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.
|