Определение рН в водной вытяжке

ОПРЕДЕЛЕНИЕ рН В ВОДНОЙ ВЫТЯЖКЕ.

1. Теоретическая часть.

Силикаты, алюмосиликаты и алюмоферрисиликаты, входящие в состав почв и грунтов, практически нерастворимы в воде. Кроме этих соединений в почвах и грунтах имеются воднорастворимые соединения-соли серной, соляной,угольной,азотной и фосфорной кислот. Содержание этих солей, за исключением засоленных почв и грунтов, незначительно и колеблется в пределах сотых и десятых долей процента. Несмотря на незначительное содержание, роль воднорастворимых соединений в процессах почвообразования и в жизни растений исключительно велика, т. к. эти соединения являются наиболее подвижной и усвояемой растениями составной частью почвы. Воднорастворимые веществ почв и грунтов исследуются методом водных вытяжек. В водную вытяжку полностью переходят легкорастворимые соли-все хлориды и карбонаты натрия, а также растворимые сульфаты.

Средне- и труднорастворимые соли (гипс,карбонаты кальция и магния и др.) переходят в раствор лишь частично, в зависимости от состава и концентрации равновесного раствора. В водной вытяжке могут быть NH₄⁺, K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺, Fe³⁺, Al³⁺. Из анионов в водной вытяжке могут быть HSiO₃^-, Cl^-, SO₄^2-, NO₃^-,    NO₂^-, HCO₃^-,HPO₄^2-, CO₃^2-, H₂PO₄^-, а  также воднорастворимые перегнойные кислоты. Солевой состав водных вытяжек почв будет различен. Водные вытяжки подзолистых, дерново-подзолистых, болотных и серых лесных почв содержит небольшое количество воднорастворимых веществ. В составе воднорастворимых веществ этих почв органическая часть преобладает над минеральной. Реакция вытяжек кислая.

Водные вытяжки из черноземов отличаются тем,что количества органических веществ в них примерно равны между собой. Реакция нейтральная или близка к нейтральной. В солевом составе преобладают бикарбонаты щелочноземельных металлов.

В водных вытяжках из верхних горизонтов сероземов, бурых и частично каштановых почв, а также их солончаков и солонцов, часто встречаются в этих зонах, минеральные вещества преобладают над органическими. Реакция явно щелочная. Солевой состав вытяжки включает в себя хлориды, сульфаты и бикарбонаты в различных соотношениях, что является характерным признаком засоленных почв.

Засоление почв зависит от засоленности грунтов, уровня грунтовых вол, их минерализации, от физико-механических свойств грунтов и почв. Засоленными почвами считают те, в верхнем горизонте которых содержится солей больше 0,2%.

засоление может  быть вызвано щелочными солями-нормальными карбонатами (Na₂CO₃) и бикарбонатами (NaHCO₃), хлоридами (NaCl), сульфатами (Na₂SO₄) и другими солями. Из солей кальция и магния легко растворимыми будут бикарбонаты кальция (Ca(HCO₃)₂) и магния (Mg(HCO₃)₂), хлориды (MgCl₂ и CaCl₂), сульфаты (MgSO₄ и CaSO₄ 2H₂O гипс). В зависимости от качественного и количественного состава солей различают хлоридное, сульфатное и смешанное засоление (хлоридно-сульфатное и сульфатно-хлоридное). Может встречаться и нитратное засоление. По составу катионной части солей различают натриевое, магниевое и кальциевое засоление. Некоторые соли, как например,  Na₂CO₃ , MgSO₄ ,  NaHCO₃ ,  Ca(HCO₃)₂ , встречаются в сотых долях процента. Содержание других солей, как  NaCl,  Na₂SO₄ , CaSO₄ 2H₂O , может достигать до нескольких процентов. В пухлых солончаках иногда может состоять из чистых солей. Для растений наиболее вредными будут сода Na₂CO₃  и соли магния: MgSO₄ ,  MgCl₂ . Содержание соды даже в таких незначительных количествах, как 0,005%, вызывает гибель растений. Менее вредными будут соли: Na₂SO₄ , NaCl,  NaHCO₃ , Ca(HCO₃)₂ , безвредными являются  CaSO₄ 2H₂O (гипс), MgCO₃ и CaCO₃.

В водных вытяжках засоленных почв обычно определяют:

а) сумму воднорастворимых солей-сухой или плотный остаток.

б) щелочность от нормальных карбонатов.

в) общую щелочность.

г) щелочность, вызываемую кислыми углекислыми щелочами.

д) воднорастворимый перегной (гумус).

е) рН водной вытяжки.

ж) количественное содержание хлора, серной кислоты, кальция и магния.

Все эти определения составляют так называемый «сокращенный анализ» водной вытяжки.

2. Приборы, посуда, реактивы

2.1 Лабораторный рН-метр или иономер с погрешностью измерения не более 0,05рН

2.2. Электрод стеклянный для определения активности ионов водорода.

2.3. Электрод сравнения хлорсеребряный

2.4. Буферные растворы с различными значениями рН ( 4,01; 6,86, 9,18)

3. Ход определения.

3.1. взять навеску на технохимических весах анализируемой почвы, предварительно измельчённой, пропущенной через сито ( a=1мм) и высушенной на воздухе, навеска равна 60гр. Количественно перенести навеску через сухую воронку в поллитровую колбу. Затем прилить в колбу с навеской пятикратное количество воды, лишённое С (вода отмеряется мерным цилиндром вместимостью 100мл). Вода без С получается кипячением в течении 30-45 минут. Колбу закрывают пробкой и встряхивают 3 минуты. По окончанию взбалтывания всю суспензию почвы с водой, не давая ей отстоятся, осторожно и быстро фильтруют через сухой беззольный фильтр. В качестве приёмника используют сухую колбу на 250 мл. Если 1 порции фильтрата окажутся мутными, то его следует профильтровать сразу же через тот же фильтр, не дожидаясь конца фильтрования. По окончании фильтрования колбу с фильтратом следует записывать в рабочий журнал окраску и прозрачность полученного фильтрата, а также отметить фильтруемость вытяжки (хорошая или плохая, быстрая или медленная).

3.2. Включить рН-метр и дать прогреется в течении 30минут.

3.3. Произвести проверку и настройку рН-метра по стандартным буферным растворам. Рекомендуется применять стандартный раствор, величина рН которого находится в том же диапазоне, что и рН испытуемого раствора.

3.4. Установить переключатель «пределы измерения» на соответствующий диапазон измерений. В случае необходимости произвести дополнительную настройку рН-метра.

3.5.  Часть суспензии почвы ( 40-45) осторожно слить в химический стакан вместимостью 50 и измерить значение рН.

3.6. Выключить рН-метр. Электроды осторожно промыть дистиллированной водой и погрузить в стаканчик с чистой дистиллированной водой.

3.7. Результаты определения записать в рабочий журнал