Экстракция ионов из почвы
Растворы веществ, содержащихся в почве, получают многими способами, которые принципиально можно разделить на две группы:
- получение почвенного раствора;
получение водной вытяжки из почвы.
В первом случае мы получаем так называемую несвязанную или слабо связанную почвенную влагу – ту, которая содержится между частицами почвы и в почвенных капиллярах. Это слабо насыщенный раствор, но его химический состав является актуальным для растения, поскольку именно эта влага омывает корни растений и именно в ней идет обмен химическими веществами между почвой и корневыми волосками.
Во втором случае мы вымываем из почвы связанные с ее частицами растворимые химические соединения. Выход соли в водную вытяжку зависит от соотношения почвы и раствора и увеличивается при возрастании температуры экстрагирующего раствора (до определенных пределов, так как слишком высокая температура может разрушить какие-либо вещества или перевести их в иное состояние) и увеличении объема раствора и степени измельченности почвы (до определенных пределов, так как слишком мелкие пылеобразные частицы могут сделать затруднительной или невозможной экстракцию и фильтрацию раствора).
Турбидиметрический метод анализа
Турбидиметрический (от лат. turbidus-мутный и греч. metreo-измеряю) метод применяют для анализа суспензий, эмульсий, различных взвесей и других мутных сред. Относится к оптическим методам анализа, в основе измерений лежит закон Бугера-Ламберта-Бера. Интенсивность пучка света, проходящего через такую среду, уменьшается за счет рассеивания и других процессов взаимодействия света со взвешенными частицами. Метод основан на измерении интенсивности света, прошедшего через мутную среду среду. Используется видимый оптический диапазон спектра.
Особенности коллоидных систем по сравнению с молекулярными растворами – длина волны видимого диапазона электромагнитного излучения сопоставима с размерами коллоидных частиц. Взаимодействие света с коллоидными системами имеет ряд особенностей, связанных с рассеянием света частицами дисперсной фазы. Рассеяние света — отражение его освещенными частицами взвесей. Если наибольший размер взвешенных частиц меньше 0,1 длины волны, то рассеяние света в пространстве симметрично и называется рэлеевским рассеянием. Прохождение света через дисперсную систему сопровождается при этом постепенным падением его интенсивности вследствие рассеяния на частицах. Интенсивность светового потока и его ослабление зависят от многих факторов, в частности, от объема частиц. Поэтому должны строго соблюдаться условия проведения анализа испытуемых и стандартных растворов. Должны быть одинаковыми порядок сливания растворов, скорость и время перемешивания компонентов системы и другие условия. Для стабилизации взвеси в анализируемую систему добавляют различные стабилизирующие растворы (в частности, может использоваться раствор крахмала, глицерин или спирт).
При достаточном разбавлении раствора интенсивность света It, прошедшего через суспензию или другую мутную среду, подчиняется уравнению, имеющему при постоянстве некоторых условий вид, аналогичный уравнению закона Бугера – Ламберта – Бера:
(1)
где l — толщина слоя, a k – молярный коэффициентом мутности раствора, A – оптическая плотность.
Уравнение (1) справедливо в условиях строгого постоянства условий получения суспензии. Концентрацию определяемого вещества в турбидиметрии находят по градуировочным графикам в координатах A – C (рисунок 1). Серию аналитических определений выполняют при постоянной толщине поглощающего слоя, тогда оптическая плотность линейно зависит от концентрации. Обратите внимание, что эта прямая линия проходит через начало координат.
Рисунок 1. – зависимость оптической раствора плотности от концентрации.
Для турбидиметрических измерений могут использоваться фотоэлектроколориметры (ФЭК), характеризующиеся простотой оптической и электрической схем. Большинство фотометров имеет набор из 10-15 светофильтров и представляет собой прибор, в которых пучок света от источника излучения (лампа накаливания, редко ртутная лампа) проходит через светофильтр и проходит через кювету с исследуемым раствором или раствором сравнения (рисунок 2).
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1 – источник света, 2 – щель, 3 – монохроматор (светофильтр), 4 – измерительная ячейка (анализируемый образец, образец сравнения), 5 – детектор, 6 – усилитель, 7 – регистрирующее устройство (графическое, визуальное, цифровое)
Рисунок 2 – Блок-схема фотоэлектроколориметра (упрощенная)