15265 (585600), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Х - объём крепкого NaOH, необходимый для приготовления требуемого объёма 0,1 н. раствора NaOH, мл.

В – требуемый объём 0,1 н. раствора NaOH мл.

В₁ – объём кислоты, пошедший на титрование пробы крепкого раствора NaOH, мл

В₂ – объём пробы крепкого раствора NaOH, взятый для титрования, мл.

Н – нормальность кислоты, мг-экв/мл.

0,1 – нормальность кислоты приготовленного раствора NaOH, мг-экв/мл.

1. Приготовление фенолфталеина 1%-ного, спиртовой раствор: 1г реактива растворяли в 100 мл 96% этилового спирта.

Ход анализа.

30 г почвы воздушно – сухой, просеянной через сито D=2 мм заливали 75 мл KCl н.с рН 5,6-6,0, перемешивали почву с раствором в течение 1 мин. Далее отфильтровывали вытяжку. Для потенциометрического титрования отфильтровывают по фенолфталеину. Для этого 25 мл вытяжки помещали в коническую колбу ёмкостью 100 мл, прибавляли по каплям 2к. 1%-ного раствора фенолфталеина и титровали 0,1 н. раствором NaOH до появления слабо-розовой окраски раствора, не исчезающей в течение 1 мин.

Величину обменной кислотности определяли по результатам параллельных измерений и она составляла рН=1,03, это указывает на сильный характер раствора после десорбции ионов из ППК и согласуется с данными о составе обменных катионов, основная доля обменных протонов принадлежит слабым фульво- и гуминовым кислотам, образованных в результате гидролиза катионов Al³⁺,NH₄⁺.

2.5.2 Определение гидролитической кислотности почв рН-метрическим методом [20]

Метод основан на определении гидролитической кислотности при обработке почвы 1н. раствором уксуснокислого натрия по Каппену при отношении почвы к раствору 1:5 с последующим измерением рН суспензии.

Приготовление растворов:

1. Натрий уксуснокислый 1,0н. раствор: К 68 г соли прибавляли дистиллированной воды и доводили до 0,5 литра. Раствор должен иметь рН 8,3-8,4 при измерении стеклянным электродом.

Если раствор имеет рН менее 8,3, его подщелачивали 1%-ным раствором NaOH, если раствор имеет рН более 8,4-его подкисляли раствором CH₃COOH. Раствор быстро портился, его можно хранить не более 3 –4 дней.

Ход анализа.

На технических весах отвешивали 30г воздушно-сухой почвы, размолотой и просеянной через сито D=2мм. Почву помещали в банку и прибавляли 75 мл 1н. раствора CH₃COONa(pH=8,3-8,4). Тщательно перемешивали в течение 1 мин. Суспензию оставляли до следующего дня. На следующий день перемешивали суспензию в течение 1 мин. И измеряли рН стеклянным электродом.

Показания рН-метра снимали с точностью до сотых долей.

2.6 Методика определения кислоторастворимых форм металлов в почвенных вытяжках методом атомной абсорбции

Сущность метода и принцип работы. Атомно-абсорбционный анализ основан на способах свободных атомов определяемых элементов, образующихся в пламени при введении в него анализируемых растворов, селективно поглощать резонансное излучение определённых для каждого элемента длин волн.

Метод обеспечивает предел обнаружения многих элементов на уровне 0,1-0,01 мкг/мл, что во многих случаях даёт возможность анализировать пробы без предварительного концентрирования элементов. Атомно-абсорбционный метод позволяет в настоящее время определить до 70 элементов, преимущественно металлов.

Метод атомной абсорбции, сокращённо АА-метод, основан на использовании способности свободных атомов определяемых элементов селективно поглощать резонансное излучение определённой для каждого элемента длинны волны. Раствор, содержащий ион металла, впрыскивается в пламя, где растворитель испаряется, а многие ионы восстанавливаются до атомов. Источником излучения служит лампа с полым катодом, которая излучает свет с определёнными длинами волн. Поглощаемая атомами анализируемого образца энергия излучения с одной из этих длин волн пропорциональна количеству испарившегося в пламени элемента.

Этот метод очень чувствителен благодаря жёстким требованиям к длине волны источника света.

В пламени специальной горелки атомно-абсорбционного анализатора происходит испарение раствора, подаваемого в виде аэрозоля вместе с горючим газом и окислителем, при этом плавится и испаряется растворённая проба, идёт термическая диссоциация молекул и образование свободных атомов. Важно, чтобы при этом большинство атомов находилось в невозбуждённом состоянии. В качестве атомизатора используется воздушно-пропан-бутановое пламя. Оптимальная температура пламени для атомизации составляет 2000-3000⁰С. Световой поток от спектральной лампы проходит через пламя горелки и монохроматор. Между пламенем и монохроматором помещается диафрагма, позволяющая уменьшить щель, через которую свет проходит на монохроматор, а от него – на фотоэлектричесикй детектор. Сигнал, получаемый с детектора, усиливается специальным усилителем и регистрируется цифропоказывающим индикатором, который может быть связан с печатающим устройством.

Наиболее универсальным, удобным и стабильным источником получения свободных атомов является пламя. В пламени происходит испарение растворителя, растворённые вещества превращаются в мелкие твёрдые частицы, которые далее плавятся и испаряются. Образующиеся пары содержат смесь свободных атомов, ионов и молекул различных химических соединений.

В качестве детектора излучения системы регистрации используют фотоэлектронные умножители (ФЭУ). Они должны обладать достаточной чувствительностью в широкой области спектра (табл. 3).

Таблица 3

Аналитическая линия чувствительности и оптическая область концентрации атомно-абсорбционного определения элементов

В настоящей работе рекомендуется использовать 1н. HNO₃ или 1 н. HCl и ацетатно-аммонийный буферный раствор с рН 4,8, экстракцию проводят из отдельных навесок почв в трёхкратной повторности.

Приготовление растворов необходимо проводить в вытяжном шкафу.

Буферный раствор с рН – 4,8

Для приготовления 1 дм³ этого раствора берут 108 см³ 98% уксусной кислоты (СН₃СООН) и 75 см³ 25% раствора аммиака (NH₄OH). В справочнике находят их массовые доли в весовых процентах. Если найденные значения массовых долей отличаются от вышеуказанных, объёмы реактивов, необходимые для приготовления буферного раствора, вычисляют по формуле:

V₂ = V₃ c₁d₁ , где

c₂d₂

V₂ – искомый объём реактива, см³;

c₁ - необходимая массовая доля вещества, вес %;

c₂ – найденная массовая доля вещества, вес %;

d₁ – плотность заданной массовой доли вещества, г/см³;

d₂ – плотность, соответствующая найденной массовой доли вещества, г/см³.

Найденные объёмы уксусной кислоты и аммиака приливают к 500-600 см³ бидистиллированной воды и доводят до метки.

Приготовление раствора 1 н. HNO₃

В коническую колбу из термостойкого стекла вместимостью 1000см³ наливают 900 см³ бидистиллированной воды и приливают к ней 62 см³ азотной кислоты плотностью 1,42 г/см³, осторожно помешивая раствор, доводят до метки водой, а затем полученный раствор охлаждают до комнатной температуры.

3 Экспериментальная часть

3.1 Агрохимические характеристики почв

Проведён химический анализ почв для выявления агрохимических показателей почвы с использованием методик 2.2-2.5. Данные представлены в таблице 4.

На основе этих данных можно сделать вывод, что исследуемая почва относится к выщелоченным чернозёмам, характеризующиеся содержанием гумуса 6-8%.

В чернозёмах высока доля содержания гумуса. Известно, что гумус -это депо для тяжёлых металлов. Особенно высока комплексообразующая способность гумусовых веществ по отношению к Cu(II), Cd(II) и Pb(II).

Тяжёлые металлы вносили в почву в виде солей азотнокислого кадмия и уксуснокислого свинца, из расчета на элемент в ПДК: кадмий – 3мг/кг и свинец – 1мг/кг[4]. Данные химического анализа после эксперимента представлены в таблицах 5 и 6.

Из этих данных видно, что тяжёлые металлы оказывают значительное влияние на основные агрохимические характеристики: содержание Са²⁺, Мg²⁺, рН водной вытяжки, суммы поглощённых оснований.

Таблица 4

Агрохимические характеристики образцов почвы пригородной зоны

г. Минусинска

	Содержа-ние гумуса, %	Жёсткость водной вытяжки, ммоль/100г	Сумма погло-щённых основа-ний, ммоль/100г	Гидролитическая кислот-ность, ммоль/100г	Обменная кислот-ность, ммоль/100г	рН
Значение показателя	6,5	1,68	46	0,27	0,01	7,36

Обменная кислотность остаётся неизменной при внесении ТМ, а гидролитическая кислотность изменяется незначительно: только при внесении ионов Pb (II) в контрольный образец почвы гидролитическая кислотность возросла на 0,19 ммоль/100 г, а в случае с Cd (II) – на 0,47 ммоль/100 г. Это указывает на вытеснение ионов Al³⁺, Fe³⁺ из почвенного поглотительного комплекса ионами Cd (II) и Pb (II) и усилением процессов гидролиза.

Известкование является эффективным приёмом в снижении содержания подвижных форм ТМ в почве, т. к. способствует их детоксикации, а высокое содержание в почвенном растворе водорастворимых органических соединений приводит к повышению миграционной способности металлов благодаря образованию устойчивых органоминеральных комплексов. В их составе металлы могут транспортироваться за пределы почвенного профиля.

Использование ацетата натрия приводит к тому, что рН среды повышается и в условиях подщелачивания ионы металлов становятся очень подвижными, при этом снижается общее количество гумуса.

Очень важной агрономической характеристикой почвы является кислотность. Как правило, чернозёмы обладают нейтральной реакцией с небольшими отклонениями в ту или другую сторону. В нашем случае обменная кислотность не изменяется и остаётся постоянной, т. к. для чернозёмов она менее характерна. Чаще всего приходится встречаться с гидролитической кислотностью, которая свойственна большинству почв. Её необходимо определять для установления дозы извести и возможности эффективного применения фосфоритной муки.

Кроме того, для характеристики почвы важно знать не только абсолютное значение кислотности, т. е. общее количество поглощённых ионов водорода, но и соотношение между ними и другими поглощёнными катионами – Са²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺ и другие. Величина степени насыщенности основаниями – важный показатель для характеристики степени кислотности почвы, её учитывают при определении нуждаемости почв в известковании.

В модельном эксперименте значение суммы поглощённых оснований в разных вариантах колеблется от 44,7 до 46,8 ммоль/100 г в сравнении с почвой – контролем, что свидетельствует о незначительной потребности почвы в известковании.

Таблица 5

Изменение агрохимических показателей почвы после внесения соли Pb(II) в разных концентрациях.

вариант	гумус, %		Жёсткость, ммоль/100г	Сумма поглощённых оснований, ммоль/100г		Гидролити-ческая кислотн., ммоль/100г	Обменная кислотн., ммоль/100г
ПДК (Pb(II)) = 20 мг/кг
Фон+Pb2++ биогумус	9,2		0,39	45,4		0,25	0,01
Фон+Pb2++ известь	8,1		12,35	46,4		0,25	0,01
Фон+ Pb2+ +СН3СООNa	5,9		2,34	45,4		0,29	0,01
ПДК (Pb(II)) =60 мг/кг
Фон+ Pb2+ +биогумус		9,7	0,36	46,8	<0,23			0,01
Фон+ Pb2+ + известь		8,5	1.53	46,4	<0,23			0,01
Фон+ Pb2+ +СН3СООNa		5,5	2,36	45,4	0,27			0,01
Почва – контроль
Почва		6,5	1,68	46	0,27			0,01

Таблица 6

Характеристики

Список файлов ВКР