Л.А. Воробьёва - Химический анализ почв (1114635), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Можно перенести плавиз тигля водой, тщательно отмыть тигель от частиц плава и послеэтого обрабатывать тигель НС1.5.2.2.1. Методика сплавления почвыс (Na2C03 + K2C03) и растворение плаваНавеску почвы (0,5-1 г), растертой до состояния пудры, берут на аналитических весах в предварительно взвешенном платиновом тигле. Почву на дно тигля помещают осторожно с помощью стеклянной лопаточки, стараясь, чтобы частицы почвы непопадали на стенки тигля. Навеску плавня, предварительно растертого в фарфоровой ступке, берут на технических весах на кусочке кальки. Количество плавня должно в 6 раз превышать количество почвы, взятой для сплавления.
При анализе гидроморфных почв в плавень добавляют 0,3 г нитрата калия или натрия.С помощью стеклянной лопаточки небольшими порциямиплавень переносят в тигель, тщательно смешивая с почвой каждую порцию плавня. Около 1/6 части плавня оставляют на кальке, не смешивая с почвой, о плавень вытирают лопаточку и высыпают его в тигель, равномерно распределяя по поверхностисмеси почвы и плавня. Содержимое тигля уплотняют легким постукиванием по чистой поверхности стола. Смесь почвы с плавнем не должна занимать больше половины объема тигля, так каксплавление сопровождается обильным выделением С0 2 , смесьвспучивается и может быть выброшена из тигля.Тигель закрывают платиновой крышкой, оставляя щель шириной около 0,5 см для предотвращения восстановительных про76цессов, и ставят в холодный или слабо нагретый муфель.
Медленное нагревание постепенно удаляет из почвы воду, С0 2 и предотвращает разбрызгивание. При быстром нагревании выделяющиеся газы могут вытолкнуть из тигля его содержимое. Плавлениеначинается при температуре около 800°. Процесс сплавления считают законченным, когда жидкая масса в тигле становится однородной и не содержит крупинок плавня.Не снимая крышки, вставляя щипцы с платиновыми наконечниками в щель, тигель вынимают из муфельной печи, круговыми движениями распределяют плав по стенкам тигля и быстропогружают тигель в фарфоровую чашку, наполовину заполненную холодной дистиллированной водой.
Затем тигель переносятво вторую чашку с дистиллированной водой и по охлажденииставят на часовое стекло. При выполнении этих операций крышку не снимают с тигля, так как при быстром охлаждении массаплава растрескивается и ее кусочки могут вылететь из тигля. Втигель, стоящий на часовом стекле, наливают из промывалки горячую дистиллированную воду с таким расчетом, чтобы она покрывала плав, закрывают крышкой и оставляют на несколькоминут. Круговыми движениями стеклянного пестика плав отделяют от стенок и содержимое тигля переносят в фарфоровую чашкудиаметром 12 см или химический стакан вместимостью 250—300 мл.
Крышку и тигель несколько раз промывают небольшимипорциями воды, жидкость из тигля выливают в чашку или стаканобязательно по пестику. Когда плав будет перенесен, чашку илистакан накрывают покровным стеклом, а крышку и тигель несколько раз обрабатывают из капельницы концентрированной илиразбавленной (1:1) соляной кислотой.
Соляную кислоту выливают из тигля в чашку или стакан обязательно по пестику, немногоотодвинув покровное стекло, которое предохраняет содержимоечашки или стакана от разбрызгивания за счет бурного выделенияС0 2 при нейтрализации карбонатов. Крышку и тигель споласкивают дистиллированной водой, количественно перенося компоненты плава по пестику в чашку или стакан. Затем приливают20 мл концентрированной НС1, пестиком перемешивая содержимое чашки или стакана и раздавливая кусочки плава, раствор приэтом приобретает желтоватую окраску, обусловленную образованием хлорида железа. В противном случае добавляют еще некоторое количество соляной кислоты.
Если частицы плава растворяются медленно, то чашки или стаканы ставят на водяную баню.Когда плав полностью растворится, снимают покровное стекло,обмывают его над чашкой или стаканом дистиллированной водой из промывалки, а чашки оставляют на водяной бане для выпаривания раствора (пестик все время находится в чашке). Содержимое стаканов удобно выпаривать на слабо нагретых плитках.77Для проведения контрольного или холостого опыта в платиновый тигель помещают навеску плавня и проводят через всестадии анализа. Результаты определения элементов в контрольномрастворе вычитают из результатов анализа почвенных проб.Реагенты:1.
Смесь карбонатов калия и натрия. Смесь растирают до состояния пудры.2. Соляная кислота плотностью 1,19 и разбавленная водой всоотношении 1:1.Форма записи результатов№пробыНавеска воздушно-сухойпочвы, гГигроскопическаявлага, %Масса высушеннойпочвы, г5925,645324,59431,05105,101,00005.2.3. Разложение почв спеканиемСплавление хотя и является универсальным способом разложения почв, но имеет ряд недостатков, ограничивающих его применение. Пробы сплавляют с большим количеством плавня. Врезультате в анализируемой системе количество натрия и калия взначительной мере превышает количество определяемых химических элементов. Плавни содержат примеси, что приводит к загрязнению пробы.
Для нейтрализации и растворения плава требуется большое количество кислоты. Сплавление проводят главным образом в платиновых тиглях, в процессе сплавленияпроисходит коррозия тигля и, возможно, обмен следовыми количествами химических элементов между плавом и тиглем.Поэтому внимание аналитиков привлекают методы, которыепозволяют проводить разложение почв при температуре нижеточки плавления. Таким требованиям удовлетворяет метод спекания. При спекании могут быть использованы приемы, позволяющие вместо платиновых применить фарфоровые тигли.Процессы, осуществляющиеся при спекании, относят к твердофазным, т.е. к таким, в которых как исходные, так и конечныепродукты твердые. Эти процессы в большинстве случаев сложныи до сих пор недостаточно изучены.
Экспериментально установлено, что твердофазные реакции могут протекать без участияжидкой фазы при температурах ниже точки плавления или диссоциации реагирующих компонентов. Однако эти реакции протекают значительно быстрее при наличии газовой или жидкойфаз из-за резкого увеличения площади соприкосновения реагирующих веществ.78В процессе спекания происходит разрыхление кристаллической решетки и диффузия ионов щелочных металлов в глубь решетки кристалла.
Установлено, что диффузия ионов натрия идетбыстрее, чем ионов калия. Поэтому спекание, как правило, проводят с карбонатом натрия. Скорость процесса спекания зависитот наличия жидких и газообразных компонентов, которые возникают в качестве продуктов протекающих при спекании реакций.Например, вследствие окисления органического вещества в системе появляются С 0 2 и Н 2 0. Диоксид углерода не участвует вхимических превращениях, но ускоряет процесс спекания, увеличивая пористость и реакционную способность компонентов.Жидкая фаза также может ускорять процесс спекания.
Однакообразование жидкой пленки на поверхности почвенных частицможет тормозить диффузию ионов и тем самым уменьшать скорость спекания.При спекании особое внимание обращают на тщательноерастирание почвенной пробы и равномерное смешивание ее среагентом для обеспечения их тесного контакта. Почвенные пробы с плавнем смешивают в ступках, а не в тиглях, как при сплавлении.Разработан способ разложения почвенных проб спеканием скарбонатом натрия (Экспресс-метод полного валового анализапочв, 1973). Спекание почв проводят в присутствии нитрата калия как окислителя в фарфоровых тиглях. Чтобы предотвратитьразрушение тигля, его поверхность защищают сульфатом калия.Сульфаты щелочных металлов даже при высокой температуреочень медленно реагируют с силикатами, входящими в составкак пробы почвы, так и материала тигля.
Поэтому тигель не разрушается и его компоненты не влияют на результаты анализа.В прошлые годы спекание широко применялось при определении валового содержания калия и натрия в почвах. Почву спекали со смесью карбоната кальция и хлорида аммония по методу,предложенному Смитом в 1871 г. Спекание почв по Смиту, какправило, проводят в платиновой посуде.
Однако его можно осуществить и в фарфоровых тиглях. В тигли помещают сухие фильтры, пропитанные гидроксидом алюминия и заполненные карбонатом кальция. Смесь почвы и плавня помещают в углубление,сделанное в СаС0 3 , и затем проводят спекание.В процессе нагревания происходит термическая диссоциация:NH4C1 -> NH 3 + НС1;CaC0 3 -> CaO + C0 2 .Образующийся оксид кальция взаимодействует с диоксидомкремния, силикатами и алюмосиликатами с образованием силиката79кальция; часть элементов превращается в оксиды, а щелочные ичастично щелочно-земельные металлы переходят в хлориды.* Для ортоклаза реакцию можно представить следующим образом:2KAlSi308 + 6СаС0 3 + 2NH4C1 == 6CaSi0 3 + А1203 + 6С0 2 +2NH 3 +Н 2 0 + 2КС1.При выщелачивании спека водой в раствор переходят хлориды щелочей и большое количество хлорида кальция и гидроксида кальция, образующегося в результате взаимодействия оксидакальция с водой:СаО + Н 2 0 -» Са(ОН)2.Остальные компоненты спека в воде не растворяются.
Такимобразом, уже на стадии обработки спека водой происходит разделение химических элементов, и последующее определение натрия и калия проводят в относительно простых по составу растворах. Ранее эти элементы определяли гравиметрическим методом, в настоящее время с этой целью используют эмиссионныйпламенный или атомно-абсорбционный спектральный анализ. Сразвитием спектроскопических методов спекание по Смиту ванализе почв стали использовать редко, валовое содержание щелочных металлов определяют после разложения почвы фтористоводородной кислотой.Мы рассмотрели классические способы разложения почв. Внастоящее время расширился набор методов, используемых дляколичественного анализа растворов, полученных после разложения почв. В зависимости от особенностей этих методов могутбыть внесены изменения в процедуру разложения почв.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
