Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Учебное пособие по экологической агрохимии
.pdf
Полученные растворы декантацией перелить из чашечки в 50 мл
мерные колбы, тщательно перемешать и довести водой до метки.
Через 10 минут растворы (вначале образцовые) исследуют, строят
калибровочный график и по нему находят концентрацию NО3 для искомого
образца.
Содержание нитратов вычисляют в мг/кг абсолютно сухой почвы по
формуле
a · b · 1000 · 100,
N = с · d 100 - y
где N – содержание NО3, мг/кг;
а – концентрация NО3 по графику, мг/мл;
b – количество растворителя, приливаемого к почве, мл;
с – количество раствора, взятого для исследования, мл;
d – навеска почвы, г;
1000 – для пересчета на 1 кг почвы;
100 – для пересчета на абсолютно сухую почву;
у – гигроскопическая влажность образца почвы.
В задачу студента входит:
1. Рассчитать содержание азота в пахотном слое почвы в кг/га NО3
и N, если 10 см слой карбонатной почвы весит 1200 т, некарбонатной – 1340
т, коэффициент пересчета NО3 в N – 0,226.
2. Определить возможный урожай озимой пшеницы на основе
содержания азота в почве (при оптимальном обеспечении другими
элементами), если коэффициент использования его из почвы составляет 50%.
Вынос азота урожаем этой культуры берется из результатов анализа
растений.
3. Рассчитать ориентировочную дозу азотных удобрений под
озимую пшеницу на данной почве по разности между выносом азота с
урожаем и запасом его в почве.
111
Форма записи:
1. Содержание NО3.
2. Действие на интенсивность нитрификации (вариант удобрения).
3. Обеспеченность почвы азотом (группа почвы).
4. Содержание в пахотном слое NО
N.
,
3
5. Использование азота из почвы.
6. Возможный урожай.
7. Ориентировочная доза удобрений.
8. Заключение о степени влияния удобрения на нитрификационную
способность почвы.
Реактивы, материалы, посуда и оборудование:
– дисульфофеноловая кислота;
– гидроксид калия КОН (NаОН) 10 %-ный;
– образцовый раствор нитрата;
– алюмокалиевые квасцы;
– дистиллированная вода;
– бутылки для взбалтывания почвы;
– бюретки;
– фильтры;
– воронки;
– конические колбы на 200 или 250 мл;
– мерные колбы на 50 мл;
– водяная баня;
– фарфоровые чашки для выпаривания;
– миллиметровая бумага;
– стеклянные палочки;
– лакмусовая бумага;
– спектрофотометр.
Контрольные вопросы:
112
1. Для каких целей отбираются почвенные образцы?
2. В форме каких соединений находится азот в почве, и какие из
них поглощаются растениями в первую очередь?
3. На основан принцип метода определения нитратов в почве?
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИТРАТОВ В ПОЧВЕ С ПОМОЩЬЮ
ИОНОСЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРОДА
Иономер лабораторный И-160МИ (далее - прибор), предназначен для
измерений показателя активности ионов водорода (рН) и других одновалентных и двухвалентных анионов и катионов (рХ), а также массовой,
молярной концентрации и массовой доли ионов (сХ) (далее - концентрация),
окислительно-восстановительного потенциала (Eh), электродвижущей силы
(ЭДС) электродной системы и температуры водных растворов. Прибор
осуществляет индикацию результатов измерений на цифровом матричном
дисплее и преобразовывает измеренные величины в пропорциональные
аналоговые и цифровые выходные сигналы.
Прибор может быть использован в лабораториях промышленных
предприятий и научно-исследовательских учреждений в различных отраслях
народного хозяйства.
Прибор состоит из первичных измерительных преобразователей электродной системы и датчика температуры (далее - термодатчик), вторичного измерительного преобразователя (далее - преобразователь) и
комплекта принадлежностей для измерений.
1. Устройство и принцип работы. В основу работы прибора положен
потенциометрический метод измерений рХ (рН) и Eh анализируемого
раствора. Работа преобразователя основана на преобразовании
сопротивления термодатчика и ЭДС электродной системы соответственно в
значение температуры раствора и значения показателя активности или
концентрации ионов. Измеренные значения индицируются на дисплее, и
113
преобразуются в пропорциональные аналоговые и цифровой выходные
сигналы.
При измерении рХ (рН) или Eh растворов используется электродная
система, состоящая из измерительного электрода и электрода сравнения.
Потенциал измерительного электрода зависит от содержания в растворе
ионов определенного вида, называемых потенциалообразующими.
Потенциал электрода сравнения от состава раствора не зависит и служит
опорным при измерении электродвижущей силы (ЭДС), развиваемой
электродной системой.
При погружении в анализируемый раствор электродная система развивает ЭДС, зависящую от значения показателя активности ионов в растворе
и его температуры.
Для измерений температуры используется термодатчик, погружаемый
в анализируемый раствор. Сопротивление термодатчика пропорционально
температуре раствора. Прибор измеряет величину сопротивления и
преобразовывает его значение в значение температуры раствора.
Для измерений окислительно-восстановительного потенциала
(Eh) используется электродная система, состоящая из редоксметрического измерительного электрода и хлорсеребряного электрода сравнения.
Прибор представляет собой комплект из преобразователя, блока питания, штатива, термодатчика и электродов.
Конструкция преобразователя. Конструктивно измерительный
преобразователь (рис. 7, 8) представляет собой корпус, внутри которого
расположена измерительная плата. На лицевой панели расположены
цифровой дисплей и органы управления (клавиатура). Органы управления и
элементы внешних электрических соединений имеют соответствующую
маркировку.
114
Рисунок 7. Общий вид преобразователя и элементы его конструкции:
1 – матричный дисплей; 2 – органы управления.
Рисунок 8. Задняя панель преобразователя:
1 - разъем «ИЗМ.» для подключения измерительного или комбинированного
электрода; 2 - гнездо «СРАВН.» для подключения электрода сравнения; 3 -
разъем «ТД» для подключения термодатчика; 4 - гнезда «ВЫХОД» для
подключения исполнительных устройств (самопишущего потенциометра,
блока автоматического титрования и др.); 5 - разъем «RS-232» для
подключения персонального компьютера; 6 - разъем для подключения блока
питания и электролитический ключ.
Электролитический ключ предназначен для анализа проб малого объема (2-3 мл), а также для проведения измерений с помощью электродов,
чувствительных к ионам калия или хлора. Электролитический ключ имеет
форму цилиндра со сферическим дном, в нижней части которого впаяна
пористая мембрана, обеспечивающая электрическую связь между
115
электродами. Конструкция ключа препятствует проникновение хлористого
калия в анализируемые пробы.
Подготовка прибора к работе. Перед эксплуатацией прибор
необходимо включить и прогреть в течение 15 минут.
Для того чтобы выключить прибор нужно нажать кнопку О и удерживать ее в течение 1-2 секунд.
Для проведения измерений используется электродная пара, состоящая
из измерительного электрода и электрода сравнения. Измерительный рНэлектрод и электрод сравнения входят в комплект поставки прибора.
Для анализа других ионов необходимо выбрать измерительный электрод в соответствии с видом иона, требуемым диапазоном измерений и
температурой анализируемых растворов. Ионоселективные электроды в
комплект поставки прибора не входят, и поставляются по отдельному заказу.
Для измерений допускается применять комбинированные электроды, в
которых измерительный электрод и электрод сравнения совмещены в одном
корпусе.
Измерительный электрод и электрод сравнения устанавливаются на
штатив и подключаются, соответственно, к гнездам «ИЗМ.» и «СРАВН.»
преобразователя. Комбинированный электрод подключается к гнезду «ИЗМ.»
преобразователя. При этом электрод сравнения к прибору не подключается.
Для автоматических измерений температуры термодатчик закрепляется в
штативе и подключается к разъему «ТД».
При ручной установке температуры в штатив устанавливается
контрольный термометр, значение температуры анализируемой среды
вводится вручную с клавиатуры.
Режимы работы прибора. Прибор имеет следующие режимы работы:
- измерение; - градуировка; - контроль.
Режим измерений является основным режимом работы прибора. Этот
режим устанавливается сразу после включения преобразователя. Для
116
перехода в этот режим из других режимов необходимо нажать кнопку
ИЗМЕРЕНИЕ.
Режим градуировки представляет собой совокупность операций по
доведению погрешности прибора до нормируемых значений. Для запуска
этого режима необходимо нажать и удерживать кнопку НАСТРОЙКА.
Режим контроля предназначен для просмотра установленных и
измеренных значений параметров в ходе предыдущей градуировки прибора.
Переход в этот режим производится через главное меню прибора.
Неоперативное управление прибором, а именно: выбор языка
отображения информации, выбор анализируемого на заданном канале иона,
методики измерений и алгоритма градуировки производится через главное
меню прибора.
Режим измерений.
После включения прибора автоматически устанавливается режим измерений. Переход в режим измерений из любого другого режима производится нажатием кнопки ИЗМЕРЕНИЕ.
Промыть электроды и другие применяемые устройства (термодатчик
или термометр) дистиллированной водой, и (желательно) отобранной частью
анализируемого раствора, капли удалить фильтровальной бумагой и
погрузить в анализируемый раствор. При использовании термодатчика
глубина его погружения в анализируемый раствор должна быть не менее 30
мм. После установления стабильных показаний считать результат измерения
с дисплея.
Обычно время проведения измерений не превышают 3 минуты с
момента погружения электродной системы в анализируемую среду. Однако
при измерениях рН сильнокислых и сильнощелочных растворов, а также при
температурах, близких к 0°С время установления показаний может достигать
10 минут.
Метод определения нитратов в почве с помощью ионоселективного
электрода
117
Метод основан на определении концентрации нитратов в почве с
помощью ионоселективного электрода в солевой суспензии 1%-ного
раствора алюмокалиевых квасцов при соотношении проба : раствор = 1 : 2,5.
Метод используют для определения нитратов во всех почвах, кроме
засоленных.
Ход анализа.
Пробу сухой почвы (навеска 20 г), просеянной через сито с диаметром
отверстий 2 мм, помещают в конические колбы объемом 100 см3, приливают
50 см3 1%-ного раствора алюмокалиевых квасцов и перемешивают в течение
3 минут. В полученной суспензии нитратным ионоселективным электродом
измеряют активность нитрат-иона в единицах pNО
-
или в мВ.
3
Измерение активности в мВ. В этом случае нитратный электрод (для
любых марок милливольтметров) подключают к гнезду «ИЗМ.», а
хлорсеребряный - к гнезду «ВСП.». Тумблер «Род работ» ставят в положение
+мВ и производят измерение ЭДС электродной пары. Активность ионов NO
3
находят по калибровочному графику, построенному на миллиметровой
бумаге. По оси абсцисс откладывают величины pNО
-
, соответствующие
3
стандартным растворам KNO3 в молях, а по оси ординат - ЭДС, мВ. Для
этого перед измерением активности исследуемых образцов проводят
измерение ЭДС электродной пары в стандартных растворах.
Полученные значения pNО3 переводят в миллиграммы N-NО3 почвы по
таблице или рассчитывают по формуле:
-
NO3 =
M · 62 · a · 20
50
где М – молярная концентрация;
62 – атомная масса (NO3);
а – поправочный коэффициент значения функции (десятичного
антилогарифма);
20 – навеска почвы, г;
50 – количество реагента прилитого к почве, мл.
118
Таблица 15 - Значения функции 10* (десятичные антилогарифмы).
m 0 m 0 m 0
,00 1000 ,35 2239 ,70 5012
,01 1023 ,36 2291 ,71 5129
,02 1047 ,37 2344 ,72 5248
,03 1072 ,38 2399 ,73 5370
,04 1096 ,39 2455 ,74 5495
,05 1122, ,40 2512 ,75 5623
,06 1148 ,41 2570 ,76 5754
,07 1175 ,42 2630 ,77 5888
,08 1202 ,43 2692 ,78 6026
,09 1230 ,44 2754 ,79 6166
,10 1259 ,45 2818 ,80 6310
,11 1288 ,46 2884 ,81 6457
,12 1318 ,47 2951 ,82 6607
,13 1349 ,48 3020 ,83 6761
,14 1380 ,49 3090 ,84 6918
,15 1413 ,50 3162 ,85 7079
,16 1445 ,51 3236 ,86 7241
,17 1479 ,52 3311 ,87 7413
,18 1514 ,53 3388 ,88 7585
,19 1549 ,54 3467 ,89 7762
,20 1585 ,55 3548 ,90 7943
,21 1622 ,56 3631 ,91 8123
,22 1660 ,57 3715 ,92 8318
,23 1693 ,58 3802 ,93 8511
,24 1738 ,59 3890 ,94 8710
,25 1778 ,60 3981 ,95 3913
,26 1820 ,61 4074 ,96 9120
,27 1862 ,62 4169 ,97 9333
,23 1905 ,63 4266 ,98 9550
,29 1950 ,64 4365 ,99 9772
,30 1995 ,65 4467
,31 2042 ,66 4571
,32 2089 ,67 4677
,33 2138 ,68 4786
,34 2188 ,69 4898
Реактивы, материалы, посуда и оборудование
1. Дисульфофеноловая кислота.
2. Гидроксид калия КОН (NаОН) 10 %-ный.
119
3. Образцовый раствор нитрата.
4. Алюмокалиевые квасцы.
5. Дистиллированная вода.
6. Бутылки для взбалтывания почвы.
7. Бюретки.
8. Фильтры.
9. Воронки.
10. Конические колбы на 200 или 250 мл.
11. Мерные колбы на 50 мл.
12. Водяная баня.
13. Фарфоровые чашки для выпаривания.
14. Миллиметровая бумага.
15. Стеклянные палочки.
16. Лакмусовая бумага.
17. Иономер лабораторный И-160МИ.
КОЛОРИМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ
АММОНИЙНОГО АЗОТА С ПОМОЩЬЮ РЕАКТИВА НЕССЛЕРА
Цель занятия:
1) контроль знаний роли аммония в почве и методики его
определения;
2) определение содержания (мг/кг почвы) аммиачного азота в почве;
3) расчет запасов NН
+
в почве;
4
4) определение возможного урожая по запасам аммиачного азота;
5) определение возможного урожая по запасам минерального азота.
Значение анализа. Из почвы растения извлекают два главнейших
азотных соединения: нитратные и аммиачные соли. Нитраты находятся в
почве только в растворенном состоянии. Аммиак же может присутствовать
как в растворе, так и в поглощенном состоянии, причем в поглощенном
состоянии его намного больше, чем в растворенном. Поэтому нитраты из
120
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]