Л.А. Воробьёва - Химический анализ почв (1114635), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Методика комплексонометрического определениявалового содержания железа в почвахПрежде чем проводить анализ на конических колбах вместимостью 250 мл, делают отметку на уровне, соответствующем объему50 мл. В колбу помещают 25 мл фильтрата, полученного послеотделения кремниевой кислоты, добавляют 5—7 капель концентрированной H N 0 3 и нагревают до кипения окисляя Fe(II).Затем в колбу добавляют 10—15 капель 25%-ного раствора аммиака, помещают кусочек индикаторной бумаги конго-рот и добавляют по каплям сначала 25%-ный раствор аммиака, а затем10%-ный до перехода синей окраски индикаторной бумаги в бурую.
Если при этом выпадет осадок, его растворяют несколькими103каплями 1 н. НС1. В колбу приливают 5 мл 1 н. НС1, и объемжидкости дистиллированной водой доводят до отметки, соответствующей 50 мл. Содержимое колбы нагревают до 50-60°, добавляют 1-3 капли 10%-ного раствора сульфосалициловой кислотыи титруют 0,01 М раствором комплексона III до перехода лиловой окраски сульфосалицилата железа в бледно-желтую комплексоната железа. Скорость реакции невелика, поэтому последние порции титранта добавляют медленно. Если в этой же порции анализируемого раствора будет определяться алюминий,нельзя добавлять избытка титранта.
Расчетные уравнения приведены в разделе 5.3.1.Реагенты:1. 0,01 Мраствор комплексона III. См. раздел 5.6.2.1.2. 25%-ный раствор аммиака.3. / н. раствор НС1. 8,2 мл конц. НС1 разбавляют водой до 1 л.4. 10%-ный раствор сульфосалициловой кислоты.Форма записи результатов№[ пробыНавескавысушеннойпочвы, гОбъем фильтрата, млобщийвзяггый дляанализаКомплексен IIIМобъем, млFe,%5.7.2. Фотометрические методы определения железаВ связи с тем что и Fe2+ и Fe3+ обладают хромофорнымисвойствами (электронная конфигурация атома железа — Is1 2s12рв 3s1 Зр6 3d6 4s2), для фотометрического определения железа используют различные типы химических реакций, которые приводят к образованию окрашенных соединений.Для определения общего содержания железа в почвах разработаны фотометрические методы, основанные на образовании окрашенных соединений как двух-, так и трехвалентного железа.
ВРоссии наиболее широко используют фотометрический сульфосалицилатный метод определения Fe(III).Сульфосалициловая кислота в зависимости от рН раствораобразует с Fe(III) три различно окрашенных комплекса. При рН2-3 образуется красно-фиолетовый комплекс [FeSsal]+, при рН4-8 коричневато-оранжевый комплекс [Fe(Ssal)2]~ и при рН 8—10 в аммиачном растворе образуется устойчивый желтый комплекс [Fe(Ssal)3]3~.Красно-фиолетовый комплекс, образующийся в кислой среде, может быть использован для селективного определения Fe(III)в присутствии Fe(II); вариант метода малочувствительный, мо104лярный коэффициент поглощения при длине волны 490 нм равен 2,6-103. Этот комплекс используют при комплексонометрическом определении железа в почвах (см.
разделы 5.3.1 и 5.7.1),предварительно переведя Fe(II) в Fe(III).Для фотометрического определения валового содержания железа в почвах используют комплекс желтого цвета, устойчивый вщелочной среде. Этот вариант метода позволяет определить общее содержание железа в почвах, так как в условиях эксперимента Fe(II) легко окисляется доFe(III). Максимум светопоглощения находится в области длин волн420-430 нм, молярный коэффициент поглощения равен 5,8-103.
Кривые светопоглощения сульфосалицилатных комплексов железа приведены на рис. 11.Сульфосалициловая кислота400500600Длина волны, нмобразует устойчивые комплексныесоединения со многими металла Рис. 11. Кривые свстопоглощениями. При проведении анализа до сульфосалицилатных комплексовжелеза при рН 2 (7) и рН 9 (2)бавляют избыток реагента, чтобыпредотвратить осаждение алюминия, магния, кальция при подщелачивании раствора. Комплексы этих элементов с сульфосалициловой кислотой бесцветны. Окрашенные комплексы сульфосалициловая кислота образует с металлами, обладающими хромофорными свойствами.Для предотвращения выпадения в осадок гидроксида Mn(IV)при подщелачивании в раствор предварительно добавляют гидроксиламин.Валовое содержание железа может быть определено по окрашенному комплексу двухвалентного железа с бртофенантролином (Methods of soil analysis, 1982).
В этом случае железо восстанавливают гидроксиламином до двухвалентного состояния. Затем в раствор добавляют ортофенантролин, с которым Fe(II)образует устойчивый, имеющий красноватую окраску, комплекс —Fe(C12H10N2)3+. Эта цветная реакция специфична для Fe 2+ . Присутствующие в почвах химические элементы, как правило, невлияют на результаты анализа.Ортофенантролин может быть использован для раздельногоопределения Fe(II) и Fe(III).
В этом случае анализируют двеаликвоты исследуемого раствора. В одной из них определяютсуммарное содержание Fe(II) и Fe(III) после предварительноговосстановления трехвалентного железа, в другой — Fe(II). Определение Fe(II) рекомендуется проводить в темноте или при105слабом красном свете, чтобы предотвратить фоторедукцию комплекса Fe(III) с ортофенантролином.Окрашенный комплекс Fe(II) с ортофенантролином образуется сразу после добавления реагента и устойчив в течение нескольких суток. Окраска развивается в интервале значений рН от2 до 9. Однако при проведении анализа почв оптическую плотность измеряют при рН 3—5, так как при высоком содержаниикальция и фосфора в условиях меньшей кислотности может произойти образование труднорастворимого фосфата кальция.5.7.2.1.
Методика определенияобщего содержания железасульфосалицинатным методомВ мерную колбу вместимостью 100 мл помещают 10-25 млфильтрата, полученного после отделения кремниевой кислоты.В колбу добавляют 0,5 г гидроксиламина, приливают 5—10 мл25%-ного раствора сульфосалициловой кислоты. Раствор в колбеперемешивают и приливают аммиак до появления слабого запаха.Раствор снова перемешивают и добавляют еще 2 мл аммиака. Объемжидкости в колбе доводят водой до метки, раствор тщательно перемешивают и через 10 мин измеряют оптическую плотность.Для построения калибровочного графика в мерные колбы вместимостью 100 мл помещают 1, 2, 4, 5, 7 мл стандартного растворас содержанием Fe 0,1 мг/мл. В колбы приливают 25 мл воды ипроводят анализ, как указано выше, для испытуемых растворов.Строят график зависимости оптической плотности от концентрации Fe 2 0 3 и находят содержание железа в почве.Реагенты:1. 25%-ный раствор сульфосалициловой кислоты.
Навеску сульфосалициловой кислоты массой 25 г растворяют в 100 мл дистиллированной воды. Раствор хранят в темной склянке с притертойпробкой.2. 25%-ный раствор аммиака, не содержащий С02.3. Гидроксиламин солянокислый NH2OH HC1.3. Стандартный раствор железа. Навеску [(NH 4 )2S0 4Fe2(S04)3*24 Н 2 0] массой 0,8637 г растворяют в 1 л 5%-ного раствора H 2 S0 4 и тщательно перемешивают. Полученный раствордолжен содержать в 1 мл 0,1 мг железа.
Концентрацию железа врастворе проверяют гравиметрическим методом (см. раздел 5.5).Стандартный раствор железа может быть получен растворением0,1000 г металлического железа в 5%-ном растворе серной кислоты. Если для полного растворения железа необходимо, растворподогревают.106Форма записи результатов№Навескапробы высушеннойпочвы, гОбъем фильтрата,млобщийОбъемСодержаниемерной Оптическая Fe в мернойколбе, мгвзятый для колбы, плотностьмланализаFe,%5.8. Кальций и магний в почвах, методы определенияСреднее содержание кальция в почвах составляет 1,37%. Содержание кальция в почвах зависит от климатических условий,карбонатности почвообразующих пород и может варьировать взначительных пределах.Среднее содержание магния ниже, оно близко к 0,5 %.
Электронная конфигурация атомов кальция ls12s12pe3s23pe4s1, атомовмагния — 1^22522/?6352, степень окисления кальция и магния +2.В химическом анализе для определения кальция и магнияиспользуют классические химические (гравиметрические, титриметрические) и инструментальные методы — фотометрию пламени, атомно-абсорбционный анализ и др.Определение кальция и магния атомно-абсорбционным методом может быть проведено в пламени воздух—ацетилен.
Кальций определяют по аналитической линии 422,7 нм. Магний определяют по аналитической линии 285,2 нм.Для подавления мешающего влияния кремния, алюминия ифосфора на абсорбцию кальция и кремния и алюминия на абсорбцию магния в анализируемые и стандартные растворы рекомендуется добавлять раствор лантана или стронция.При использовании высокотемпературного пламени закисьазота (оксид диазота, N20)—ацетилен исчезают химические помехи, но возрастают помехи ионизационные. Их устраняют введением щелочных солей (Обухов, Плеханова, 1991).Для определения общего содержания кальция и магния и ихподвижных соединений могут быть использованы гравиметрические и титриметрические методы.
На результаты определениякальция и магния этими методами влияют многие химическиеэлементы, для устранения их мешающего влияния используютразные приемы.5.8.1. Отделение мешающих элементовОтделение мешающих элементов часто проводят осаждением аммиаком или уротропином (см. раздел 5.5 ). Однако аммиаком не осаждается Мп (II) и металлы, образующие растворимые107комплексные соединения, —. аммиакаты (Си, Zn, Ni и др.). Марганец можно осадить аммиаком, переведя предварительно Мп(П)в Mn(IV). Таким образом, с помощью аммиака и уротропина неудается удалить все элементы, мешающие комплексонометрическому определению кальция и магния.Поэтому в валовом анализе почв при комплексонометрическомопределении кальция и магния применяют осаждение мешающихкомпонентов диэтилдитиокарбаминатом натрия.
Этот реагент образует со многими металлами внутрикомплексные соединения:С2Н5Ч/ SN—аМе/п .Диэтилдитиокарбаминаты металлов труднорастворимы в воде,но хорошо растворяются в органических растворителях (хлороформе СНС13, четыреххлористом углероде СС14). Поэтому с помощью диэтилдитиокарбамината натрия металлы могут быть выделены не только осаждением, но и экстракцией органическимирастворителями.В форме диэтилдитиокарбаминатов можно выделить медь,цинк, кадмий, свинец, висмут, марганец, железо, кобальт, никельи другие элементы. Так как осаждение проводят при рН около 6,то в осадок в виде гидроксидов выпадают титан, хром (III), алюминий, которые диэтилдитиокарбаминатом не осаждаются.Удобно сочетать осаждение мешающих компонентов уротропином и диэтилдитиокарбаминатом натрия.В комплексонометрическом анализе почв для маскированияприменяют также триэтаноламин:СН^—СН2ОНN—СН^—СН2ОНСН^—СН2ОНТриэтаноламин образует комплексные соединения и можетмаскировать Fe, Al, Mn, Ti, следы меди.5.8.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
