ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА В ПОЧВАХ

Данные о содержании органического вещества в почве (гумуса) являются одним из главных показателей плодородия. Поскольку анализ структуры и содержания той или иной составной органической части образца практически невозможен из-за сложности процедуры, то представление об органическом веществе могут составить данные о валовом содержании углерода и азота. По результатам определения углерода в почве можно вычислить содержание гумуса в почве: искомое весовое процентное содержание гумуса находится умножением весового процентного содержания углерода на коэффициент, который равен 1,7-2.

Самым несложным методом определения органического углерода является метод Тюрина, который состоит в разложении органического вещества бихроматом калия в кислой среде:

3C + 2K₂Cr₂O₇ + 8H₂SO₄ = 3CO₂ + 2Cr₂(SO₄)₃ + 8H₂O + 2K₂SO₄.

Оставшийся после реакции хромат оттитровывается солью Мора:

K₂Cr₂O₇ + 6FeSO₄ + 7H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3Fe₂(SO₄)₃ + 7H₂O + K₂SO₄.

Индикатором служит N-фенилантраниловая кислота. Определению мешают хлориды, которые надо учитывать или маскировать сульфатом серебра. На результаты анализа может, при определенных обстоятельствах, влиять наличие в пробах окиси марганца и солей двухзарядного железа.

Ход определения

Навеску высушенной почвы поместить в плоскодонную термостойкую колбу, прилить 10 мл 0,4н раствора бихромата калия в серной кислоте (1:1). Раствор нагреть до кипения и кипятить 5 минут. Затем колбу остудить, обмыть ее стенки 10-20 мл дистиллированной воды, добавить 5 капель индикатора (0,2%) и титровать солью Мора (0,2н) до точки эквивалентности.

Содержание углерода в пробе рассчитать по следующей формуле:

C% =(V₁N₁ - V₂N₂) *1200/ m,

где
V₁, N₁ - объем и нормальность соли Мора;
V₂, N₂ - объем и нормальность соли бихромата калия;
m - навеска почвы.

Не составляет секрета, что процедура анализа методом Тюрина идентична процедуре определения бихроматной окисляемости. В связи с этим детали процедуры анализа можно заимствовать!

О содержании гумуса в почве можно судить и по окраске анализируемого образца:

Содержание гумуса	Цвет почвы
7 - 10 %	черный
4 - 7 %	темно-серый
2 - 4 %	серый
1 - 2 %	светло-серый
0,5 - 1 %	почти белый

ОПРЕДЕНИЕ АЗОТА В ПОЧВАХ

Азот, находящийся в почвах, является одним из элементов питания растений. Большая часть азота входит в состав органических соединений гумуса. Помимо этого, небольшая часть азота находится в составе минеральных солей: нитраты, нитриты, соли аммония. Молярным соотношением азота и углерода принято характеризовать обеспечение азотом гумуса. Например, обычно высокое и среднее содержание азота характеризуется соотношением C/N = 8-10. Красноземы характеризуются отношением C/N = 18-20.

Азот в почвах принято определять методом Кьельдаля. Метод состоит в кипячении образца почвы в концентрированной серной кислоте. Результатом кипячения является разложение органического вещества почвы до солей аммония, углекислого газа и сернистого ангидрида. После разложения, кислота нейтрализуется избытком щелочи. Образующийся в результате NH₄OH нагревается для отгонки NH₃. Собранный аммиак анализируется либо кислотно-основным титрованием, либо фотометрически с реактивом Неслера. По полученным данным делаются выводы о содержании азота в анализируемом образце почвы.

Кипячение пробы с серной кислотой имеет свои специфические особенности.

Пропорция кислоты и образца почвы может быть следующей: 10 мл кислоты на 1г почвы.
Считается, что при температуре кипения чистой серной кислоты разложение происходит не полностью. Оптимальной температурой считается 365 ⁰С. Для повышения температуры кипения в кислоту добавляется сульфат калия таки образом, чтобы концентрация соли была равна 1 мг/мл. Нагрев смеси выше 410 ⁰С приводит к потери части азота.
Помимо сульфата калия в кислоту добавляют катализаторы разложения. Катализаторами служит либо Se, либо HgO, либо CuSO₄.
Кипячение образца почвы продолжается до 5-6 часов в колбе с обратным холодильником.

После того, как процесс разложения закончен, проба разбавляется дистиллированной водой приблизительно в 50 раз. Затем в колбу с разбавленной пробой осторожно добавляется в избытке щелочь. Проба при этом не должна сильно разогреваться.

После операции нейтрализации все готово для отгонки аммиака. Отгонка проводится нагреванием пробы с применением водяного стеклянного холодильника. Аммиак собирается либо разбавленной серной, либо борной кислотами. В первом случае остаток серной кислоты титруется щелочью, а во втором - сильной кислотой.