Л.А. Воробьёва - Химический анализ почв (1114635), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Однако нужно иметь в виду, что известковыйпотенциал характеризует константу обмена Н+ на Са2+ в ППКили растворимость Са(ОН)2. Тогда как обмен Н+ на Са2+ не является доминирующим процессом в большинстве кислых почв. Всвязи с этим высказывается предложение принимать во внимание обмен Са2+ на А13+ и последующее осаждение гидроксидаалюминия.Результаты измерения рН зависят от условий приготовлениясуспензии, в частности от времени ее настаивания. В разных методиках определения рН время настаивания суспензий составляет от 5 мин до 1 сут.
Как уже отмечалось, равновесие быстреенаступает в солевых суспензиях, чем в водных. Как правило, приизмерении рН независимо от свойств почв используют воду, несодержащую С0 2 .2149.3. Потенциальная кислотность почв.Способы оценю!Потенциальная кислотность позволяет получить представление об общем содержании в почвах кислотных компонентов. Врамках потенциальной выделяют два вида почвенной кислотности: обменную и гидролитическую (рН-зависимую).Обменная кислотность обусловлена относительно сильнымикислотными компонентами — главным образом ионами Н+ и А13+,которые компенсируют постоянные (перманентные) отрицательные заряды ППК. Принято считать, что перманентные зарядыППК возникают при изоморфных замещениях в кристаллических решетках минералов. Ионы Н+ и А13+, компенсирующие этизаряды, будучи относительно сильными кислотами, легко вытесняются из ППК даже при относительно низких значениях рН,свойственных кислым почвам.
Эти ионы и обусловливают обменную кислотность. Ее определяют, обрабатывая навеску почвынебуферным раствором нейтральной соли.рН-зависимая кислотность связана с переменными (рН-зависимыми) зарядами ППК. В сущности переменные заряды ППКили переменная емкость катионного обмена часто обусловленыкомпонентами, которые обладают свойствами слабых кислот.Слабые кислоты приобретают способность к диссоциации приотносительно высоких значениях рН, часто не свойственных самой почве.
При диссоциации кислотных компонентов в жидкойфазе появляется ион водорода, а ППК приобретает дополнительный отрицательный заряд. Среди компонентов, обусловливающих рН-зависимую кислотность, выделяют различные А10Н-полимеры, аллофаноподобные вещества, закрепленные на внешнихи внутренних поверхностях почвенных минералов, функциональные группы органических соединений и др.Термин «рН-зависимая кислотность» адекватно отражает природу этого вида почвенной кислотности.
В России этот вид почвенной кислотности называют гидролитической в связи с тем,что ее определяют, используя раствор гидролитически щелочнойсоли (1 М раствор ацетата натрия). Этот термин, по-видимому,менее удачен, так как не отражает природы той части почвеннойкислотности, которая оценивается указанным методом. Следуетотметить, что при использовании обоих терминов имеют в видуне собственно рН-зависимую, или гидролитическую, кислотность,а ее сумму с обменной, так как методы, используемые для ееоценки, позволяют провести лишь совместное определение рНзависимой и обменной кислотности.Таким образом, общепринятыми показателями потенциальной кислотности почв являются:215обменная кислотность, характеризующая количество наиболее сильных кислотных компонентов, которые компенсируютперманентные отрицательные заряды ППК и вытесняются из ППКпри значениях рН, свойственных реальным кислым почвам;гидролитическая {рН-зависимая) кислотность, характеризующая общее количество кислотных компонентов, включая компоненты, обусловливающие обменную кислотность, и те, которыевытесняются из рН-зависимых позиций ППК; эта кислотностьпроявляется при более высоких, чем обменная, значениях рН.9.3.1.
Методы определения обменной кислотностиОбменную кислотность определяют, вытесняя кислотныекомпоненты из ППК незабуференными растворами нейтральных солей: КС1, NaCl и др. Вытеснение обменных катионов приэтом происходит при значениях рН, обусловленных кислотноосновными свойствами исследуемой почвы. Обменная кислотность, таким образом, является той частью почвенной кислотности, которая в определенных условиях может проявиться вреальной почве, например при внесении удобрений.
В Россииобменную кислотность определяют при исследовании любыхкислых почв, за рубежом — главным образом при исследованиитропических почв.К.К. Гедройц предлагал определять обменную кислотностьмногократной обработкой навески почвы 1 н. раствором ВаС12 дополного вытеснения обменного иона водорода. Полнота вытеснения иона Н + контролировалась по величине рН с помощьюиндикатора метилового оранжевого. В настоящее время в Россииобменную кислотность определяют при однократной обработкенавески почвы 1 М раствором КС1 и отношении почва—раствор,равном 1:2,5.
Количество кислотных компонентов определяюттитрованием аликвоты вытяжки раствором NaOH. В связи с темчто однократная обработка почвы при узком отношении почва—раствор не позволяет полностью вытеснить из ППК обменныеионы водорода и алюминия, результат, полученный этим методом, иногда умножают на 1,75.В некоторых случаях проводят раздельное определение обменной кислотности, обусловленной обменными ионами Н + иионами А13+ по методу, предложенному А.В. Соколовым. В этомслучае в соответствии с методикой, принятой в России, анализируют две аликвоты 1 М KCl-вытяжки из почвы.
В одной аликвоте титрованием щелочью по индикатору фенолфталеину определяют обменную кислотность, обусловленную как ионами Н + ,так и ионами А13+. Во вторую аликвоту перед титрованием до216бавляют раствор фторида натрия. Фторид-ион связывает алюминий в комплекс:А13+ + 6F" 5=* Al F63" .Затем вытяжку титруют раствором щелочи и определяют кислотность, обусловленную Н + . Содержание обменного алюминиянаходят по разности результатов титрования первой и второйаликвот.Рассматриваемый метод не обладает высокой точностью. Еслипринять, что в анализируемой системе алюминий присутствуетисключительно в виде иона А1 3+ , комплексообразование с фторид-ионом не нарушает кислотно-основного состояния системы.Однако алюминий в зависимости от рН системы находится нетолько в виде свободного катиона, но и в виде разнообразныхгидроксокомплексов.
Тогда при взаимодействии алюминия с F"в системе появляются гидроксид-ионы:А10Н2+ + 6F" з=* Al F63" + ОН",A l ( O H ) J + 6 F " ^ A1F63~+ 20H".В этих случаях после добавления фторид-ионов еще до начала титрования часть ионов Н + будет нейтрализована ионами ОН",которые появились в системе в результате взаимодействия гидроксокомплексов алюминия с фторидами.
Таким образом, с помощью рассматриваемого метода получают завышенные результатыопределения обменного алюминия и заниженные результаты определения обменного водорода.В руководстве «Physical and chemical methods of soil and wateranalysis», изданном FAO, предложен иной вариант метода селективного определения обменных водорода и алюминия, основанный на том же принципе. Суммарное содержание ионов водорода и алюминия также определяют титрованием щелочью по фенолфталеину. Авторы метода отмечают, что образующийся прититровании осадок гидроксида алюминия способен затруднятьопределение конечной точки титрования из-за адсорбции индикатора, но обычно получают хорошие результаты титрования.Селективное определение ионов водорода проводят в той же аликвоте.
Для этого в колбу добавляют раствор фторида натрия. Врезультате образования фторидных комплексов алюминия в растворе появляется эквивалентное алюминию количество гидроксид-ионов:А1(ОН)3 + 6F" = Al F63~ + ЗОН".217Освободившиеся ионы ОН" оттитровывают кислотой. Содержание ионов водорода находят по разности между первым и вторым титрованием. В присутствии гидроксокомплексов с помощью этого варианта метода также получают завышенные результаты определения обменного алюминия и заниженные —обменного водорода.Если результаты определения обменного алюминия выражатьчислом его миллимолей эквивалентов, ошибок, связанных с присутствием части алюминия в виде его гидроксокомплексов, неудастся избежать даже при прямом фотометрическом определении всех форм соединений алюминия в вытяжке.9.3.1.1. Методика определенияобменной кислотностиНавеску почвы, пропущенной через сито с отверстиями диаметром 1—2 мм, массой 40 г помещают в колбу вместимостью250 мл.
В колбу приливают 100 мл 1 М раствора КС1 и взбалтывают в течение 1 ч. Часовое взбалтывание суспензии может бытьзаменено трехминутным взбалтыванием с последующим суточным настаиванием. Содержимое колбы фильтруют в сухую коническую колбу или другую емкость. Первые 10 мл фильтрата выбрасывают.После того, как суспензия будет профильтрована полностью,50 мл фильтрата помещают в коническую колбу вместимостью250 мл, добавляют 2-3 капли фенолфталеина и титруют 0,02—0,1 М раствором NaOH до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин.Обменную кислотность (Ноб) рассчитывают по уравнению:Ноб ммоль(+)/Ю0 г почвы =(К-К,)н.К 0 10077—>VmuJhгде К и V\ — объем NaOH, пошедший на титрование соответственно аликвоты вытяжки и контрольной пробы; н.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
