Тихоненко Д.Г., Дегтярьов В.В. та ін. Практикум з грунтознавства

Подождите немного. Документ загружается.

оло

дни

комплекс ґр

нт

в,

ого агроном

чне значенн

міст магнію (в мг-екв/100 г ґрунту) обчислюється за формулою:

1Г

100

VН

KVKV

ЗАГHClHCl

⋅

⋅⋅⋅⋅

(

HCl

— кількість HCl, використаної для розчинення подвійної солі магнію,

мл

;

HCl

— коефіцієнт поправки до нормальності HCl;

НН

— наважка ґр

н-

у для аналізу;

—

об’єм фільтрату, взятого для аналізу, мл;

ЗАГ

—

об

’

фільт рат

, одержаного при витисненні катіонів, мл; 100 — для перерах

нк

на

100

г ґрунту;

КК

— коефіцієнт гігроскопічності (для перерахунку резуль-

атів аналіз

на с

хий ґр

нт).

Ре

активи

10% НСl

;

10% N

;

10% NН

;

5% NН

ОН; 5% А

;

НN

; 0,1 н розчин НСl; метилоранж

омплексометрични

метод визначення вм

ст

об

мінно-вві

раних кальцію та магні

рім описаних вище об’ємних методів визначення обмінних кальцію

та магнію, останнім часом досить широко застосовується експресний

метод, за якого як титровані розчини використовуються органічні реак-

тиви-комплексони, здатні утворювати з іонами металів міцні внутріш-

ньокомплексні спол

ки. Найбільш відомим комплексоном є двонатрієва

іль етилен-діамінтетраоцтової кислоти

, яку нази-

ають трилоном Б. Трилонати кальцію та магнію, тобто комплекси цих

онів з трилоном Б, утворюються лише в лужному середовищі. Тому,

кщо виникає пот

еба визначати комплексомет

ичним методом вміст

бмінних кальцію та магнію у фільтраті, який одержано після витис-

нення обмінних катіонів з ґрунту розчином соляної кислоти або оцто-

окислим амонієм, діють таким чином. Відбирають 100 мл фільтрату

, помістивши його у фарфорову чашку, упарюють на водяній або піщаній

бані дос

ха. При цьом

соляна кислота або оцтовокислий амоній р

й-

нуються. Осад, що утворився, розчиняють дистильованою водою і пе-

реносять

мірн

колб

на 100 мл. Довівши дистильованою водою вміст

колби до позначки, відбирають піпеткою відповідну кількість розчину

для комплексомет

ичного визначення катіонів Сa

та M

Трилон Б (двонатрієва сіль етилендиамінтетраоцтової кислоти) та ін-

дикатори, які використовують при визначенні суми C

(

омоген

орний) і одного C

(мурексид — амонійна сіль пурпурової кислоти),

ідносяться до органічних сполук — комплексонів.

Реакція відб

вається за таким рівнянням

Такі комплексони з дво- і тривалентними металами утворюють роз-

инні

воді спол

ки — комплекси. Стійкість комплексів, що

творилися,

агальне ґр

нтознавств

залежить від рН розчину, природи катіонів і комплексів, які застосо-

ву

ються.

омплексони-індикатори (хромоген чорний і мурексид) з катіонами

творюють забарвлені нестійкі комплекси. Комп-

ексон трилон Б з цими катіонами, на відміну комплексонів-індикаторів,

утворює незабарвлені розчинні комплекси, але більш стійкі

изначення кількості обмінних катіонів кальцію і магнію за допо-

могою трилону-Б відбувається так: у розчин, який містить Ca

та M

носять індикатор; утворюються забарвлені сполуки-комплекси; Ca-

ндикатор + Mg-індикатор. Потім титрують розчин трилоном Б; від-

вається р

йн

вання забарвлених спол

к; замість них

творюються

нші комплекси, не забарвлені, але більш стійкі: Ca-трилон Б + Mg-

рилон Б

COONa

COOH

COONa

COOH

+ CaCl

або MgCl

Са + 2НСl

COONa

COO

COONa

COO

изначення суми Ca

+ M

здійснюють у присутності індикатора

ромогена чорного, який лише в лужному середовищі (рН=10) утворює

розчинні забарвлені комплекси з даними катіонами. Тому до розчину до-

дають аміачний б

фер. За таких

мов розчин наб

ває вишнево-червоно-

го за

арвлення

ри титр

ванні трилоном Б всі катіони Ca

і M

зв’яз

ються

но-

ий комплекс, а забарвлення розчину змінюється від вишнево-червоно-

го до синього або зеленувато-синього. Схематично реакцію можна запи-

ати так

а-х

омоген +т

илон Б → Са-т

илон Б + х

омоген чо

ний,

Мg-хромоген + трилон Б → Мg-трилон Б + хромоген чорни

вишнево-червоний синій або зеленувато-сині

оло

дни

комплекс ґр

нт

в,

ого агроном

чне значенн

изначення одного кальцію здійснюють у присутності індикатора

рексид

при рН 12, що досягається при додаванні розчин

NaOH або

ОН. Мурексид вступає в реакцію лише з катіоном Ca

утворюючи

з ним комплексн

спол

, забарвлен

в п

рп

ровий (яскраво-роже-

ий) колір

ри титруванні трилоном Б цей забарвлений комплекс руйнується

розчин набуває фіолетового (лілового) кольору. Схематично реакцію

жна

апи

ати так

а-мурексид + трилон Б → Са-трилон Б + мурексид

яскраво-рожевий (пурпуровий) фіолетовий (ліловий

)

визначення. На хіміко-технічних терезах зважують 5—10 г

повітряно-сухого ґрунту, підготовленого до аналізу (для ґрунтів важких,

з великим вмістом г

— 5 г, для легких, малог

сних — 10 г).

отім його висипають у фарфорову чашку, заливають 1,0 н розчином

цтовокислого амонію з рН 6,6—7,0 (20—30 мл) і здійснюють обробк

методом декантації

міст чашки (після кожного розміш

вання ґр

нт

скляною паличкою

з гумовим наконечником і відстоювання) переносять на лійку з фільт-

ром, під яку підставлена конічна колба місткістю 500—750 мл. Декан-

тацію закінчують, коли об’єм фільтрату в колбі буде дорівнювати 200—

300 мл. Потім весь ґрунт з чашки (по паличці) переносять на фільтр

продовж

ють промивання оцтовокислим амонієм до відс

тності реак-

ії на каль

ій

Якісн

проб

на повнот

витіснення Ca

проводять з хромогеном

орним. Для цього в пробірку набирають 2—3 мл фільтрату з-під лійки

добавляють 3 краплі хромоген

чорного. Відс

тність вишнево-чер-

оного забарвлення у пробірці вказує на повне витіснення обмінних

катіонів кальцію та магнію з ґрунту.

ісля повного витіснення обмінних катіонів фільтрат переносять

у мірну колбу на 500 мл, доводять до риски і перемішують. Піпеткою

ідбирають аліквотн

частин

розчин

(50—100 мл), виливають

фар-

форову чашку і випарюють насухо на водяній бані. Органічну речо-

ин

йн

ють декількома краплями перекис

водню і 10%-ного роз-

ину HN

. Потім сухий залишок прожарюють у муфельній печі при

температ

рі 40

. Отриманий залишок розчиняють

10 мл 10%-ного

розчину HCl, розбавляють гарячою дистильованою водою і фільтрують

у мірну колбу на 200 мл

агальне ґр

нтознавств

Визначення с

ми о

мінних кальцію і магні

Хі

д визначення.

ідбирають піпеткою 50 мл аліквоти в конічну

колбу місткістю 250 мл. Розбавляють дистильованою водою до 100 мл.

одають 1—2 мл 5%-ного розчину солянокислого гідроксиламіну (для

нення вплив

іонів марганцю), кілька кристалів диетилдитіокарбама-

у натрію (для зв’язування іонів міді) і 15 мл хлоридно-аміачного буфе-

для створення л

жного середовища. Всипають 10—15 мг індикатора

ромогена чорного і титрують 0,05 н розчином трилону Б при енергій-

ному перемішуванні до переходу забарвлення від вишнево-червоного

ерез лілове (фіолетово-синє) у чисто-голубе в точці еквівалентності.

Титрування рекомендується проводити зі «свідком» — свідомо пере-

итрованою про

ою

Розрахунки вмісту суми кальцію і магнію виконують за формулою

К,а

ОН

100050 ⋅⋅⋅

де А — сумарний вміст Ca

мг-екв на 100 г ґрунту; а — кількість

рилон

Б, витраченого на титр

вання, мл; 0,05 — нормальність трилон

Б;

100 — коефіцієнт перерахунку на 100 г ґрунту; р — наважка ґрунту, яка від-

повідає кількості витяжки, взятої для титр

вання, г;

— кое

іцієнт пе

е-

рахунку на суху наважку ґрунту

Визначення обмінного каль

ію

визначення.

ідбирають піпеткою 50 мл аліквоти в конічн

кол-

бу місткістю 250 мл і доливають до 100 мл дистильованою водою. До-

дають 1—2 мл 10%-ного розчин

NaOH, для створення рН середовища

≥12,5. Вносять індикатор мурексид (20—30 мг), перемішують розчин і

итр

ють 0,05 н розчином трилон

Б при енергійном

переміш

ванні до

переходу рожевого забарвлення в фіолетове

Титрування вважається закінченим, якщо фіолетове забарвлення не

змінює своєї інтенсивності від зайвих 1—2 крапель трилону Б. Його ре-

ру ф р

комендується проводити зі «свідком» — свідомо перетитрованою про-

бою.

міст Са

розраховують за формуло

К,а

ОН

100050 ⋅⋅⋅

де В — вміст Са

мг-екв на 100 г ґрунту. Інші позначення такі, як і при роз-

рах

нках с

ми Ca

оло

дни

комплекс ґр

нт

в,

ого агроном

чне значенн

міст M

розраховують за формуло

С = А — В

де С — вміст M

мг-екв на 100 г ґрунту; А — вміст Са

+ M

мг-екв на

100 г ґр

нт

; В — вміст Са

мг-екв на 100 г ґр

нт

Приклад розрахунків. Наважка ґрунту, взятого для аналізу, стано-

ить

;

— 1,04; загальний о

’єм розчин

— 500 мл; на випаро-

вування взято 100 мл фільтрату; прожарений залишок розчинено

200 мл дистильованої води; для аналізу взято по 50 мл розчину; на тит-

рування витрачено а = 3,5 та 2,8 мл 0,05 н розчину трилону Б.

Розраховуємо наважку ґрунту, яка відповідає кількості витяжки, взя-

тої для титрування: 500 мл відповідає 10 г ґрунту, отже 100 мл фільтрату

ідповідає 2 г ґрунту; прожарений залишок розчинили в 200 мл (2 г); на

титр

вання взято 50 мл, що відповідає 0,5 г ґр

нт

у.

тримані дані підставляємо у формули 94, 95, 96

436

04110005053

,,,

А =

⋅⋅⋅

мг-екв на 100 г ґрунту;

129

04110005082

,,,

В =

⋅⋅⋅

мг-екв на 100 г ґрунту;

С = 36,4 — 29,1 = 7,3 мг-екв на 100 г ґрунту.

тже, в нашому прикладі вміст обмінного кальцію становить 29,1,

а магнію — 7,3 мг-екв на 100 г ґрунту

Ре

активи. Розчин оцтовокислого амонію — 1 н. Розчин Н

—

30%-ний. Розчин НN

— 10%-ний. Розчин НСІ — 10%-ний. Во

исти-

ьована, очищена від домішок іонів кальцію, магнію та міді. Трилон Б

—

,05 н розчин. Розчин солянокислого гідроксиламіну (NH

OH·HCI

)

—

%-ний. Сіль діетилдитіокарбомату натрію (

Na·

O). Хлоридно-

аміачний буфер. Розчин NаОН — 10%-ний. Індикатори: хромоген чорний

рексид

Визначення обмінних калію і нат

ію

а пол

меневом

отометр

У витяжці 1,0 н оцтовокислого амонію обмінні катіони калію і на

трію визначають на полуменевому фотометрі

Якщо ґр

нт містить легкорозчинні солі, то паралельно вед

ть об-

робку його дистильованою водою. У водній витяжці також визначають

мі

та

на пол

меневом

фотометрі (холосте визначення), яке

агальне ґр

нтознавств

дає поправку на легкорозчинні солі. Різниця результатів аналізу в роз-

ині о

товокислого амонію і во

ній витяж

ає

ійсний вміст обмінних

калію та натрію.

ісля підготовки пол

меневого фотометр

до роботи (див. інстр

к-

цію) проводять його калібрування за шкалою зразкових розчинів. Для

приготування шкали в мірні колби місткістю 200 мл відміряють таку

кількість вихідного зразкового розчину

омер зразкового розчину 1 2 3 4 5 6

ількість вихідного

разкового розчину, мл 0 1 2 5 10 15 2

мі

(

)

, мг/мл 0 5 10 25 50 75 100

Розчин у кол

ах доводять до риски 1,0 н розчином CH

OONH

становлюють пол

меневий фотометр на н

ль за допомогою зраз-

кового розчину № 1. Після цього починають визначення концентрації

калію

(

нат

ію

)

з вимі

ювання станда

тних

озчинів відомих концент-

рацій, а потім досліджуваних. У кожному з них вимірювання проводять

ричі і розраховують середню арифметичну величину

а даними показників шкали пол

меневого фотометра і вміст

(

) в зразкових розчинах, будують калібрувальний графік, за яким

изначають концентрацію елемента в дослідж

ваном

розчині.

мі

т К

бо

розраховують за формулою

1000

100

⋅

⋅⋅⋅

КVа

)Nа(К

ОН

де

(

)

— вміст калію (натрію), мг на 100 г ґрунту;

— концентрація

(

), знайдена за калібр

вальним графіком, мг/л;

— загальний об’єм

досліджуваного розчину, мл; 100 — коефіцієнт перерахунку на 100 г ґрун-

ту

; 1000 — коефіцієнт перерах

нк

кількості мг К

(

) на 1 мл розчин

;

— коефіцієнт перерахунку на сухий ґрунт;

— наважка ґрунту, г

ри потребі розрах

вати вміст

(

) в процентах від маси ґр

нт

икористовують ту саму формулу, а кінцевий результат ділять на 1000

(

для перевод

міліграмів

грами)

Для розрахунку

(

) в мг-екв на 100 г ґрунту кінцевий результат

ділять на еквівалентну масу елементів — відповідно на 39,1 та 23,0

Приклад розрахунків. Наважка ґрунту, взятого для аналізу — 10 г;

—

1,04; загальний об’єм розчину — 500 мл; концентрація знайдена

за калібр

вальним графіком

Na+

— 1

65 мг/л

;

К+

— 6

80 мг/л.

ідставляємо дані у формулу 97 і робимо розрахунки

588

100010

041100500651

Nа =

⋅

⋅⋅⋅

мг на

100

г ґрунту;

оло

дни

комплекс ґр

нт

в,

ого агроном

чне значенн

58 : 1000 = 0

0086%

;

58 : 23

0 = 0

мг-екв на 100 г ґр

нт

435

100010

041100500806

К =

⋅

⋅⋅⋅

мг на 100 г ґрунт

;

= 35

4 : 1000 = 0

0354%

;

= 35

4 : 39

1 = 0

мг-екв на 100 г ґр

нт

Ре

активи.

ихідний з

азковий

озчин

(

1,908 г хімічно чистого КСl або

2,542 г хімічно чистого NаСl зважують з помилкою до 0,001 г, розчиняють

мірній колбі

1,0 н розчині СН

ООNН

, доводячи ним о

’єм розчин

до

1 л). В 1 мл даного розчину міститься 1 мл

(

Nа

Визначення с

ми о

мінних катіонів

а мето

ом Каппена-Гількови

ця

уть метод

Метод заснований на обробці ґрунту точно визначе-

ною кількістю 0,1 н розчину HCl. При взаємодії HCl з ґрунтом катіони

одню соляної кислоти витісняють з ҐКВК обмінні катіони

(

та ін.) і стають на їх місце у еквівалентній кількості. Обмінна

реакція між ґр

нтом і розчином HCl відб

вається за схемо

ількість HCl, що залишилася, визначають титруванням

HCl + NaOH = NaCl + H

наючи вміст кислоти до і після взаємодії з ґрунтом, за різницею ви-

значають с

обмінних катіонів

визначення.

а технічних терезах зважують 20 г повітряно су-

ого ґрунту, просіяного крізь сито з діаметром отворів 1 мм. Наважку

исипають у колбу на 200—250 мл і приливають з бюретки або мір-

ної колби 100 мл 0,1 н розчину HCl, збовтують на ротаторі 1 годину

залишають на доб

. Після цього збовт

ють с

спензію і фільтр

ють

крізь складчастий фільтр (біла стрічка), перенісши весь ґрунт на лійку.

ерші м

тні порції фільтрат

відкидають. Потім піпеткою відбирають

0 мл прозорого фільтрату в конічну колбу на 100—250 мл, додають

1—2 краплі фенолфталеїн

і відтитров

ють надлишок соляної кислоти

агальне ґр

нтознавств

0,1 н

озчином NaOH до блідо-

ожевого заба

влення, яке не зникає п

о-

яг

м хвилини

аралельно проводять холосте титрування. Для цього в кол

у на

100—250 мл відбирають піпеткою 50 мл 0,1 н розчин

HCl, додають

1—2 краплі фенолфталеїну і відтитровують надлишок соляної кислоти

0,1 н

озчином NaOH до блідо-

ожевого заба

влення, яке не зникає п

о-

яг

м хвилини

Розраховують суму обмінних катіонів за формулою

KK,)ba(

OHNaOH

100210 ⋅⋅⋅⋅⋅−

де

— сума обмінних катіонів, мг-екв на 100 г ґрунту;

— кількі

ть мл

NaOH, витрачених на холосте титрування;

— кількість мл NaOH

вит-

рачених на титр

вання фільтрат

; 0,1 — нормальність розчин

NaOH;

NаОН

— поправка до титру NaOH; 2 — коефіцієнт перерахунку на весь об’єм

фільтрату; 100 — коефіцієнт перерахунку на 100 г ґрунту;

— кое

іцієнт

перерахунку на суху наважку ґрунту; р — наважка ґрунту, г

Приклад розрахункі

Наважка повітряно сухого ґрунту 20 г.

зято для титрування 50 мл фільтрату. Витрачено на титрування філь-

рату 28 мл 0,1 н розчину NaOH. На холосте титрування фільтрату пі-

шло 50 мл 0,1 н розчину NaOH.

NаОН

= 1

Сума обмінних основ у мг-екв на 100 г ґрунту за формулою буде

дорівнювати

422

0211002110)2850(

S =

⋅⋅⋅⋅⋅−

активи. Тит

ований

озчин 0,1 н HCl. Тит

ований

озчин 0,1 н С. Ін-

дикатор — фенолфталеїн

Визначення місткості катіонного обміну ґрунтів

а методом П. В. Захарч

е універсальний метод, яким можна визначати місткість катіонного

бміну (Є) як у безкарбонатних, так і в карбонатних ґрунтах. Він надій-

ний при виконанні, чим помітно відрізняється від інших методів

уть методу

Наважку ґрунту обробляють 0,05 н розчином HCl (ме-

одом декантації

)

до повного витіснення з ҐКВК обмінних катіонів за

ою:

оло

дни

комплекс ґр

нт

в,

ого агроном

чне значенн

Насичений іонами водню ґр

нт обробляють 1,0 н розчином ацетат

кальцію. За таких умов відбувається заміщення увібраних катіонів вод-

ню на кальцій з

творенням оцтової кислоти за схемою

цтову кислоту, яка утворилася, відтитровують лугом (0,1 н NaOH),

за витратами якого с

дять про місткість вбирання катіонів ґр

нтом. Ре-

акція проходить за схемою

COOH + NaOH = CH

COONa + H

ількість вільної соляної кислоти, яку утримує ґрунт і фільтр, врахо-

ву

ють

паралельном

визначенні й віднімають від знайденої величини

місткості вбирання. Реакція відбувається за схемо

HCl (вільна) + NaOH = NaCl + H

арбонатні ґрунти обробляють 0,1 н розчином HCl до повного руй-

нування вільних карбонатів (припинення «скипання»). Потім перехо-

дять на обробку ґрунту 0,05 н розчином HCl

Проба на карбонатність ґрунт

Беруть 1 г повітряно сухого ґрунту

фарфоров

чашк

, змоч

ють кількома краплями дистильованої води

додають 1—2 мл 10%-ного розчину HCl. «Скипання» свідчить про на-

вність вільних карбонатів

визначення.

а технічних терезах зважують дві наважки по

10 г підготовленого до аналіз

ґр

нт

і висипають

фарфорові чашки

на 100—150 мл. У кожну чашку приливають по 50 мл 0,05 н розчину

оляної кислоти. Вміст чашок перемішують скляною паличкою з гумо-

им наконечником і, давши суспензії відстоятися, зливають рідину по

агальне ґрунтознавств

паличці на фільтри (середньої щільності, однакового розміру), які вкла-

дено у лійки, котрі вставлені в колби місткістю 250—500 мл. У чашки

знов приливають по 50 мл соляної кислоти, перемішують і дають відсто-

ятися суспензії. Після відстоювання рідину зливають на фільтри. Дану

перацію повторюють 3—5 разів. Потім ґрунт з чашок переносять на

ільт

и за допомогою п

омивалки 0,05 н

озчином HCl і, додаючи од-

наков

кількість кислоти, промивають до повного витіснення кальцію.

овноту витіснення визначають у пробі фільтрату приблизно 50 мл,

нейтралізованого водним розчином аміак

(NH

OH), приливанням 5 мл

насиченого розчину щавлевокислого амонію з наступним кип’ятінням

відстоюванням п

отягом 20 хвилин

ри наявності кальцію випадає білий кристалічний осад Са

ою:

СаСl

(фільтрат) + (NH

)

→ ↓CaC

(осад) + 2NH

Cl.

ідсутність у пробі осаду вказує на повне витіснення кальцію з на-

ажки ґрунту

Останню порцію кислоти, після закінчення витіснення кальцію, при-

ивають на обидва

ільт

и, заповнюючи їх п

иблизно на 5 мм нижче

інця і дають повністю стекти розчин

соляної кислоти з фільтрів

Обережно знімають з однієї лійки фільтр разом з ґрунтом і перено-

ять

конічн

колб

місткістю 250 мл. Приливають 100 мл 1,0 н розчин

(

СН

ОО

)

, збовтують протягом 30 хвилин, дають відстоятися і фільт-

рують рідину крізь беззольний фільтр у мірну колбу на 250 мл

У колбу із залишком ґрунту і фільтрату знову приливають 25 мл

1,0 н розчину Са(С

ОО

)

збовтують 2—3 хвилини і відфільтровують

сам

мірн

колб

. Операцію повторюють, поки не збер

ть 250 мл

фільтрату.

Фільтрат

мірній колбі добре збовт

ють і піпеткою відбирають

0 мл. Відібрану пробу вміщують у хімічний стакан на 100—150 мл,

додаючи три краплі фенолфталеїн

і титр

ють 0,1 н розчином NаОН до

акого блідо-рожевого забарвлення, яке дають 50 мл вихідного розчину

(

СН

ОО

)

з трьома краплями фенолфталеїну

агальну кількість увібраного ґрунтом водню та вільного водню со-

яної кислоти, який утримується ґрунтом і фільтром, розраховують за

форм

лою

ККа

ОНNaOH

1005н

⋅⋅⋅⋅⋅

(мг-екв на 100 г ґр

нт

)

де

— кількість мілілітрів NаОН, витраченого на титрування 50 мл філь-

рату; н — нормальність розчину NаОН;

NаОН

— поправочний коефіцієнт