Анализ почвы
2.5 Определение кальция и магния при совместном присутствии
Константы устойчивости этилендиаминтетраацетатов кальция и магния различаются на 2 порядка. Поэтому эти ионы нельзя оттитровать раздельно, используя только различие в константах устойчивости комплексонатов. При pHопт ~ 10 в качестве металлоиндикаторов используют эриохромовый черный Т. При этих условиях определяют сумму кальция и магния. В другой аликвотной части создают pH > 12, вводя NaOH, при этом магний осаждается в виде гидроксида, его не отфильтровывают, и в растворе определяют комплексонометрический кальций в присутствии мурексида, флуорексона или кальциона, являющихся металлоиндикаторами на кальций. Магний определяют по разности.
Выполнение определения.
Определение суммы кальция и магния.
Отбирают пипеткой 10 мл анализируемого раствора (водной вытяжки почвы) из мерной колбы вместимостью 100 мл в коническую колбу для титрования вместимостью 100 мл, прибавляют 2-3 мл буферного раствора с pH 10, 15 мл воды, перемешивают и прибавляют на кончике шпателя 20-30 мг смеси эриохромового черного Т и хлорида натрия. Перемешивают до полного растворения индикаторной смеси и титруют раствором ЭДТА до изменения окраски раствора из винно-красной в голубую.
Определение кальция.
Отбирают пипеткой 10 мл анализируемого раствора (водной вытяжки почвы) в коническую колбу для титрования вместимостью 100 мл, прибавляют 2-3 мл раствора NaOH или KOH, разбавляют водой примерно до 25 мл, вводят 20-30 мг индикаторной смеси мурексида, флуорексона, или кальциона с хлоридом натрия и титруют раствором ЭДТА до изменения окраски раствора от одной капли раствора ЭДТА.
Изменение окраски в конечной точке титрования зависит от выбранного металлоиндикатора. При использовании мурексида окраска изменяется из розовой в фиолетовую; при использовании флуорексона - из желтой с зеленой флуоресценцией в бесцветную или розовую с резким уменьшением интенсивности флуоресценции; при использовании кальциона - из бледно-желтой в оранжевую. В последнем случае щелочную среду создают только 2 М раствором KOH.
Определение магния. Объем титранта, израсходованный на титрование магния, вычисляют по разности объемов ЭДТА, пошедшей на титрование при pH 10 и при pH 12.
2.6 Методика определения обменной кислотности
Навеску почвы, пропущенной через сито с отверстиями диаметром 1-2 мм, массой 40 г помещают в колбу вместимостью 250 мл. В колбу приливают 100 мл 1М раствора KCl и взбалтывают в течение 1 ч. Часовое взбалтывание суспензии может быть заменено трехминутным взбалтыванием с последующим суточным настаиванием. Содержимое колбы фильтруют в сухую коническую колбу или другую емкость. Первые 10 мл фильтрата выбрасывают.
После того, как суспензия будет профильтрована полностью, 50 мл фильтрата помещают в коническую колбу вместимостью 250 мл, добавляют 2-3 капли фенолфталеина и титруют 0,02-0,1М раствором NaOH до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин.
Обменную кислотность (Ноб) рассчитывают по уравнению:
Где V и V1 - объем NaOH, пошедший на титрование соответственно аликвоты вытяжки и контрольной пробы; н - молярная концентрация NaOH, ммоль/мл; Vал и V0 - объем аликвоты вытяжки и общий объем добавленного к почве 1М KCl, мл; m - навеска почвы, г.
Реагенты:
1М раствор KCl растворяют в 300-400 мл дистиллированной воды, раствор фильтруют и объем доводят до 1 л. Значение рН раствора соответствует 5,6-6,0 (рН дистиллированной воды, находящейся в равновесии с СО2 атмосферного воздуха, имеет рН около 5,6).
2.7 Методика определения гидролитической кислотности
В сухую колбу вместимостью 250 мл помещают навеску почвы, пропущенной через сито с отверстиями диаметром 1 мм, массой 40,0 г. В колбу приливают 100 мл 1М раствора СН3СООNa и взбалтывают в течение часа. Часовое взбалтывание может быть заменено 3 минутным с последующим 18-20 часовым настаиванием с периодическим (4-5 раз) взбалтыванием суспензии. Суспензию взбалтывают круговыми движениями и фильтруют через сухой складчатый фильтр. Первые порции (около 10 мл) фильтрата выбрасывают. Если затем при фильтровании получают мутный раствор, его перефильтровывают. Аликвоту фильтрата 50 мл помещают в коническую колбу вместимостью 250 мл, добавляют 2-3 капли фенолфталеина и титруют 0,02-0,1 н раствором NaOH до слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин. Гидролитическую кислотность рассчитывают по уравнению:
Нг моль(+)/100 г почвы = [VнV0100]/[Vалm],
Где V и н - объем и концентрация раствора NaOH, ммоль/мл; Vал - объем аликвоты вытяжки, мл; V0 - объем добавленного к навеске почвы раствора ацетата натрия, мл; m - навеска почвы, г. Если полученный результат умножают на 1,75 для компенсации неполного извлечения из почв кислотных компонентов при однократной обработке почвы экстрагирующим раствором, в комментарии к результатам анализа делают соответствующую оговорку.
Реагенты:
1М раствор СН3СООNa с рН 8,3. Навеску ацетата натрия 82,0 г СН3СООNa или 136,0 г СН3СООNax3Н2О растворяют в дистиллированной воде ,(если необходимо, фильтруют), доводят объем до 1 л и измеряют рН. Величину рН доводят до 8,3 растворами СН3СООNa или NaOH с массовой долей 10%. Контроль рН раствора может быть осуществлен с помощью фенолфталеина. Раствор ацетата натрия при добавлении фенолфталеина должен иметь слабо-розовую окраску.
2.8 Методика определения концентрации фосфатов в 0,03 н. K2SO4-вытяжках (по Карпинскому - Замятиной)
Навеску почвы массой 20,0 г помещают в сухую колбу или другую емкость вместимостью 250 мл. К почве с помощью мерного цилиндра приливают 100 мл. 0,03 н. раствора K2SO4. Содержимое колбы взбалтывают 5 мин и фильтруют через складчатый фильтр в сухую коническую колбу. Чтобы получить прозрачные фильтраты, на фильтр переносят как можно больше почвы. Первые порции фильтрата могут опалесцировать, их перефильтровывают. Вытяжка должна быть прозрачной.В полученной 0,03 н. K2SO4-вытяжке определяют концентрацию фосфатов. Для этого в мерную колбу вместимостью 50 мл. помещают 20-40 мл. вытяжки. В колбу добавляют 8 мл. реагента Б. Объем жидкости в колбе доводят дистиллированной водой до метки, тщательно перемешивают и через 10 мин. Измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 630-882 нм.
Перед окрашиванием анализируемого раствора необходимо приготовить шкалу стандартных растворов для получения градуировочной кривой. С этой целью в мерные колбы вместимостью 50 мл. приливают по 2 мл. 0,6 н. K2SO4, что обеспечит концентрацию сульфата калия в находящемся в колбе растворе приблизительно такую же, какую получают при анализе 40 мл K2SO4-вытяжки. Затем в каждую из колб с помощью бюретки приливают стандартный раствор с содержанием фосфора 0,005 мг P в 1 мл. В колбы добавляют 0,5; 1,0; 3,0; 5,0; 7,0 и 10,0 мл стандартного раствора. В колбы приливают дистиллированную воду приблизительно до объема 35 - 40 мл, реагент Б. Содержимое колб тщательно перемешивают, через 10 мин измеряют оптическую плотность и строят градуировочную кривую в координатах: оптическая плотность - количество фосфора в мерной колбе. По градуировочной кривой находят концентрацию фосфора в анализируемых растворах. Результаты анализа выражают в мг/л:
P, мг/л = Cp1000/Vал,
где Vал - объем аликвоты вытяжки, мл; Сp - число миллиграммов фосфора в мерной колбе, мг/объем мерной колбы.
3 Экспериментальная часть
В экспериментальной части проводился анализ почвы. Почва была отобрана в Усманском районе, Липецкой области. Проба отбиралась с глубины около 20 см, масса пробы составила 0,5 кг.
3.1 Определение гигроскопической влаги
1. Таблица полученных результатов:
Масса
бюкса, г
|
Масса бюкса
с почвой, г
|
Масса почвы
m, г
|
Масса бюкса
после сушки, г
|
Масса высушенной
почвы m1, г
|
Гигроскопическая
влага, %
|
|
27,54575
|
29,21100
|
1,66255
|
30,12541
|
1,21441
|
36,90
|
|
33,18410
|
35,38934
|
2,205240
|
36,54123
|
1,65181
|
33,50
|
|
41,38525
|
44,54641
|
3,16116
|
45,65941
|
2,29531
|
35,40
|
|
|
щср, % = 35,30%
2. Статистическая обработка данных.
- стандартное отклонение
1.394
Sr = S/xср - относительное стандартное отклонение
Sr = 1.394/35.3 = 0.039
щ?щ = (35.303.46) %.
3.2 Определение C и органических соединений по Тюрину
Vхол =40 мл
Vраб=10 мл
а=0,5 г
С%=(30*0,2*0,003*100)/0,5=3,6%
2. Определение фенола
Таблица полученных результатов
Сфенола мкг/мл
|
Аоптическая плотность
|
|
5
|
0.07
|
|
23
|
0.148
|
|
42.7
|
0.254
|
|
70
|
0.338
|
|
х
|
0.160
|
|
|
Градуировочный график
Из графика видно, что
№
|
Ах
|
Сх, мкг/мл
|
|
1
|
0,160
|
38
|
|
2
|
0,180
|
40
|
|
3
|
0,190
|
43
|
|
ср
|
0,176
|
40
|
|
|
Статистическая обработка данных.
S==2,08
Sr = 2,08/40 = 0,052
С?С = (400,5)мкг/мл
Пересчитаем концентрацию: С=0,02г/20г почвы
3.3 Определение общей щелочности и щелочности, обусловленной карбонат-ионами
1. Таблица полученных результатов:
№ п/п
|
Масса
навески, г
|
Объем
вытяжки, мл
|
Объем титранта 0,01 М H2SO4, мл
|
|
|
|
общий
|
аликвота
|
По ф/ф
|
По м/о
|
|
1
|
40
|
100
|
25
|
1,01
|
7,3
|
|
2
|
|
|
|
1,02
|
7,8
|
|
3
|
|
|
|
1,04
|
8,0
|
|
ср
|
|
|
|
1,03
|
7,9
|
|
|
2. Карбонатная щелочность.
;
0.404ммоль/100г, почвы
0,408ммоль/100 г почвы
0,416 ммоль/100г почвы
ммоль/100 г почвы
0,404*0,03*100=1,212%
0,408*0,03*100=1,44%
0,416*0,03*100=1,248%
=1,301
Статистическая обработка данных.
S==0,0031
Sr = 0,0031/0,409 = 0,006
С?С = (0,4090,024)ммоль/100г почвы.
3.4 Общая щелочность
ОЩ1==1,662 ммоль/100г почвы
ОЩ2==1,764 ммоль/100г почвы
ОЩ3=1,808ммоль/100г почвы
ОЩср=1,745 ммоль/100г почвы
=1,662*0,061*100=10,14%
=1,764*0,061*100=10,76%;
=1,808*0,061*100=11,03%;
=1,745*0,061*100=10,65%.
Статистическая обработка данных.
S=0.06
Sr = 0,06/1,808 = 0,033
Т==0,14
С?С = (1,8080,14) ммоль/100г почвы.
3.5 Валовое содержание железа
Таблица полученных результатов:
№п/п
|
Навеска
почвы, г
|
Объем аликвоты,
мл
|
Объем титранта,
мл
|
|
1
|
20
|
25
|
12,0
|
|
2
|
|
|
11,5
|
|
3
|
|
|
12,0
|
|
ср
|
|
|
11,8
|
|
|
=0,0040н
=0,0038н
=0,0042н
=0,004н
С учетом разбавления:
С1 = 0,0080 моль/л
С2 = 0,0076 моль/л
С3= 0,0084 моль/л
Сср = 0,0080 моль/л.
mFe3+ = 0,0080·56·0,1 = 0,0448 г.
щ, %==0,224%
2. Статистическая обработка данных.
S==0,002
Sr = 0,002/0,0080 = 0,25
Т==0,004
С?С = (0,00800,004)моль/л.
3.6 Определение кальция и магния при совместном присутствии
1. Определение суммы кальция и магния
СТ = 0,1 моль-экв/л
Vал = 10 мл
№ опыта
|
Vт, мл
|
С? моль экв/л
|
|
1
|
2,05
|
0,0205
|
|
2
|
2,10
|
0,0210
|
|
3
|
1,95
|
0,0195
|
|
ср
|
2,03
|
0,0203
|
|
|
Статистическая обработка результатов
S==0,00026
Sr = 0,00026/0,0203 = 0,0128
Т==0,00061
Ср ср±ДC=(0,02030 ± 0,00061)ммоль экв/мл
m? = 0,056 + 0,0128 = 0,069
щ%=0,203%
2. Определение кальция
Vал = 10 мл
Ст = 0,1 моль экв/л
№ опыта
|
Vт, мл
|
СCa2+ моль экв/л
|
|
1
|
1,38
|
0,0138
|
|
2
|
1,36
|
0,0136
|
|
3
|
1,32
|
0,0132
|
|
ср
|
1,36
|
0,0136
|
|
|
Статистическая обработка результатов
S==0,0015
Sr = 0,0015/0,0136 = 0,11
Т==0,0037
Ср ср ± ДC = (0,0136 ± 0,0037)ммоль экв/мл
щ%=mCa/ mн
mCa = 0.0136·40·0.1 = 0,0544 г
щ%=0,19%
3.Определение магния
Vал = 10 мл
Ст = 0,1 моль экв/л
№ опыта
|
Vт, мл
|
СMg2+ моль экв/л
|
|
1
|
0,71
|
0,0071
|
|
2
|
0,73
|
0,0073
|
|
3
|
0,74
|
0,0074
|
|
ср
|
0,72
|
0,0072
|
|
|
Статистическая обработка результатов
S==0.00024
Sr=0,00024/0,0072 = 0,033
Т==0.00054
Ср ср ± ДC = (0,0072 ± 0,00054)ммоль экв/мл
mMg = 0,0072·24·0,1 = 0,01761 г
щ%=0,071%
3.7 Определение обменной кислотности
1. Таблица полученных данных
№ п/п
|
Vт
|
Vал
|
mнав
|
V0
|
Ноб,ммоль(+)/100г
почвы
|
|
1
|
2,7
|
50
|
40
|
100
|
1,47
|
|
2
|
2,73
|
|
|
|
1,43
|
|
3
|
2,67
|
|
|
|
1,32
|
|
Cр
|
2,69
|
|
|
|
1,40
|
|
|
2. Статистическая обработка результатов
S==0,03
Sr=0,03/1,40 = 0,028
Т==0.02
Ср ср±ДC=(1,40±0,020)ммоль/100 г почвы
3.8 Определение концентрации фосфатов в 0,03 н. K2SO4-вытяжках (по Карпинскому - Замятиной)
1. Построение градуировочного графика.
График: оптическая плотность - объем аликвоты.
Vал
|
Оптическая плотность, Аср
|
|
0.5
|
0.11
|
|
1
|
0.27
|
|
3
|
0.49
|
|
5
|
0.67
|
|
7
|
0.79
|
|
10
|
0.93
|
|
х
|
0,53
|
|
|
С1 == 3,25 мг/100 г;
С2 = =3,27 мг/100 г;
С3 = =3,29 мг/100 г.
Сср = 3,27 мг/100 г = 3,27·10-3 г/100 г
щ%=( Ср ср/10)·100% = 0,0327%
2. Статистическая обработка результатов
S==0,016
Sr=0,016/3,27 = 0,048
Т==0,039
Ср ср±ДC=(3,27±0,039)мг/100 г
3.9 Определение гидролитической кислотности
1. Таблица полученных результатов
№ опыта
|
Vт
|
Vал
|
mнав
|
V0
|
Нгидрммоль(+)/100г
почвы
|
|
1
|
1,17
|
50
|
40
|
100
|
0,61
|
|
2
|
1,22
|
|
|
|
0,56
|
|
3
|
1,19
|
|
|
|
0,51
|
|
Cр
|
1,19
|
|
|
|
0,51
|
|
|
2. Статистическая обработка результатов
S==0,018
Sr=0,018/0,51 = 0,02
Т==0.059
Ср ср±ДC=(0,51±0,059)ммоль/100 г почвы.
3.10 Определение нитрат ионов в почве с использованием нитрат селективного электрода
Результаты определений занесены в таблицу:
С, моль/л
|
Е, В
|
-lg C
|
|
0,1
|
306.0
|
1
|
|
0,01
|
357.7
|
2
|
|
0,001
|
413.8
|
3
|
|
0,0001
|
462.6
|
4
|
|
|
По результатам построен график 1.
Концентрации найденные по градуировочному графику приведены в таблице:
№ определения
|
Е, В
|
-lg C
|
С, моль/л
|
|
1
|
457,2
|
3,86
|
0,000138
|
|
2
|
457,5
|
3,88
|
0,000132
|
|
3
|
455,7
|
3,87
|
0,000135
|
|
ср
|
455,7
|
3,87
|
0,000135
|
|
|
Статистическая обработка результатов
S==0,00006
Sr=0,00006/0,000135 = 0,04
Т==0.009
Ср ср±ДC=(0,000135±0,009)ммоль/100 г почвы.
Пересчитаем концентрацию:
с = сNO3 *14*105/1-(w/100)
С=0,000135*15/1-(35,3/100)=0,034мг/кг
Заключение
В ходе данной работы был проанализирован образец почвы, отобранный в Усманском районе Липецкой области. Полученные результаты представлены в таблице:
Определяемый
показатель
|
Содержание
в образце почвы
|
Определяемый
показатель
|
Содержание
в образце почвы
|
|
Гигроскопическая
влага
|
35,3%
|
Содержание кальция и магния
|
0,203%
|
|
Содержание
фенола
|
0,02г/20г почвы
|
Содержание кальция
|
0,19%
|
|
Карбонатная
щелочность
|
0,409ммоль/100г почвы
|
Содержание магния
|
0,071%
|
|
Общая
щелочность
|
1,808ммоль/100г почвы
|
Гидролитическая
кислотность
|
1,40/100г почвы
|
|
Содержание
железа
|
0,224%
|
Обменная кислотность
|
0,51 ммоль/100г почвы
|
|
Содержание
фосфатов
|
0,0327%
|
Содержание углерода
|
3,6%
|
|
|
Библиографический список
1 Химический анализ почв/ Воробьева Л.А. - М.: изд. МГУ, 1998. - 272с.: ил.
2 Эколого-аналитический мониторинг стойких органических загрязнителей/ Майстренко В.Н., Клюев Н.А. - М.: Мир: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. -323с.: ил.
3 Основы аналитической химии. Практическое руководство: уч. Пособие для ВУЗов/ Фадеева В.И., Шеховцова Т.Н., Иванов В.М. и др.; под ред. Золотова Ю.А. - М.: Высшая школа, 2001. - 463с: ил.
4 Агрохимические исследования почв/Под ред. А.В.Соколова. М.: Наука, 1975. 98 с.
5 Учебно-полевая практика и лабораторные работы,методическое пособие/Дербенцева А.М.,Пилипушка В.Н.-Владивосток,2005.-24с.
6 Практикум по агрохимии/Под ред. МинееваВ.Г. М.:Изд-во МГУ,2001.-689 с.
Страницы: 1, 2
|
|