Л.А. Воробьёва - Химический анализ почв (1114635), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Диоксид углерода может быть поглощен аскаритом и количественно определен по увеличению массыпоглотительных трубок (см. метод Кнопа—Сабанина, раздел 4.1.1).Кроме того, определение может быть проведено по потере массыдиоксида углерода с помощью приборов, специально разработанных для анализа почв на содержание карбонатов (Hesse, 1972).Разработаны варианты титриметринеских методов определения карбонатов — ацидиметрические и алкалиметрические.Ацидиметрический метод основан на обработке навески почвы титрованным раствором НС1:СаС0 3 + 2HC1 = С0 2 + СаС12 + Н 2 0.Избыток кислоты определяют титрованием щелочью и поразности находят содержание карбонатов.
Однако соляная кислота при взаимодействии с почвой реагирует не только с карбонатами. Она нейтрализует компоненты, обусловливающие щелочность почв, растворяет присутствующие в почве гидроксидыи оксиды и т.п. Результаты определения карбонатов могут бытьзавышенными, поэтому ацидиметрический метод используют прианализе почв с высоким (более 20%) содержанием карбонатов.Так называемые алкалиметрические методы также основанына разрушении СаС0 3 кислотой. Выделившийся диоксид углерода поглощают титрованным раствором щелочи, при этом С0 2переходит в СО|~:С0 2 + 2NaOH = Na 2 C0 3 + H 2 0.Добавляя в систему ВаС12, карбонат-ион осаждают в видекарбоната бария:126Na 2 C0 3 + ВаСЬ = ВаСОэ + 2NaCl.Избыток NaOH определяют титрованием кислотой и по разности вычисляют содержание карбонатов.
На этой основе разработаны методы с различным техническим оформлением.Принципиально возможно поглощать диоксид углерода раствором Ва(ОН)2:С0 2 + 20Н~ = С032" + Н 2 0,С032" + Ва2+ = ВаС03.Избыток Ва(ОН)2оттитровывают кислотой без предварительного отделения осадка карбоната бария.В России для определения карбонатов используют варианталкалиметрического метода, предложенный Ф.И. Козловским.Для определения С0 2 карбонатов применяют газоволюмометрические методы, основанные на оценке объема диоксида углерода, выделившегося при разрушении карбонатов кислотой (см.раздел 4.1.1), а также манометрические методы. При обработкекарбонатов кислотой в закрытой системе, имеющей постоянныйобъем и температуру, увеличение давления, обусловленное выделением диоксида углерода, соответствует содержанию С0 2 в карбонатах.
Возрастание давления измеряют с помощью ртутногостолба в стеклянной трубке, на которой нанесена эмпирическаяшкала, отражающая давление, соответствующее разным количествам СаС0 3 или С0 2 . Шкала справедлива для определенной температуры воздуха.Карбонаты могут быть определены на автоматических анализаторах, предназначенных для определения углерода органических соединений и карбонатов.
Они основаны на термическомразложении органического вещества почв и карбонатов, котороепроисходит при разных температурах. Органическое веществоразлагается при температуре около 700°С, карбонаты кальция приболее высокой температуре. Результаты определения углеродаорганических соединений и карбонатов могут быть искажены,если в почвах присутствуют карбонаты магния. Магнезиальныекальциты разлагаются в том же интервале температур, что и органические вещества почв.Для определения карбонатов может быть применен автоматический анализатор АН 7529 (см. раздел 4.1.1). В этом случаепри проведении анализа используют специальную приставку(рис. 14.
Аналитическое обеспечение мониторинга гумусового состояния почв. Методические указания, 1993), которую присоединяют к прибору вместо трубчатой печи (см. рис. 2). Навеску почвы массой 0,5—2 г помещают на дно колбы, с помощью делительной воронки в колбу приливают 3—5 мл 20%-ного раствора127хлорной кислоты. Содержащиеся в навеске почвы карбонаты разлагаются кислотой. Выделившийся диоксид углерода с потокомкислорода поступает непосредственно в электролитическую ячейку(рис. 14). Далее анализ проводят такOvже, как при определении углерода> \органических соединений.>v\Все рассмотренные методы позволяют определить общее содержаниекарбонатов в почвах.
С.А. Кудриным(1938) предложены приемы раздельной оценки содержания карбонатовкальция и карбонатов магния.При проведении анализа карбонаты разрушают Н О , взбалтываянавеску почвы с 250—500-кратным поотношению к массе почвы объемом0,02 М раствора НС1. Суспензиюфильтруют и в фильтрате, которыйдолжен иметь кислую реакцию, определяют кальций и магний. При0 2 + С0 2 наличии в почве гипса в фильтратек АН-7529 определяют сульфат-ионы. Если впочве присутствуют кальциевые имагниевые легкорастворимые соли,количество Са и Mg легкорастворимых солей определяют методом водной вытяжки. По результатам этиханализов рассчитывают содержаниекарбонатов:CaCO3% = ( c C a - c S o 4 - c y 0 , 0 5 ,MgC0 3 % = ( c M g - clMg) 0,04216,где Сса, cMg, cS04 — количество эквивалентов кальция, магния, сульфатРис.
14. Приставка для опреде ионов, извлекаемых из почвы 0,02 Мления углерода карбонатов на НС1, ммоль(экв)/100г почвы; с^ —аанализаторе АН-7529количество эквивалентов кальциялегкорастворимых солей (при хлоридно-кальциевом засолениипочв), ммоль/100 г почвы; c*Mg — количество эквивалентов магния легкорастворимых солей; 0,05 и 0,04216 — молярные массыэквивалентов карбонатов кальция (1/2 СаС0 3 ) и магния (1/2MgC0 3 ), г/ммоль.навеска почвы1286.1.1.1.
Методика алкалиметрического определениякарбонатов по КозловскомуНавеску почвы, пропущенной через сито с отверстиями диаметром 0,25 мм, массой 0,5—2 г осторожно переносят в сухуюконическую колбу вместимостью 250 мл, помещая почву околостенки колбы.
В колбу ставят пустой высокий фарфоровый тигель. С помощью пипетки в тигель наливают около 5 мл 2 М раствора НС1. Затем в колбу помещают пробирку диаметром около25 и высотой около 90 мм, не имеющую ранта, с 5 мл титрованного 0,4 М раствора NaOH. Пробирку прислоняют к стенке колбы, а колбу немедленно закрывают предварительно смоченнойдистиллированной водой резиновой пробкой.
Затем колбу наклоняют, опрокидывая тигель с кислотой. Навески почвы свысоким содержанием карбонатов рекомендуется предварительно смочить 1—2 мл воды, чтобы замедлить течение реакции и предотвратить разгерметизацию системы при бурном выделении С0 2 .Спустя 30 мин круговыми движениями смесь почвы и кислотыперемешивают и равномерно распределяют по дну колбы. Всеоперации нужно проводить осторожно, чтобы не выплеснуть изпробирки раствор NaOH. Колбу оставляют в покое на 4—5 часили на ночь для поглощения раствором щелочи С0 2 , выделившегося при разложении карбонатов кислотой. Затем колбу открывают, вынимают пробирку, ополаскивают ее с внешней стороныдистиллированной водой из промывалки и осушают фильтровальной бумагой.
В пробирку добавляют 2 капли раствора фенолфталеина и около 1 мл насыщенного раствора ВаС12. Затем избытокNaOH титруют 0,2 М НС1 до исчезновения розовой окраски. Одновременно проводят контрольный опыт. Содержание С0 2 карбонатов рассчитывают по уравнению:_(V-У,)М-0,022-100где V— объем кислоты, пошедший на титрование раствора NaOHв контрольном опыте, мл; V\ — объем кислоты, пошедший натитрование избытка NaOH при анализе почвы, мл; М — молярная концентрация НС1, ммоль/мл; т — масса навески, г; 0,022 —молярная масса эквивалента диоксида углерода (1/2С0 2 ), г/ммоль;Kw— множитель для пересчета результата анализа на высушенную почву.По данным, приведенным в «Руководстве по лабораторнымметодам исследования ионно-солевого состава нейтральных ищелочных минеральных почв» (1990), метод позволяет получитьхорошо воспроизводимые результаты.
При содержании С 0 2129карбонатов, превышающем 3%, среднее квадратическое отклонение составляет 0,15—0,25%; коэффициент вариации не превышает 5%. При анализе почвенных проб, содержащих доломит, уровни рассмотренных показателей выше.Реагенты:1. 2М НС1 — 164 мл концентрированной НС1 разбавляютдистиллированной водой до литра;2. Фенолфталеин, 1%-ный раствор — 1 г фенолфталеина растворяют в 60 мл 96%-ного этилового спирта и доводят объемдистиллированной водой до 100 мл;3.
0,2 М НС1 — готовят из фиксанала;4. Насыщенный раствор ВаС12 — растворимость ВаС12-2Н20при 60° составляет 31,7 безводного вещества в 100 г раствора;5. 0,4 М NaOH — 313 г NaOH растворяют в 400 мл дистиллированной воды и оставляют на несколько дней в плотно закрытом полиэтиленовом сосуде; прозрачный раствор после отстаивания не содержит карбонатов; затем 26,8 мл прозрачного раствораNaOH разбавляют дистиллированной водой без С0 2 (см. раздел6.3.1.1.1) до 1 л. Концентрацию раствора устанавливают титрованием 0,2 М раствором НС1.6.2. Гипс в почвах и методы его определенияГипс обладает большей, чем СаСОз, растворимостью. Поэтому в незасоленных почвах, в частности в некоторых подтипах черноземов, в каштановых почвах, гипс в почвенном профиле залегает ниже карбонатов и выше легкорастворимых солей.
Разработаныклассификации почв по залеганию верхней границы слоя с содержанием гипса более 10%, по мощности гипсового горизонта, построению гипсовых образований и по содержанию гипса.Содержание гипса в почвах изменяется в широких пределах —от следовых количеств до 25—50, а иногда до 80—90%. Почвы, вгипсовых горизонтах которых содержание CaS04-2H20 соответствует2-10%, относят к слабозагипсованным, почвы с содержанием гипса10-20% — к среднезагипсованным, с содержанием 20-40% гипс а — к сильнозагипсованным, а если содержание гипса в почвахпревышает 40%, то их относят к очень сильно загипсованным.В зависимости от содержания, форм существования и распределения в почвенном профиле гипс может оказывать разноедействие на свойства почв и урожай растений. Небольшие количества гипса (до 2% от массы почвы) благоприятны для ростарастений; мучнистый гипс при содержании 2—25% оказывает слабое вредное, либо вовсе не оказывает вредного действия, но присодержании, превышающем 25%, он может быть причиной существенного уменьшения урожая.
Кальций гипса, замещая на130трий в почвенном поглощающем комплексе, способствует улучшению физических свойств почв. Гипс солонцовых почв рассматривают как их мелиорант.Таким образом, сведения о содержании гипса необходимыдля диагностики почв, оценки их плодородия, генетических имелиоративных особенностей.6.2.1. Методы определения гипсаМетоды определения гипса основаны на его полном извлечении из анализируемой навески почвы водой, растворами НС1 илисолей.Методы определения гипса, применяемые в России, основаны на его извлечении из почв 0,1—0,25 М НС1 или солянокислыми растворами солей. Хотя гипс является солью сильной кислоты и относительно сильного основания, тем не менее экспериментально установлено увеличение растворимости гипса всолянокислых растворах. Кроме того, соляная кислота способствует растворению тех соединений, которые могут блокироватьгипс при его извлечении из почвы водой в процессе анализа.В то же время отмечается, что при использовании НС1 растворимость гипса может уменьшаться, особенно при анализекарбонатных почв.
Уменьшение растворимости гипса происходит в результате разложения СаС0 3 и появления в растворе кальция, который подавляет растворимость гипса (Гедройц, 1955).Содержание гипса вычисляют по количеству извлеченных изпочвы сульфат-ионов или кальция. В связи с тем что методы определении гипса основаны на его полном извлечении из анализируемой навески почвы, интерпретация результатов определения гипса не должна зависеть от выбранного метода его определения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
