0. Определение суммы обменных оснований в почве по Каппену – Гильковицу в модификации Годлина (лабораторная работа)

Материалы и оборудование: весы технические; колбы на 250 мл; воронки; фильтры; цилиндр на 100 мл; пипетка на 25 мл; бюретка для титрования; 0,05 н. раствор NaOH; 0,05 н. раствор HCl; индикатор - фенолфталеин.

Содержание работы:

Сумма обменных оснований (S) – это сумма всех катионов за исключением H⁺ и Al³⁺, выраженная в мг. экв/100 г почвы. Как правило, чем выше сумма обменных оснований, тем почва плодороднее.

Принцип и химизм метода основан на вытеснении обменных оснований из почвенного поглощающего комплекса ионом водорода соляной кислоты, по следующей схеме:

[ППК]Ca⁺⁺ Mg⁺⁺ + 4HCl ↔ [ППК] 2H⁺ 2H⁺ + CaCl₂ + MgCl₂

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

Однако при однократной обработке почвы кислотой в раствор переходят не все обменные основания, к тому же часть кислоты расходуется на побочные реакции, поэтому в подзолистых и дерново-подзолистых почвах показатели этого метода будут завышены, а в черноземах – занижены. Следовательно, данный метод дает только приблизительное представление о сумме обменных оснований в почве и его используют лишь в практических целях для выяснения степени насыщенности почв основаниями.

Ход определения. На технических весах отвешивается навеска 5 г воздушно-сухой почвы, пропущенной через сито с диаметром ячеек 1 мм. Навеску помещается в колбу на 250 мл, куда приливается из мерного цилиндра 100 мл 0,05 н. раствора HCl.

Суспензия встряхивается 15 минут, затем фильтруется через бумажный фильтр, перенося всю почву на воронку. Первые порции фильтрата отбрасывают. Из полученного фильтрата отбирается пипеткой 25 мл в коническую колбу на 250 мл, прибавляется 2-3 капли индикатора фенолфталеина. Остаток кислоты в фильтрате титруют 0,05 н. раствором NaOH до слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение 1 минуты. Одновременно проводится опыт с холостым определением. Для этого 25 мл 0,05 н. раствора HCl титруют 0,05 н. раствором NaOH до слабо-розовой окраски.

Титрование иногда осложняется тем, что выпадает осадок полуторных оксидов переходят в раствор в результате разрушающего действия соляной кислоты на алюмосиликатную часть ППК. В этом случае дают осадку осесть на дно и проверяют окраску прозрачной жидкости над осадком.

Сумму обменных оснований (S) вычисляют по формуле:

S (мг-экв/ 100 г почвы) = (a-b) · 100 · 0.05 ·100

5·25

где:

а – количество 0,05 н. NaOH, пошедшего на титрование холостой пробы, мл;

b – количество 0,05 н. NaOH, пошедшего на титрование рабочего фильтрата, мл;

100 – количество HCl, мл;

0,05 – нормальность HCl;

5 – навеска почвы, г;

25 – количество фильтрата, мл;

100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы.

Обсуждение результатов:

Результаты определения заносятся в сводную таблицу по данным химического анализа почвы (табл. 22). Обсуждение ведется по следующим вопросам:

1. По данным таблицы постройте график распределения суммы обменных оснований по профилю почвы, проанализируйте результаты, сопоставляя распределение суммы обменных оснований с:

• распределением содержания и запасов гумуса по профилю почвы;

• изменением гранулометрического состава почвы;

• наличием элювиально-иллювиальных процессов;

и сделайте выводы.

2. Дайте оценку суммы обменных оснований для данной почвы, используя оценочную шкалу, мг.экв/100 г почвы:

<10 низкая

10-20 средняя

20-40 высокая

>40 очень высокая.