делительные воронки или мерные колбы с пришлифованными пробками вместимостью 250 см3 помещают по 100 см3 вытяжек, контрольногораствораирастворовсравнения, приливают к ним по 10 см3 раствора диэтилдитиокарбамата натрия, по 5 см3

92

11. Определение меди и кобальта в почве

бутилового или изоамилового эфира уксусной кислоты и встряхивают емкость в течение 1 мин. При использовании делительныхворонокпослеразделенияфазнижнийводныйслойсливают и отбрасывают, а органические экстракты собирают в сухие пробирки с пришлифованными пробками. При проведении экстракции в мерных колбах в них приливают дистиллированную воду

втаком количестве, чтобы слой эфира оказался в горле колбы, и приизмерениираспыляютэфирвпламянепосредственноизколбы, не допуская погружения подающего капилляра распылителя

вводную фазу. Экстракты первого и последнего растворов сравнения, необходимые для периодической проверки градуировки прибора, готовят в нескольких повторениях.

Вэкстрактах медь определяют по поглощению резонансной линии324,7 нм, кобальт– 240,7 нм, используядляатоматизации пламя ацетилен-воздух или пропан-бутан-воздух. Расход горючего газа и воздуха регулируют таким образом, чтобы при распылении эфира пламя имело четко очерченный внутренний конусинегаслоприпрекращениипоступленияэфира. Изменения проводят по порядку прямого атомно-абсорбционного определениямедистойразницей, чтодляпромывкираспылителяигорелки в пламя распыляют эфир, а не дистиллированную воду.

Обработка результатов

Поданным, полученнымдлярастворовсравнения, строятградуировочный график, откладывая по оси абсцисс массовые концентрации меди (кобальта) в растворах сравнения в пересчете на массовые доли в почве в миллионных долях, а по оси ординат соответствующие им показания прибора. По графику находят массовые концентрации меди (кобальта) в вытяжках из почв и контрольном растворе в пересчете на массовую долю в почве.

Массовую долю подвижных соединений меди (кобальта) в почве X, млн-1, вычисляют по формуле

Х = Кс – с1,

где K – коэффициент, учитывающий разбавление вытяжки (при анализе неразбавленной вытяжки K = 1, разбавленной в пять раз – K = 5 и т. д.);

93

Лабораторные методы определения показателей почвенного плодородия. Термины и определения в агрохимии

c – массовая концентрация меди (кобальта) в почвенной вытяжке в пересчете на массовую долю в почве, найденная по графику, млн-1;

c1 – массовая концентрация меди (кобальта) в контрольном растворе в пересчете на массовую долю в почве, найденная по графику, млн-1.

Значение результата контрольного опыта не должно превышать 1/3 минимальной концентрации растворов сравнения.

За результат анализа принимают результат единичного определения. Результат вычисляют до второго десятичного знака.

Контроль правильности результатов анализа основан на анализе Государственных стандартных образцов (ГСО), аттестованных по ГОСТ 8.315, и отраслевых стандартных образцов (ОСО), аттестованных на основе межлабораторного анализа. Результаты бесповторного анализа стандартных образцов не должны отличаться от аттестованных значений более чем на величину отклонений, указанных в таблице 26 (внешний контроль).

Таблица 26 – Нормативы контроля точности результатов анализа (P = 0,95)

94

11. Определение меди и кобальта в почве

Контроль случайных погрешностей и управление качеством аналитических работ осуществляют, анализируя в составе каждой партии рядовых проб один или несколько стандартных образцов. При этом наряду с ГСО и ОСО допустимо использование стандартных образцов предприятий (СОП), аттестованных сличением сГСОиОСО. Результатыбесповторногоанализастандартныхобразцов не должны отличаться от аттестованных значений более чем на величину отклонений, указанных в таблице 26 (внутрилабораторный контроль). Если это требование не выполняется, результаты анализа партии проб признают проанализированными с недостаточной точностью. Анализ повторяют после выявления и устраненияпричин, вызвавшихискажениерезультатов.

Контроль случайных погрешностей рядовых проб осуществляют путем повторного анализа 5 % числа проб в анализируемой партии. Допускаемые отклонения первого и второго результатов от среднего между ними, принимаемого за 100 %, приведены в таблице 26 (выборочный контроль). Анализ всей партии проб считается выполненным с достаточной точностью, если число проб повторной партии с отклонениями более допустимых не превышает предела, указанного в таблице 27.

Таблица 27 – Справочные значения для оценки точности анализов определения меди и кобальта

Если число отклонений более допустимых превышает предел, указанный в таблице 27, проводится дополнительный повторный анализ 20 % числа проб анализируемой партии. Если в дополнительной повторной партии число проб с расхождениямирезультатованализовболеедопускаемыхпревышаетпредел, то повторно анализируют всю партию проб.

95

12. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕРЫ В ПОЧВЕ

Используют метод определения подвижной серы в почвах, вскрышных и вмещающих породах при проведении почвенного, агрохимического, мелиоративного обследований угодий, контроля за состоянием почв и других изыскательских и исследовательских работ. Метод описан в ГОСТ 26490–85.

Сущность метода заключается в извлечении подвижной серы из почвы раствором хлористого калия, осаждении сульфатов хлористым барием и последующем турбидиметрическом определении их в виде сульфата бария по оптической плотности взвеси. В качестве стабилизатора взвеси используется растворимый крахмал.

Отбор проб

Отбор проб проводят по ГОСТ 26483–85.

Аппаратура и реактивы

Фотоэлектроколориметр. Баня водяная.

Весы лабораторные 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г и 4-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 500 г по ГОСТ 24104–80.

Дозаторы с погрешностью дозирования не более 1 % или пипетки и бюретки 2-го класса точности по ГОСТ 20292–74.

Посуда мерная лабораторная 2-го класса точности по ГОСТ 1770–74.

Пробиркистеклянныевместимостью50 см3 поГОСТ10515–75. Кислота соляная по ГОСТ 3118–77, х. ч., раствор концентра-

ции с (HCl) = 1 моль/дм3 (1 н.).

Калий хлористый по ГОСТ 4234–77, х. ч., раствор концентрации с (КCl) = 1 моль/дм3 (1 н.).

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328–77, х. ч. или ч. д. а., раствор массовой концентрации 5 г/дм3.

Натрий сернокислый безводный по ГОСТ 4166–76, х. ч. Барий хлористый 2-водный по ГОСТ 4108–72, х. ч. или

ч. д. а.

96

12. Определение серы в почве

Крахмал растворимый.

Соль динатриевая этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652–73, х. ч. или ч. д. а.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709–72. Бумага фильтровальная по ГОСТ 12026–76.

Подготовка к анализу

Приготовление осаждающего раствора

20 г двуводного хлористого бария, взвешенного с погрешностью не более 0,1 г, помещают в стакан из термостойкого стекла вместимостью 1000 см3, приливают примерно 800 см3 дистиллированной воды и 60 см3 раствора соляной кислоты концентрации 1 моль/дм3. Стакан помещают на кипящую водяную баню. В горячий раствор добавляют 5 г растворимого крахмала, взвешенного с погрешностью не более 0,1 г и предварительно разведенного небольшим количеством дистиллированной воды. Смесь нагревают на водяной бане при непрерывном помешивании до получения прозрачного раствора. Затем раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3, доводят дистиллированной водой объем раствора до метки и тщательно перемешивают.

Растворхранятвсклянкеспритертой пробкойвхолодильнике не более недели. Перед использованием раствор фильтруют через бумажный фильтр.

Приготовление раствора серы массовой концентрации

0,1 мг/см3

0,443 г сернокислого натрия, высушенного до постоянной массы при температуре 100–105 °С, взвешивают с погрешностью не более 0,001 г, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, растворяют в растворе хлористого калия концентрации 1 моль/дм3, доводя объем раствора до метки, и тщательно перемешивают.

Растворхранятвсклянкеспритертойпробкойвхолодильнике не более 3 мес.

Приготовление растворов сравнения

В мерные колбы вместимостью 250 см3 помещают указанные в таблице 28 объемы раствора. Объемы растворов доводят

97

Лабораторные методы определения показателей почвенного плодородия. Термины и определения в агрохимии

до метки раствором хлористого калия концентрации 1 моль/дм3 и тщательно перемешивают.

Таблица 28 – Справочные значения для приготовления раствора сравнения при определении подвижной серы в почве

Растворы хранят в склянках с притертыми пробками не более 1 мес.

Растворы сравнения используют для градуировки фотоэлектроколориметра в день проведения анализа.

Приготовление моющего раствора

5 г трилона Б, взвешенного с погрешностью не более 0,1 г, растворяют в 1000 см3 раствора гидроокиси натрия массовой концентрации 5 г/дм3.

Проведение анализа

Приготовление вытяжки из почвы

Для анализа используют фильтраты вытяжек, приготовленных по ГОСТ 26483–85.

Определение серы

Впробиркиотбираютпо15 см3 фильтратовирастворовсравнения. К пробам приливают по 15 см3 осаждающего раствора и тщательно перемешивают.

Взвеси не ранее чем через 10 мин после прибавления осаждающегорастворафотометрируютвкюветестолщинойпросвечиваемого слоя 5 см относительно раствора сравнения N 1 при длине волны 520 нм или используя светофильтр с максимумом пропускания в области 500–540 нм. Перед помещением в кювету фотоэлектроколориметра взвесь необходимо перемешать. Взвесь оптически устойчива в течение 7 ч.

98

12. Определение серы в почве

Допускается пропорциональное изменение объемов проб анализируемых вытяжек, растворов сравнения и осаждающего раствора при погрешности дозирования не более 1 %.

Кюветы фотоэлектроколориметра и пробирки после работы помещают в моющий раствор на 1 ч.

Обработка результатов

По результатам фотометрирования растворов сравнения строят градуировочный график. По оси абсцисс откладывают концентрации серы в растворах сравнения в пересчете на массовую долю в почве (млн-1), а по оси ординат – соответствующие им показания фотоэлектроколориметра.

Массовую долю серы в анализируемой почве определяют непосредственно по градуировочному графику и вычитают из него результат холостого опыта.

Если результат анализа выходит за пределы градуировочного графика, определение повторяют, предварительно разбавив фильтрат раствором хлористого калия концентрации 1 моль/дм3. Результат, найденный по графику, увеличивают во столько раз, во сколько был разбавлен фильтрат.

При проведении массовых анализов вместо построения градуировочного графика допускается градуирование шкалы прибора по растворам сравнения в день проведения анализа.

За результат анализа принимают значение единичного определения серы.

Результаты анализа выражают в миллионных долях с округлением до первого десятичного знака.

Допускаемые относительные отклонения от среднего арифметического результатов повторных анализов при выборочном статистическом контроле при доверительной вероятности Р = 0,95 составляют 35 % при массовой доле серы в почве до

2,5 млн-1, 15 % – св. 2,5 до 5 млн-1, 10 % – св. 5 млн-1.

99

13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ В ПОЧВЕ

Определение обменного кальция и обменного (подвижного) магния в почве проводят методами ЦИНАО, описанными в ГОСТ 26487–85.

Методыслужатдляопределенияобменногокальцияиобменного (подвижного) магния в почвах, вскрышных и вмещающих породах при проведении почвенного, агрохимического, мелиоративного обследований угодий, контроля за состоянием почв и других изыскательских и исследовательских работ. Методы не подходят для анализа проб карбонатных, загипсованных и засоленных горизонтов почв.

13.1.Атомно-абсорбционное определение кальция

имагния

Сущность метода заключается в извлечении обменного кальция и обменного (подвижного) магния из почвы раствором хлористого калия и последующем измерении поглощения света свободными атомами определяемых элементов, образующимися в пламени при введении в него анализируемого раствора. Для устранения влияния сопутствующих элементов, образующих с кальцием или магнием труднодиссоциируемые в пламени соединения, в атомизируемые растворы вводят избыток стронция.

Определение кальция проводят по аналитической линии

422,7 нм, магния – 285,2 нм.

Отбор проб

Отбор проб проводят по ГОСТ 26483–85.

Аппаратура и реактивы

Атомно-абсорбционный спектрофотометр с лампами с полым катодом для определения кальция и магния (допускается использование газовой смеси состава пропан-бутан-воздух и ацетилен-воздух).

100