Л.А. Воробьёва - Химический анализ почв (1114635), страница 39
Текст из файла (страница 39)
В «Methods of soil analysis» (Part 2. 1982), отмечается, что количество железа, извлекаемое этим раствором, варьирует в широких пределах в зависимости от свойств почв. При анализе хорошо аэрируемых нейтральных и щелочных почв в растворацетата аммония переходит мало железа в связи с гидролизом,приводящим к образованию Fe(OH) 3 . В кислых и затопленныхпочвах может быть обнаружено высокое содержание железа, извлекаемого ацетатом аммония. Однако нужно учитывать, что изэтих почв в раствор переходят не только обменные катионы железа, но и те соединения железа, которые в этих условиях способны растворяться и по этой причине переходить из твердыхфаз почв в жидкие.
Кроме того, ацетат аммония растворяет органическое вещество, в состав которого может входить железо.7.1.2. Определение железа несиликатных соединенийОценивая содержание железа, входящего в состав силикатных соединений, и железа несиликатного, или «свободного», экспериментально определеляют количество железа несиликатныхсоединений. Содержание силикатного железа находят по разности между его валовым содержанием и количеством железа несиликатных соединений.Несиликатные соединения железа в почвах представлены главным образом гидроксидами и оксидами. Железо оксидов и гидроксидов может составлять до 90% от его общего содержания впочвах.
Оксиды и гидроксиды могут быть представлены дискретными частицами, пленками на поверхности почвенных минералов, могут находиться в виде материала, цементирующего почвенные частицы.Сведения о содержании несиликатного, или свободного, железа представляют большой интерес в связи с тем, что оно принимает участие во многих почвенных процессах.Определение несиликатного железа основано на восстановлении трехвалентного железа дитионитом натрия (Na 2 S 2 0 4 ) иизвлечении двухвалентного железа раствором цитрата натрия.Известно, что соединения двухвалентного железа более растворимы, чем трехвалентного. Чтобы предотвратить разложение дитионита, анализ проводят при рН 6,5—7,0.
С этой целью в систему добавляют гидрокарбонат натрия. Восстановление Fe(III) дитионитом в указанных условиях происходит по следующей схеме:S20^- + 2Fe3+ + 40Н" = 2SO|~ + 2Fe2+ + 2H 2 0и178SO^ + Fe 3+ + 20H~ = SO^" + Fe 2+ + H 2 0.7.1.2.1. Методика определения железа несиликатныхсоединений по Мера—ДжексонуНавеску воздушно-сухой почвы, пропущенной через сито сдиаметром отверстий 1 мм, массой 0,5—2 г (в зависимости от содержания железа), помещают в центрифужную пробирку вместимостью 50 см3. В пробирку приливают 20 мл 0,3 М раствора цитрата натрия и 2,5 мл 1 М раствора гидрокарбоната натрия. Содержимое пробирки перемешивают круговыми движениями инагревают на водяной бане до 80°.
В пробирку вносят 0,5 г сухогопорошка дитионита натрия, непрерывно встряхивают 1 мин изатем содержимое пробирки периодически перемешивают стеклянной палочкой в течение 15 мин. Температуру поддерживаютна уровне 80°. В пробирку добавляют 5 мл насыщенного растворахлорида натрия (при анализе почв, богатых аллофанами, совместнос NaCl добавляют 5 мл ацетона. При работе с ацетоном необходимопринимать во внимание, что он легко воспламеняется). Содержимое пробирки перемешивают и оставляют на горячей водяной банедо образования хлопьевидного осадка.
Затем проводят центрифугирование 5—10 мин при 3000 об/мин, центрифугат сливают (еслинеобходимо, фильтруют для отделения всплывших корней) в мерную колбу вместимостью 200 мл. Особое внимание обращаетсяна прозрачность центрифугата. Если тонкие коллоиды видимы,центрифугирование повторяют. Если коллоиды тем не менее неосаждаются, центрифугирование проводят на суперцентрифуге дотех пор, пока центрифугат не станет прозрачным.Обработку почвы в центрифужной пробирке повторяют ещедва раза, собирая центрифугаты в ту же самую мерную колбу.После охлаждения содержимое мерной колбы доводят дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.Извлечение оксидов железа может быть проведено без центрифугирования.
В руководстве «Methods of Soil Analysis» (1982)рекомендуется к почвенной суспензии, содержащей дитионит ицитрат натрия, добавлять флокулянты — органические вещества,способствующие коагуляции коллоидов в виде рыхлых хлопьевидных агрегатов — флокул. Железо определяют в надосадочнойжидкости без предварительного фильтрования или центрифугирования суспензии.В полученном растворе определяют концентрацию железаатомно-абсррбционным или фотометрическим методом. В последнем случае проводят разрушение органического вещества 3-5каплями раствора Н 2 0 2 с массовой долей 30% или смесью (1:10:4)концентрированных кислот H 2 S0 4 , HNO3 и НС104.
При разрушении органического вещества 5-10 мл анализируемого раствора переносят в фарфоровую чашку, добавляют смесь кислот и179упаривают на водяной бане до осветления раствора. Раствор количественно переносят в мерную колбу и проводят анализ фотометрическим методом (см. раздел 5.7.2).Реагенты:1. 0,3 Мраствор лимоннокислого натрия — 88 г №зСбН507-2Н20растворяют в 1 л дистиллированной воды.2. 1 М раствор гидрокарбоната натрия — 84 г NaHC0 3 растворяют в 1 л дистиллированной воды.3. Насыщенный раствор хлорида натрия — 400 г NaCl растворяют в 1 л дистиллированой воды.7.1.3.Определение железа «аморфных» (оксалаторастворимых)соединений по ТаммуБолее полную характеристику состояния железа в почвах получают определяя состав его несиликатных соединений.
С этойцелью в составе несиликатных соединений железа выделяют окристаллизованные и аморфные соединения.Образование аморфных, наиболее молодых свежеосажденныхсоединений железа связывают с условиями, в которых может происходить восстановление Fe (III) до Fe(II), его последующее окисление, сопровождающееся образованием Fe<OH)3. Так называемые окристаллизованные соединения железа формируются пристарении аморфных осадков.Аморфные соединения железа оказывают большое влияниена свойства почв. Они увеличивают уровень рН-зависимых зарядов ППК и фосфорфиксирующую способность почв.
Аморфныесоединения железа влияют на почвенную структуру.Следует, однако, отметить, что выделение в составе несиликатных соединений железа окристаллизованных и аморфных условно. Установлено, что при использовании методики, принятойв России, реактивом Тамма извлекаются не только аморфные, нои кристаллические соединения железа. Тем не менее железо, извлекаемое из почв оксалатным буферным раствором (Н2С2О42Н2О ++ (NH 4 )2C204H 2 0) с рН 3,3, называют аморфным. По-видимому, более корректно эту группу соединений железа называть оксалаторастворимой. С помощью реактива Тамма из почвы извлекаются наиболее растворимые из определяемых по схеме Зоннаминеральных соединений железа. Растворению соединений железа в реактиве Тамма способствует относительно низкое значение рН и образование устойчивых оксалатных комплексов железа.
Некоторые исследователи обработку почв реактивом Таммарекомендуют проводить в темноте, чтобы предотвратить фотохимическое восстановление Fe(III). В этом случае из почвы извлекается меньше железа. Однако и при обработке почвы реактивом180Тамма в темноте, как показывают экспериментальные исследования, из твердых фаз почв извлекаются не только аморфные, нои слабоокристаллизованные соединения железа (Водяницкий.Железистые минералы и тяжелые металлы в почвах, 1998).7.1.3.1. Методика определения железа«аморфных» соединенийНавеску воздушно-сухой почвы, пропущенной через сито сдиаметром отверстий 1 мм, массой 0,5 г помещают в центрифужную пробирку вместимостью 50 см3 и заливают 25 мл раствораТамма. Пробирку закрывают пробкой и содержимое взбалтываютв течение часа. Затем проводят центрифугирование до полученияпрозрачного центрифугата, который сливают в мерную колбуприемник.
В пробирку снова приливают 25 мл раствора Тамма,взбалтывают 1 ч, центрифугируют, центрифугат сливают в ту жеколбу-приемник. При высоком содержании аморфного железарекомендуют проводить третью обработку навески почвы раствором Тамма. В полученном прозрачном растворе, предварительнодоведя объем жидкости в колбе дистиллированной водой до метки, определяют железо атомно-абсорбционным или фотометрическим методами.Анализ можно проводить и традиционным методом фильтрования. Навеску почвы массой 1 г помещают в плоскодоннуюколбу вместимостью 150—250 мл, заливают 50 мл раствора Тамма.
Колбу закрывают пробкой и взбалтывают 1 ч. Содержимоеколбы фильтруют через сухой плотный фильтр в колбу-приемник. Затем фильтр с почвой переносят в колбу, в которой проводилось извлечение железа раствором Тамма. В колбу сноваприливают 50 мл раствора Тамма, взбалтывают 1 ч и фильтруютчерез сухой плотный фильтр. Фильтрат часто бывает мутным,поэтому его целесообразно собирать в другую колбу-приемники перефильтровывать до получения прозрачного фильтрата. Еслинеобходимо, проводят третью обработку навески почвы раствором Тамма.
Прозрачные фильтраты объединяют, перемешиваюти определяют железо атомно-абсорбционным (предварительнодоведя объем жидкости в мерной колбе до метки) или фотометрическим методом.При фотометрическом определении железа необходимо разрушить оксалат-ионы и перешедшее из почвы в раствор органическое вещество. Для этого фильтрат количественно переносят вфарфоровую чашку и выпаривают на водяной бане в вытяжномшкафу досуха. Край чашки рекомендуется смазать вазелином дляпредотвращения потерь осадка при выпаривании.181В сухом остатке разрушают оксалат-ион и перешедшее в фильтрат из почвы органическое вещество.
Используют разные способы разрушения. Рекомендуется озоление сухого остатка на газовой горелке до прекращения дымления и 3—5-минутное прокаливание в муфельной печи при 400—500°. Е.В. Аринушкина (1970)считает возможным разрушение органических компонентов оксалатной вытяжки проводить царской водкой или азотной кислотой и пероксидом водорода. При этом сухой остаток обрабатывают раствором Н202 с массовой долей 30% и концентрированной H N 0 3 и содержимое чашки выпаривают досуха.
Послеполного разрушения органического вещества остаток в чашке 2—3 раза обрабатывают концентрированной НС1, чтобы перевестивходящие в состав осадка соли в хлориды. Затем в чашки приливают 2—3 мл концентрированной НС1, добавляют 20—30 мл горячей дистиллированной воды, чашки выдерживают на водяной бане5—10 мин и их содержимое фильтруют через рыхлый фильтр.Фильтрат собирают в мерные колбы вместимостью 200-250 мл.Осадок на фильтре промывают горячим 1%-ным раствором НС1.Содержимое колбы доводят дистиллированной водой до метки,перемешивают и определяют железо.Е.В.
Аринушкина (1970) предложила способ фотометрического определения железа в вытяжке Тамма без ее выпаривания. Вэтом случае вытяжку Тамма собирают в мерную колбу вместимостью 200-250 мл и содержимое колбы доводят до метки водой.Аликвоту раствора (20 мл) переносят в термостойкий стакан вместимостью 100-150 мл, в него приливают 10 мл 10%-ного раствора H 2 S0 4 и нагревают до 80°. В горячий раствор небольшимипорциями добавляют 1 н. раствор перманганата калия до появления бурых хлопьев гидроксида марганца. Затем в стакан приливают 0,05 н. раствор щавелевой кислоты до полного растворенияосадка.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
