Л.А. Воробьёва - Химический анализ почв (1114635), страница 14
Текст из файла (страница 14)
H 2 S0 4 , которым поглощаютаммиак. Для отделения аммиака с помощью воздуха при анализепочв предложена специальная стеклянная аппаратура на шлифах.Более широко при определении азота в почвах и растенияхпо Кьельдалю применяют отгонку аммиака. Предложены различ60ные варианты аппаратуры для отгонки аммиака с водяным паром. Но могут быть использованы и простые установки, одна изкоторых изображена на рис. 5. Установка состоит из дистилляционной колбы (7), каплеуловителя (2), холодильника (J),трубки с двумя шарообразными расширениями (4), опущенной в коническую колбуприемник с раствором дляпоглощения аммиака.Анализируемый растворпереносят в дистилляционнуюколбу, в нее приливают раствор NaOH, содержимое колбы нагревают до кипения,аммиак при этом отгоняетсяв приемник.
Для анализа почви растений предложена аппаратура, в которой предусмотрено озоление почв и отконку аммиака проводить вОДНИХ И тех ж е колбах. В ка-Рис- 5- Установка для отгонки аммиакачестве поглотителя аммиака(обозначения в тексте)можно использовать воду, титрованный раствор серной кислоты,раствор борной кислоты. Воду в качестве поглотителя используют в тех случаях, когда отгоняют не более 0,2 мг аммиака. Прианализе почв и растений в качестве поглотителей используют серную и борную кислоты.При использовании для поглощения аммиака титрованногораствора серной кислоты применяют метод обратного титрования. Количество кислоты, эквивалентное содержанию образовавшегося при разложении навески почвы аммиака, находят по разности между количеством миллимолей эквивалентов H 2 S0 4 , взятым для поглощения аммиака, и количеством миллимолейэквивалентов H 2 S0 4 , которое было определено титрованием после поглощения аммиака.Однако более удобно поглощать аммиак борной кислотой.При взаимодействии аммиака с борной кислотой образуется борат аммония:NH 3 + H3BO3 = NH 4 + + H 2 BOj.Таким образом, после отгонки аммиака в составе растворапоглотителя присутствуют H3B03> NH 4 и H 2 BOj.
Ион аммония иН 3 В0 3 проявляют свойства слабых кислот. Однако константы кислотности NH 4 (p^fNH* =14 -pATNHj = 14 — 4,75 = 9,25) и борной61кислоты (рКИВ0 = 9,24) столь малы, что эти соединения не могут быть определены прямым титрованием щелочью. А вот константа основности борат-иона (pA^H в о . = 14 ~ 9,24 = 4,76) свидетельствует о том, что борат-ионы можно определить титрованием кислотой:н 2 во 3 - + н + -> н 3 во 3 .Фотометрические методы определения аммиака. После разложения органического вещества почв и переведения азота в аммонийную форму количественное определение азота можно проводить фотометрическими методами.
В практике анализа почвенно-агрохимических объектов используют метод Несслера иразличные варианты индофенолового метода.Метод Несслера основан на образовании окрашенноготруднорастворимого соединения при взаимодействии реактива Несслера K2HgI4c аммиаком в нейтральных или щелочных растворах:2HgI^- + NH 3 + ОН" -> NH 2 Hg 2 I 3 + 5 Г + Н 2 0.Очень большого избытка щелочи следует избегать, так какможет произойти разложение NH 2 Hg 2 I 3 с образованием оксидартути. Концентрация щелочи должна быть одинаковой в стандартных и испытуемых растворах.Окрашенное соединение NH 2 Hg 2 I 3 склонно к образованиюотрицательно заряженных коллоидных частиц.
Для полученияравномерной и устойчивой взвеси в раствор вводят защитныйколлоид — желатин, поливиниловый спирт, кремнекислый натрий. При малых концентрациях аммиака коллоидные растворыимеют желтую окраску, при увеличении концентрации появляется бурый оттенок. Получение в ходе анализа коллоидных растворов, способных коагулироваться, снижает воспроизводимостьрезультатов анализа, получаемых методом Несслера.На рис. 6 приведена кривая светопоглощения соединения,образующегося при взаимодействии аммиака с реактивом Несслера.
Максимум на кривой светопоглощения находится в ультрафиолетовой области спектра. В области длин волн видимойобласти спектра наблюдается монотонное уменьшение оптической плотности по мере увеличения длин волн. При определенииазота оптическую плотность измеряют в области длин волн 400—425 нм. Молярный коэффициент светопоглощения при длиневолны 400 нм равен приблизительно 5-103. Это значение несколькоусловно, так как в зависимости от размера коллоидных частицможет изменяться не только оптическая плотность, но и характер спектров поглощения. При проведении анализа необходимоочень строго соблюдать условия выполнения анализа стандарт62ных и испытуемых растворов (последовательность прибавленияреагентов, их концентрации и пр.).Фотометрическому определению азота методом Несслера мешают ионы, выпадающие в осадок в щелочной среде и образующие нерастворимые соединения с иодид-ионами и ионами ртути(магний, марганец, железо, титан, сульфид-ионы и др.) Мешающее влияние ионов металлов устраняют маскированием с помощью тартратов или предварительной отгонкой аммиака.
В связи свысоким содержанием мешающих компонентов метод Несслерадля определения общего содержания азота в почвах широко не применяют. Его используют для определения аммонийного азота, который извлекают из почв 2%-нымраствором хлорида калия.Индофеноловый метод болееудобен, так как соединение си 400500600700него цвета, которое используетсяДлина волны, нмдля фотометрического определе Рис. 6. Кривые светопоглощения сония аммиака, образует истинный единений, полученных при опредераствор и максимум светопогло- лении аммиака по методу Несслера(/) и индофеноловому методу (2)щения этого соединения находится в видимой области спектра (см.
рис. 6). Молярный коэффициент светопоглощения при длине волны 625 нм равен 4,5-103. Воснове метода лежит реакция аммиака с фенолом в присутствииокислителя гипохлорита или гипобромита натрия. Продуктомреакции является индофенол, который в щелочной среде окрашивает растворы в синий цвет:Для определения азота в почвах и растениях используют также зеленую окраску индофенолдикарбоновой кислоты в щелочной среде:COONaCOONa634.2.1.2.1. Методика определения общего содержания азотапо КьельдалюВ зависимости от содержания азота в почвах на аналитических весах с помощью пробирки по разности берут навеску почвы1—5 г. Почву из пробирки в колбу Кьельдаля переносят с помощью резиновой трубки. Трубку надевают на запаянный конецпробирки и, держа пробирку вертикально, вводят ее почти до днав колбу Кьельдаля.
Затем колбу с пробиркой переворачивают вверхдном, осторожно высыпая почву на дно колбы. В колбу добавляютсмесь сульфата калия, сульфата меди и селена, если селен предварительно не растворили в серной кислоте, которую используютдля озоления почв. В колбы мерным цилиндром приливают 10 млконцентрированной H 2 S0 4 , объем кислоты записывают.Содержимое колбы перемешивают осторожными круговымидвижениями до тех пор, пока вся почва не будет смочена кислотой. Участки сухой почвы перегреваются, что может привести кпотерям азота и растрескиванию колбы. Колбы закрывают стеклянными затворами и ставят для озоления органического вещества на нагревательный прибор в наклонном положении, чтобыжидкость при кипении не выбрасывало из колбы.
Озоление серной кислотой проводят в вытяжном шкафу. Колбы нагреваютмедленно при частом перемешивании содержимого колб. Присильном вспенивании колбы снимают с нагревательного прибораи тщательно перемешивают их содержимое. После обесцвечивания раствора в колбах озоление продолжают в течение нескольких часов. Затем колбы охлаждают до комнатной температуры.Одновременно с озолением почв проводят контрольный опыт,чтобы учесть азот, присутствующий в виде примеси в реактивах.После охлаждения в колбы осторожно малыми порциями, постенкам, при перемешивании добавляют дистиллированную воду.Реакция серной кислоты с водой протекает бурно, поэтому необходимо колбу слегка наклонить от себя и проводить работу в защитных очках.
Затем содержимое колбы Кьельдаля, за исключением минеральных частиц, количественно переносят в термостойкую колбу для дистилляции. При этом колбу Кьельдаля истеклянный затвор многократно промывают дистиллированнойводой. Всего в колбе для дистилляции должно находится около400 мл жидкости.Прежде чем приливать в колбы NaOH, готовят приемник споглотителем аммиака. В коническую колбу вместимостью 250 млприливают из бюретки 20,00 мл 0,02-0,1 н. раствора H 2 S0 4 и несколько капель индикатора Гроака или метилового красного.Приемник ставят на подставку таким образом, чтобы конец трубкис шарообразными расширениями был погружен в жидкость.64В колбу с анализируемым раствором осторожно по стенке,держа колбу в наклонном положении и не перемешивая содержимого, приливают 40%-ный раствор NaOH в объеме, который вчетыре раза превышает объем концентрированной H 2 S0 4 , взятыйдля озоления органического вещества почвы.
В колбу добавляютнесколько капель спиртового раствора фенолфталеина, кладут кусочек стекла, гранулированного цинка или стеклянные капиллярыдля равномерного кипения жидкости. Колбу присоединяют к перегонному аппарату, плотно закрывая пробкой. Пространство между пробкой и расширением горла колбы заполняют несколькимикаплями дистиллированной воды, чтобы гарантировать герметичность системы. Затем содержимое колбы тщательно перемешивают энергичными круговыми движениями, фиолетовое окрашивание жидкости в колбе свидетельствует о щелочной реакциираствора.
Недостаточно полное перемешивание может привестик локальному перегреву жидкости на дне колбы, бурному вскипанию и даже взрыву.Сразу же после перемешивания колбы нагревают и доводятжидкость до кипения. Кипение жидкости в колбе должно бытьравномерным и не сильным. В процессе отгонки аммиака можетпроисходить засасывание жидкости из колбы-приемника в трубку с шарообразными расширениями. Перебрасывание жидкостив колбу для дистилляции может сопровождаться опасным взрывом. Во избежание взрыва при интенсивном, не прекращающемся засасывании жидкости в трубку приемную колбу нужно опустить и вынуть трубку из раствора. Если эту операцию пришлосьпровести до начала перегонки воды, анализ повторяют из-за возможных потерь NH 3 .Спустя некоторое время после начала кипения, когда будетпроисходить перегонка воды, колбу-приемник опускают и трубку дистилляционного аппарата вынимают из раствора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
