Л.А. Воробьёва - Химический анализ почв (1114635), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Для определения химическихэлементов, содержание которых превышает десятые доли процента, принципиально возможно использование классических методов химического анализа — гравиметрических и титриметрических.19ТаблицаСредние содержания химических элементов в почвахХимические элементыС, Fe, Al, SiTi, Mg, Na, К, СаV, Cr, F, Sr, Zr, Ba, Mn, P, SMo, Br, As, I, Sc, Pb, Co, B, Cu, Li, Ni, ZnSe, Hg6Пределы средних содержаний, %2,0-33,00,4-1,40,01-0,07io-4-io310"6В прошлом гравиметрический метод использовали для определения кремния, суммарного содержания элементов группы полуторных оксидов, щелочноземельных (Са, Mg), щелочных (К, Na)элементов, фосфора. В настоящее время гравиметрический метод используют главным образом для определения в почвах кремния.
С помощью титриметрических методов могут быть определены алюминий, железо, кальций, магний, хлорид- и сульфатионы, углерод органических соединений и пр.Несмотря на то, что классические химические методы вомногих случаях уступают место более производительным инструментальным, необходимо иметь в виду, что эти методы, особенно гравиметрические, являются наиболее точными. Поэтому, несмотря на свою трудоемкость, они безусловно будут использоваться в качестве стандартных арбитражных методов приразработке новых (в том числе инструментальных) методов анализов почв и создании стандартных с известным (заданным) содержанием химических элементов образцов почвенных масс. Стандартные образцы почвенных масс используют как при контролеправильности получаемых результатов анализа, так и для калибровки приборов.Методы с разными пределами обнаружения используются нетолько при определении химических элементов, различающихсяпо свойствам и содержанию в почвах.
Даже при определении разных показателей химического состояния одного и того же элемента бывает целесообразно и даже необходимо использоватьразные методы измерения или разные их варианты. Например,общее содержание свинца в почвах определяют пламенным вариантом атомно-абсорбционного метода, тогда как концентрация свинца в водных вытяжках из почв может быть определенапосле предварительного концентрирования непламенным (с помощью графитовых кювет) вариантом метода, который имеет болеенизкий предел обнаружения.Таким образом разные свойства химических элементов, разные уровни их содержания, необходимость определения разныхпоказателей химического состояния элемента в почве делают необ20холимым использование методов измерения с разными пределами обнаружения.Основу почвенной массы составляют труднорастворимые силикаты, алюмосиликаты, оксиды.
Поэтому в элементном анализепочв либо используют специальные приемы, позволяющие перевести определяемые элементы в раствор, либо применяют методы,которые позволяют анализировать почвенные пробы в твердомсостоянии. Возможность анализа твердых почвенных проб чрезвычайно важна и частично реализуется эмиссионным спектральным, рентгенофлуоресцентным и некоторыми другими методами.Теоретические основы методов количественного анализаобъектов, их возможности и условия применения студенты изучают в курсе аналитической химии.
Эти вопросы рассматриваются в соответствующих учебниках. Кроме того, особенностям применения инструментальных методов к анализу почв посвященыспециальные монографии и учебные пособия. В настоящем издании за некоторыми исключениями общие вопросы теории количественного анализа не рассматриваются.1.6.
Единицы измерения уровней показателейи способы выражения результатов анализа почвДля оценки уровней показателей химических свойств почв ихимических почвенных процессов используют единицы физических величин. В 1960 г. 11-я Генеральная конференция по мерами весам приняла Международную систему единиц СИ (SystemeInternational d'Unitees — SI). Она включает 7 основных единиц.При оценке химического состояния почв чаще всего используютединицы массы и единицы количества вещества.С введением СИ такие единицы массы, как грамм- и миллиграмм-эквивалент, ранее принятые почвоведами всего мира, былиупразднены и в настоящее время в зарубежной литературе не употребляются.
В нашей стране они во многих изданиях продолжаютиспользоваться.В СИ основной единицей массы является килограмм, а частоупотребляемыми дольными единицами (единицами, составляющими долю, часть от принятой единицы физической величины) —грамм и миллиграмм. В почвоведении часто используют единицы, характеризующие массовую долю того или иного компонента в почве. Под массовой долей понимают отношение массы компонента, содержащегося в системе, к общей массе этой системы.Результаты анализа выражают в процентах (сотая доля, %), промиллях (тысячная доля, %о, ppt), в миллионных долях (млн-1, ванглоязычной литературе ppm — pars pro million).
Единицы ppt и21ppm удобны для оценки малых концентраций веществ, их широко используют в иностранной литературе. В отечественной литературе чаще применяют мг/кг, что соответствует 1 ppm. Достаточно часто применяют единицы, которые характеризуют выраженную в миллиграммах массу компонента, содержащуюся в 1 кгили в 100 г почвы (мгкг-1 или мг/кг, мг/100 г почвы).
В тех случаях, когда необходимо оценивать эквивалентные соотношения междуреагирующими или содержащимися в почвах компонентами, используют не единицы массы, а единицы количества вещества.Основной единицей количества вещества в СИ является моль(mol), дольными единицами — децимоль (дмоль, dmol), сантимоль (смоль, cmol), миллимоль (ммоль, mmol) и микромоль(мкмоль, цто1). Перечисленные дольные единицы соответствуютКГ1, 10~2, 10~3, 10~6 доле моля. В скобках приведены русские имеждународные обозначения единиц.В соответствии с СИ моль — единица количества вещества,состоящая из стольких структурных элементов, сколько атомовсодержится в 0,012 кг углерода-12 (12С).
Число атомов в 0,012 кг12С, или в одном моле углерода-12, равно числу Авогадро —6,022* 1023. Тогда 6,022-1023 любых структурных элементов составляет моль этих элементов.Структурными элементами могут быть реальные частицы —молекулы, атомы, ионы, электроны, протоны и разнообразныеусловные частицы. В качестве условных частиц можно рассматривать 1/2 молекулы H2SO4, 1/3 иона А13+ и пр.Эквивалентом называют реальную или условную частицу, которая может присоединять, высвобождать или быть каким-либодругим образом эквивалентна одному иону водорода в кислотноосновных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях. Поскольку эквивалент рассматривается как частица (реальная или условная), единицей количествавещества эквивалента также является моль.Количество вещества обозначают символом «п».
Так, количество вещества Са2+ записывается как п(Са 2+ ). Например,п(Са2+) = 5 ммоль.Символом «М» обозначают молярную массу вещества. Молярная масса рассматривается как масса, отнесенная к количеству вещества. Единицей молярной массы в СИ является кгмоль"1или кг/моль. Могут быть использованы гмоль""1, гсмоль"1,г-ммоль"1. Например: Л/(Са 2+ )=40,08 г-моль""1, Л/(Са2+) == 0,04008 гммоль"1, Л/(1/2 Са2+) = 20,04 г-моль"1, Л/(1/2 Са2+) == 0,02004гммоль""1. Таким образом:1моль CaCl2 состоит из 6,022-10*3 молекул, имеет массу 110,99гмолярная масса СаС12 составляет 110,99 г моль"1 или сокращенно —М(СаС12) = 110,99г моль'1;22/ моль Са2+ состоит из 6,022-1023 ионов, имеет массу 40,08г,М(Са2+) = 40,08 г-моль"1;1 моль (1/2 Са2+) состоит из 6,022-1023 условных частиц, илиэквивалентов, имеет массу 20,04 г, молярная масса 1/2 Са2+ соответствует 20,04г-моль"1 или М(1/2 Са2+) = 20,04г-моль"1;1 моль электронов (е~) состоит из 6,022-1 СИ3 электронов, имеет массу 0,54861 (Г3 г, М(е") = 0,54861 (Г3 г-моль"1.Количество вещества (число молей растворенного вещества),деленное на объем раствора, рассматривают как молярную концентрацию (символ «с»).
Тогда выражение для концентрации раствора, содержащего в 1 л 1 моль НС1, имеет вид: с(НС1) == 1 мольл"1. Выражение с(1/2 H 2 S0 4 ) = 0,1 мольл"1 соответствует выражению 0,1 н. H 2 S0 4 , a c(H 2 S0 4 ) == 0,1 мольл"1 соответствует 0,1 М H2SO4.Для того, чтобы от количества вещества в исследуемой системе перейти к его массе, число молей вещества необходимо умножить на величину его молярной массы. Предположим, что 1 кгпочвы содержит 50 ммоль (слово моль после числа и в заголовкахтаблиц не склоняется) сульфат-ионов. Молярная масса SOj" равна 96 г/моль или 0,096 г/ммоль.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
