8.1. Визначення рН у водній та сольовій витяжках ґрунтів

(Лабораторна робота №8)

Величину рН можна визначити колориметричним і потенціо­метричним методами. Колориметричний метод дає можливість визначити рН тільки у безколірних та прозорих розчинах. Потен­ціометричними методами можна визначити рН у прозорих та каламутних розчинах, безпосередньо у ґрунтових суспензіях і пастоподібному стані ґрунту.

Для визначення рН необхідно підготувати водну або сольову витяжку ґрунтів. Отримують водну витяжку ґрунтів так: зважують на квадрантних вагах ВЛТК-500 10 г ґрунту та переносять у колбу об’ємом 250 мл. За допомогою мірного циліндра доливають 50 мл дистильованої води (співвідношення 1:5). Вміст колби ретельно збовтують протягом 5-ти хвилин і відфільтровують через паперо­вий складчастий фільтр до появи прозорого фільтрату. В отрима­ному фільтраті визначають величину рН.

Сольову витяжку з ґрунту готують у такий спосіб: наважку ґрунту 20 г переносять у колбу об’ємом 200–250 мл і доливають за допомогою мірного циліндра 50 мл 1,0 н розчину КСl (співвід­ношення між ґрунтом і сіллю 1:2,5), перемішують протягом 3–5 хвилин і залишають на добу. Через 24 години обережно піпеткою відбирають відстояний прозорий сольовий розчин і визначають у ньому рН.

8.1.1. Визначення величини рН колориметрично

Вибір методу в кожному конкретному випадку визначається метою і умовами вимірів, які проводяться. Найбільш простим і зручним є метод визначення рН за допомогою смужок спеціаль­ного паперу, насиченого індикаторами. Змочивши таку смужку індикаторного паперу розчином, який досліджується, порівнюють її колір з еталонною шкалою і визначають рН розчину.

Колориметричні методи визначення величини рН ґрунтують­ся на властивостях особливих реактивів-індикаторів змінювати свій колір залежно від величини рН розчину, в якому вони розчинені. Характеристику індикаторів подано в таблиці 8.2.

Таблиця 8.2

Характеристика індикаторів

№ п/ п	Індикатор	Колір розчину		Інтервал переходу забарвлення індикатора, рН
		в кислому середовищі	в лужному середовищі
1	Метиловий оранжевий	червоний	жовто-оранжевий	3,1–4,4
2	Лакмус	червоний	синій	5,5–8,0
3	Фенолфталеїн	безколірний	малиновий	8,2–10,0

Отже, кожний індикатор змінює своє забарвлення у певному інтервалі рН. Однак можна підібрати низку індикаторів так, щоб вони охоплювали всю шкалу значень рН.

На такому принципі заснований метод Міхаеліса. Досліджу­ваний розчин, до якого додали індикатор, порівнюють із забарв­ленням еталонів, що вміщують той же індикатор і рН яких відомий. Якщо забарвлення досліджуваного розчину і еталонного однакове, то рН такого розчину відповідає рН еталона.

8.1.2. Визначення рН водної та сольової витяжок ґрунтів потенціометричним методом

Потенціометричне визначення концентрації йонів Гідрогену (рН) основане на вимірюванні електрорушійної сили у ланцюгу, що складається з двох напівелементів: електрода для вимірювання, що занурюється у досліджуваний розчин і допоміжного електрода з постійним значенням потенціалу.

З цією метою використовують спеціальні прилади рН-метри (потенціометри). У лабораторній практиці широко застосовують рН-метри марок ЛПУ – 0,1, рН – 121, рН – 343 і ін.

Одержавши водну або сольову витяжку з ґрунту, переходять до вимірювання величини рН на приладі.

Прилад включають в електричну мережу і прогрівають його протягом 10–15 хвилин. Перед роботою рН-метр послідовно настроюють за серією буферних розчинів з відомими значеннями рН 4,01; 6,86; 9,18. Розпочинаючи роботу, електроди промивають дистильованою водою, надлишок води просушують фільтруваль­ним папером.

Потім беруть склянку місткістю 25 або 50 мл з фільтратом у праву руку, лівою відводять столик датчика вліво. Підставляють склянку під електроди так, щоб електроди не доторкалися дна і стінок склянки, відводять столик на попереднє місце і закріплю­ють. Встановлюють перемикач у відповідне положення ”рН”. По­тім за нижньою шкалою ”-1+14” визначають рН. Для більш точно­го вимірювання рН перемикач встановлюють на одну із верхніх шкал ”-1–4”, ”4–9”, ”9–14” (залежно від рН вимірюваного розчину).

Стрілка гальванометра не має виходити за межі шкали. Після кожного вимірювання рН електроди промивають дистильованою водою і протирають фільтрувальним папером.

За величиною рН визначають реакцію ґрунтового розчину досліджуваного ґрунту (див. табл. 8.1).

Обладнання та реактиви: квадрантна вага ВЛТК-500, колба на 100 мл, мірний циліндр на 50 см³, конічна колба на 100 мл, лійка, складчастий фільтр, склянка на 25–50 мл, рН-метр, фільтру­вальний папір, індикатори, промивалка, 1 н розчин КСl, дистильо­вана вода.