2. Практическая часть.

Существует множество вариантов турбидиметрического метода определения SO₄^2- . Один из вариантов метода утвержден в качестве ГОСТа 26426-85. В этом методе используют в качестве осаждающего раствора. солянокислый раствор хлорида бария. Подвижную серу извлекают из почвы а раствором 1 н KCl при соотношении почва:раствор 1:2,5. Оптическую плотность взвеси измеряют через 10 мин после добавления осаждающего раствора и тщательного перемешивания при длине волны 520 нм, используются кюветы с толщиной просвечиваемого слоя 5 см. В качестве стабилизатора взвеси используют растворимый крахмал. Содержание сульфата определяют по калибровочному графику, составленному по измерению оптических плотностей растворов сравнения. Обычно график строят по 5 – 6 точкам. На оси ординат наносят значения оптической плотности, на оси абсцисс – концентрации.

Определив оптическую плотность обработанной раствором хлорида бария почвенной вытяжки, по оси ординат находят точку, которая соответствует данному значению оптической плотности, проводят линию, параллельную оси абсцисс до пересечения ее с градуировочной кривой. Из точки пересечения опускают перпендикуляр на ось абсцисс. Находят концентрацию сульфат-ионов в почвенной вытяжке C_x.

Оборудование.

Фотоэлектроколориметр

Посуда и материалы

Пипетки вместимостью 1, 5, 10, см³ со шкалой

Химические стаканы объемом 50 см³

Колбы конические объемом 250 см³

Воронка для фильтрования

Пробирки – 6 штук

Бумага фильтровальная

Груша резиновая

Реактивы

– Барий хлористый 2-водный BaCl₂2H₂O

– Хлорид калия КСl

– Кислота соляная 1-нормальная

– крахмал водорастворимый

– сульфат натрия Na₂SO₄

Экстрагирующий раствор: 1 н раствор KCl.

Осаждающий раствор: 1 - 2% солянокислый раствор хлорида бария с добавлением растворимого крахмала. Перед использованием его желательно профильтровать через бумажный складчатый фильтр.

Основной раствор для калибровки: раствор Na₂SO₄ с концентрацией сульфат-иона 9,6 мг/мл.

Растворы сравнения: Растворы сравнения готовят из основного в день проведения анализа. Концентрации сульфат-ионов должны находиться в интервале от 0 до 9,6 мг/мл с разницей между растворами в 0,8 мг/мл.

Ход работы

Получение почвенной вытяжки.

1. Образец почвы измельчают, пропускают через сито с ячейками диаметром 1 мм. Навески почвы массой 30 г помещаются в сухую колбу объемом 500-750 мл и заливаются 75 мл экстрагирующего раствора.

2. Колба с образцом почвы и водой плотно закрывается пробкой и встряхивается в течение двух-трех минут. Далее полученный раствор фильтруется через бумажный складчатый фильтр. Перед фильтрованием раствор с почвой хорошо взбалтывают, чтобы мелкие частицы почвы закрыли самые крупные поры фильтра и фильтрат получился более прозрачным. Фильтрование повторяют несколько раз до получения прозрачного фильтрата.

К работе по определению содержания химических веществ в водной вытяжке лучше приступать сразу после ее получения, так как с течением времени происходят химические процессы, изменяющие щелочность раствора, его окисляемость и т.п. Уже скорость фильтрации может показать относительное суммарное содержание солей в растворе. Если водная вытяжка богата солями, то фильтрация будет проходить быстро и раствор получится прозрачным, поскольку соли препятствуют пептизации почвенных коллоидов. В случае, если раствор беден солями, фильтрация будет проходить медленно и не очень качественно. При этом имеет смысл отфильтровать раствор несколько раз, несмотря на низкую скорость, поскольку при дополнительных фильтрациях возрастает качество водной вытяжки благодаря снижению содержанию в ней частиц почвы.

Построение градуировочного графика.

1. Градуировочный растворы №1– 5 готовят в 5 пронумерованных пробирках либо химических стаканах (50 мл) согласно из основного раствора, разбавляя указанные в таблице концентрации основного раствора сульфата бария 9.6 мг/мл до объема 10 мл 1-н раствором KCl.

№ п/п	С (град. р-ра), мг/мл	V основного раствора, мл	V 1 н раствора KCl
1	3.2	3.3	6.7
2	1.6	1.7	8.3
3	0.96	1.0	9.0
4	0.48	0.5	9.5
5	0	0	10.0

2. Отбирают пипеткой по 1 мл анализируемых вытяжек и растворов сравнения № 1 – 5 в рабочие емкости. К пробам приливают по 10 мл осаждающего раствора и тщательно перемешивают.

3. Фотометрирование взвеси проводят не ранее чем через 10 минут после прибавления осаждающего раствора, в кювете с толщиной слоя 10 мм относительно стандартного раствора, не содержащего сульфатов (раствор № 5 + осадительный раствор), при длине волны 520 нм. Перед помещением в кювету фотоэлектроколориметра содержимое пробирки необходимо взболтать. Взвесь оптически устойчива в течение 7 часов. Результаты фотоколориметрирования заносят в таблицу:

Таблица 2 – Результаты измерений

С (SO42+), мг/см3	3.2	1.6	0.96	0.48
А

3. По данным таблицы строят градуировочный график в координатах оптическая плотность – концентрация сульфат-ионов (D – С(SO₄^2-)), выражающий зависимость оптической плотности от концентрации. На оси ординат наносят значения оптической плотности, на оси абсцисс – концентрации (рисунок 1).

Допускается пропорциональное изменение объемов пробы вытяжки, растворов сравнения и осаждающего раствора при погрешности дозирования не более 1 %.

Определение концентрации сульфат-ионов в почвенной вытяжке

1. В рабочую емкость отобрать 1 см³ тщательно перемешанной профильтрованной почвенной вытяжки. Затем добавить 9 см³ 1 н раствора хлорида калия и 10 мл осаждающего раствора.

2. Определить оптическую плотность исследуемого раствора (не ранее, чем через 10 минут) A_x на ФЭК.

3. По оси ординат градуировочного графика найти точку, которая соответствует данному значению оптической плотности A_x, провести линию, параллельную оси абсцисс до пересечения ее с градуировочной кривой. Из точки пересечения опустить перпендикуляр на ось абсцисс. Найти C_x.

4. Если полученные результаты выходят за пределы калибровочной кривой, анализируемый раствор разбавляют в несколько раз (в зависимости от степени превышения значений шкалы) и повторяют замеры, после чего полученное по шкале значение увеличивают в соответствующее количество раз.

5. Рассчитать содержание сульфат-ионов (мг SO₄^2- в 1 г почвы) в исследуем образце по формуле:

m(SO₄^2-) = C_x (мг/г)

Вывод. Указать содержание сульфат-ионов в исследуемой почве.