Л.А. Воробьёва - Химический анализ почв (1114635), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Тогда,определив экспериментально анионы и кальций и магний, вычисляли сумму натрия и калия, вычитая из суммы миллимолейэквивалентов анионов сумму миллимолей эквивалентов кальцияи магния.6.3.8.1. Определение натрия и калия методомэмиссионной фотометрии пламениМетодом фотометрии пламени натрий и калий могут быть определены в низкотемпературном пламени смеси воздуха с бутаном.На результаты пламенно-фотометрического определения натрия и калия могут влиять сопутствующие компоненты, которыеприсутствуют в составе анализируемых растворов.
Это влияниеможет быть обусловлено наложением спектральных линий, изменением процессов, происходящих в пламени и в режиме работы распылителя в связи с возможным изменением вязкости иплотности растворов.Излучения сопутствующих элементов могут привести к получению завышенных результатов.
Определению натрия, например, может мешать кальций, так как одна из линий излучениякальция (622 нм) близка к аналитическим линиям, используемымдля определения натрия (589,0-589,6 нм). Близки аналитическиелинии излучения калия и рубидия. Однако при определении калия в почвах влиянием рубидия можно пренебречь, так как егосодержание в почвах значительно ниже (среднее содержание —0,01%), чем калия (среднее содержание — 0,83%).Устранить излучение сопутствующих элементов можно различными приемами.
Для устранения мешающего влияния щелочноземельных элементов при определении калия и натрия впочвах используют низкотемпературное пламя, энергия котороговполне достаточна для получения излучений щелочных элементови недостаточна для возбуждения щелочно-земельных металлов.167Мешающее влияние кальция может быть устранено его осаждением или введением элемента, который образует с кальциемтруднолетучее соединение и уменьшает интенсивность его излучения. При введении солей алюминия образуется труднолетучеесоединение СаА1204.Влияние сопутствующих элементов на результаты анализаможет происходить не только вследствие наложения излучений,но и в результате процесса ионизации атомов определяемого элемента, происходящего в пламени. Оно может быть устранено введением легко ионизирующихся атомов, которые подавляют ионизацию атомов определяемого элемента.При анализе водных вытяжек необходимо учитывать возможное взаимное влияние натрия и калия на результаты определения этих элементов.
Соотношение концентраций калия инатрия в водных вытяжках может сильно варьировать; в процессе анализа необходимо следить за тем, чтобы соотношение этихэлементов в эталонных растворах соответствовало составу исследуемых растворов.На интенсивность излучения калия и натрия могут оказывать влияние свободные кислоты или их анионы, присутствующие в растворе. Действие кислот и их анионов на интенсивностьизлучений щелочных металлов возрастает в ряду: азотная, серная, соляная и фосфорная кислоты.Если концентрация определяемых элементов достаточно высока, анализируемые растворы разбавляют для уменьшения влияния сопутствующих компонентов.На результаты анализа водных вытяжек методом фотометриипламени могут оказать влияние водорастворимые органическиевещества, заметные количества которых переходят в водные вытяжки из почв, имеющих щелочную реакцию.
Вытяжки рекомендуется разбавлять или удалять органическое вещество.Внедрению метода фотометрии пламени в почвенно-агрохимические лаборатории СССР способствовали работы Д.Н. Иванова (1953,1965).6.3.8.1.1. Методика пламенно-фотометрическогоопределения натрия и калияСодержание калия в водных вытяжках из почв, как правило,невелико. Поэтому калий методом фотометрии пламени определяют в неразбавленных водных вытяжках. При определении натрия водные вытяжки в большинстве случаев приходится разбавлять. Степень разбавления водных вытяжек приблизительно можнооценить на основе результатов определения хлорид-ионов. При168содержании СГ от 1,5 до 10 ммоль (—)/100 г почвы вытяжку разбавляют в 5 раз, при содержании от 10 до 20 ммоль (—)/100гпочвы — в 10 раз, если содержание хлорид-ионов выше 20 ммоль(—)/100 г почвы, то вытяжку разбавляют в 20 раз и более (Межреспубликанские технические условия методов проведения агрохимических анализов почв для зональных агрохимических лабораторий, 1968).К выполнению измерений приступают только после стабилизации работы прибора, давления газа и воздуха, выбора параметров чувствительности прибора.
Техника работы на приборахразных марок несколько различается, поэтому подготовку прибора к работе следует проводить в соответствии с инструкциями,которыми они снабжены.Стандартные растворы, содержащие калий и натрий от 5 до100 мкг/мл, наливают в стеклянные или полиэтиленовые стаканчики. Прибор настраивают на определение одного из элементови берут по шкале отсчеты, характеризующие интенсивность излучения определяемого элемента сначала в эталонных, а затем виспытуемых растворах.
В связи с тем что эталонные растворывводят в распылитель в порядке увеличения концентрации определяемого элемента, распылитель при переходе от одного растворак другому водой не промывают. Перед анализом испытуемых растворов распылитель промывают дистиллированной водой, и этуоперацию повторяют после анализа каждого из испытуемых растворов. В конце работы проверяют стабильность работы прибора по стандартным растворам. Затем в такой же последовательности проводят определение второго элемента.
Концентрациюэлемента в испытуемых растворах находят по градуировочнымкривым, которые строят в координатах: отсчет по шкале прибора — концентрация элемента. Форма записи результатов одинакова для калия и натрия.Расчет содержания Na + рассмотрим на конкретном примере. Предположим, что для анализа взяли навеску почвы массой50 г, к почве добавили 250 мл воды и получили водную вытяжку. Аликвоту водной вытяжки, например 2 мл, поместили в мерную колбу вместимостью 100 мл, перемешали и методом фотометрии пламени по градуировочной кривой установили, что концентрация натрия в полученном растворе составляет 70 мкг/мл.По результатам анализа рассчитаем массовую долю (%) натрияв почве:хт~Na% =70-100-250-100т2-50-10 617,= 1,75.169Чтобы результат анализа выразить числом миллимолей Na+ в100 г почвы, необходимо массовую долю натрия, выраженную впроцентах, разделить на молярную массу Na + :Na%М(Ш+)=1,75г/100г =0,023г / ммоль? 6 Q9Форма записи результатов№образцаНавескапочвы, г2350ОбъемдобавКонцентрацияэлемента вленной Разбав Отсчетанализируемомк почвелениеповоды, вытяжки шкалерастворе,млмкг/млприбора2502/1005970Содержаниев почве% ммоль(+)/100 г1,7576,096.3.9.
Проверка точности результатов анализаводных вытяжекРезультаты анализа водных вытяжек можно оценить сопоставлением величины сухого, или плотного, остатка с суммарнымпроцентным содержанием анионов и катионов. Однако такойспособ проверки недостаточно надежен, так как величина сухогоостатка не всегда дает правильное представление о содержаниисолей в вытяжках. В процессе высушивания остатка гидрокарбонаты превращаются в карбонаты с выделением Н 2 0 и С0 2 , образующиеся сульфаты кальция и магния удерживают кристаллизационную воду, хлориды магния превращаются в MgOHCl с выделением свободного хлора; плотный остаток может быть увеличеннымза счет органических веществ, переходящих в вытяжку.Более надежным способом контроля точности выполненияанализа является сопоставление в составе водных вытяжек суммымиллимолей эквивалентов анионов и катионов.
Вследствие электронейтральности растворов количество миллимолей эквивалентовкатионов должно соответствовать суммарному количеству миллимолей эквивалентов анионов. Однако и этот способ не являетсянадежным. Даже при правильном выполнении анализа могут бытьрасхождения между содержанием анионов и катионов, которыеобусловлены переходом в водную вытяжку соединений, в составеводных вытяжек не всегда определяемых.1706.3.10.
Расчет содержания токсичных солейи способы представления результатованализа водных вытяжекВ связи с тем что при анализе почв методом водных вытяжек(1:5) в водные вытяжки переходят не только легкорастворимые(токсичные) соли, но и соли средне- и труднорастворимые (см. с.134), часто расчетным путем находят содержание токсичных солей. Классификации засоленных почв по степени и химизму засоления разработаны как на основе общего содержания солей,переходящих в водную вытяжку, так и на основе содержания токсичных солей.Принято считать, что ионы СГ, Na + , Mg2+ переходят из твердых фаз почв в водные вытяжки главным образом вследствие растворения легкорастворимых или токсичных солей.
Тогда какHCOj, SO2" и Са2+ поступают в водные вытяжки в результатерастворения как токсичных солей, например NaHC0 3 , Na 2 S0 4 ,MgS0 4 , так и солей малорастворимых, таких как гипс и кальцит,которые к токсичным не относят.Содержание токсичных солей рассчитывают по уравнениям:HCOjTOKC = HCOJ - Са 2+ , если НСО~3 > Са2+;SO^ TOKC = S O ^ - - (Ca2+ - HCOJ), если НСОз < Са2+;Ca2+TOKC = C a 2 + ~ S O ^ - H C 0 3 ,где HCOJ, S04_,Ca2+ — общее количество эквивалентов ионов,которое было определено методом водной вытяжки, ммоль(экв)/100 г почвы; HCOjTOKC, S Оттоке» Ca2+TOKC — количество эквивалентов ионов, которое перешло из твердых фаз почвы в воднуювытяжку вследствие растворения токсичных солей, ммоль(экв)/100 г почвы.При вычислении массовой доли (%) токсичных солей сначала рассчитывают содержание эквивалентов токсичных ионовHCOJ, SO2", Са 2+ .
Затем вычисляют и суммируют массовые доли(%) всех токсичных ионов (СО|", HCOj, СГ, SO^", Ca2+, Mg2+,Na + , K + ). Этот показатель называют «суммой токсичных солей».Для приблизительной оценки суммы токсичных солей предложено эмпирическое уравнение:„ „Na++Mg2+Сумма токсичных солеи, % =—,где Na + и Mg2+ — содержание эквивалентов натрия и магния (1/2Mg 2+ ), которое было определено методом водной вытяжки,ммоль(+)/Ю0 г почвы.171Таблица13Результаты анализа водных вытяжек из лугово-полупустынногокорково-столбчатого солонцаГлубина,см!0-46-1015-2130-4053-5865-75125-130%ммоль (экв)/100 г почвыобщаящелочность0,590,721,860,330,240,110,27сгso/-следы следы1,876,627,1910,710,8п,з5,2822,13,34Са2*Mg2+Na+К*суммасолей0,100,10следы4,261,3815,30,900,090,160,341,821,304,421,180,300,403,2012,09,9013,012,00,080,070,190,190,130,290,290,050,060,261,190,802,120,88сумма jтоксичныхсолей0,040,050,260,890,701,080,82 1Результаты анализа водных вытяжек представляют в виде таблиц и так называемых солевых профилей, отражающих соотношение ионов в составе солей и их распределение по почвенномупрофилю.Таблица 13 имеет традиционный вид, в ней приведены результаты анализа проб, взятых по профилю из разных генетических горизонтов лугово-полупустынного корково-столбчатого солонца.
Сравнение общего количества солей (%), извлеченных из почвы методом водной вытяжки, с количеством токсичныхммоль (+) /100 г почвыСМ 032 28 24 20 16 1284ммоль (-) /100 г почвы048 12 16 20 24 28 32E3Na + О М д 2 + Е Щ ] С а 2 + И Н С О з " ^ С Г^S042"Рис. 19. Солевой профиль лугово-полупустынного корково-столбчатого солонца172солей показывает, что в водную вытяжку из горизонта 65—75 смперешло около 1% нетоксичных солей. Этой нетоксичной солью является гипс. Об этом свидетельствуют результаты определения SO4" и Са 2+ . Они показывают, что кальций в твердых фазах практически полностью связан с сульфат-ионами и представлен гипсом.Солевой профиль той же почвы показан на рис. 19.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
