Лабораторна робота № 9

Тема: Вплив складу обмінних катіонів на зміну властивостей ґрунтів під впливом насичення його різними катіонами.

Мета: Вивчити методику і навики виявлення змін властивостей грунту під впливом насичення його різними катіонами.

Реактиви і обладнання: Дистильована вода, оксалат амонію в крапельниці, 1 н розчини СаСІ₂, MgCl₂, HCl, NaCl, KCl – 500 мл; колби об’ємом 500 мл – 5 шт.; лійки Ø 8 см – 4 шт.; скляні палички – 1 шт.; циліндри об’ємом 50-100 мл – 4 шт.; піщані годинники – 4 шт.; склянки – 4 шт.

Теоретичні відомості

Обмінними називають катіони, які знаходяться у дифузному шарі колоїдних міцел ґрунтового поглинального комплексу і здатні обмінюватись на катіони ґрунтового розчину. Обмінними катіонами в ґрунтах переважно є Са²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺, NH₄⁺ та інші. Склад обмінних катіонів різних типів ґрунтів неоднаковий. У чорноземах переважають кальцій і магній, у підзолистих, дерново-підзолистих і сірих лісових ґрунтах разом з кальцієм та магнієм містяться обмінний водень і алюміній; у солонцях і солонцюватих ґрунтах – обмінний натрій. Склад обмінних основ ґрунту значно впливає на його властивості – змінюється реакція середовища, водні, фізичні властивості.

Хід роботи

1. Насичення ґрунту різними катіонами:

1. Структурні агрегати кладуть на лійки з фільтром. Лійки вкладають у конічні колби об’ємом на 500 мл і доливають на паличці невеликими порціями на кожну з лійок 1 н розчин хлористого кальцію, магнію, натрію та соляної кислоти. Для усунення механічного руйнування агрегатів ґрунт на фільтрі прикривають фільтрувальним папером.

2. Зразки ґрунту насичують до повного витіснення катіону кальцію (за винятком зразка, який насичується кальцієм), визначаючи повноту витіснення кальцію за відсутністю його у фільтраті (проба з оксалатом амонію). Практичне насичення припиняється, якщо через ґрунт профільтрувалось більше, ніж 500 мл розчину.

3. Після насичення відповідними катіонами ґрунт на лійках необхідно 3-4 рази промити дистильованою водою, даючи воді повністю профільтруватись, щоб зменшити концентрацію солей у зразках нижче порогу коагуляції.

4. Одержані таким чином зразки просушують і після цього використовують для наступних досліджень.

2. Вивчення фільтраційних властивостей ґрунту, насичених різними катіонами:

1. До ґрунту на фільтрі доливають по паличці дистильовану воду, підтримуючи в лійці над ґрунтом більш менш постійний рівень води.

2. Через рівні проміжки часу вимірюють об’єми профільтрованої води циліндром. Для відліку часу користуються піщаними годинниками.

3. Зробивши 20-30 одно - або двохвилинних підрахунків, записавши в таблицю за формою 14, будуємо графік зміни швидкостей фільтрації у часі, наносячи на нього криві фільтрації, одержані для кожного зразка ґрунту.

Зробити висновки, для чого треба дати відповіді на такі запитання:

Яка початкова швидкість фільтрації у кожного з зразків?

Як змінилась швидкість фільтрації в часі у різних зразках?

Чому в зразках, насичених деякими катіонами, проходить різне згасання фільтраційної здатності?

Рис. 1 фільтрація в грунтах, насичених різними катіонами.

У мовні позначення: -*-*-*-Са; ------ Mg; ∙∙∙∙∙∙∙ Nа; **** Н

Таблиця 1

Вивчення фільтраційної здатності ґрунту

№ зразка	Зразки з
	кальцієм		магнієм		натрієм		воднем
	загал.	по різн.	загал.	по різн.	загал.	по різн.	загал.	по різн.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10