Stanovenie obsahu humusu v pôde GOST. Stanovenie pôdneho humusu metódou I.V. Tyurin. Globálne znečistenie pôdy

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Uverejnené dňa http://www.allbest.ru/

Stanovenie pôdnej organickej hmoty metódou I.V. Tyurina upravená Tsinaom

Úvod

1. Pôda, jej štruktúra a typy

5. Praktická časť

Záver

Úvod

Pôdna organická hmota sa vzťahuje na všetky organické zlúčeniny prítomné v pôde. Spomedzi zlúčenín uhlíka zohrávajú najväčšiu úlohu pri tvorbe pôdy a úrodnosti pôdy.

Úloha organických zlúčenín je taká veľká, že problém pôdnej organickej hmoty vždy zaujímal jedno z ústredných miest v teoretickej a aplikovanej pôdnej vede.

Humus plní množstvo funkcií pri tvorbe pôdy a úrodnosti pôdy. Optimálny obsah humusu v pôde zabezpečuje agronomicky hodnotnú štruktúru a priaznivý vodno-vzduchový režim a zlepšuje prehrievanie pôdy. Najdôležitejšie fyzikálne a chemické ukazovatele pôd sú spojené s humusom, vrátane vysokej kapacity výmeny katiónov, acidobázickej tlmivosti pôd; Kyslosť a vývoj redukčných procesov závisí od kvality a úrovne obsahu humusu. Preto je v súčasnosti kvantitatívna analýza humusu v rôznych pôdnych typoch a hodnotenie zásob organického uhlíka v pôde najdôležitejším aspektom regulácie humusového zloženia pôd využívaných v poľnohospodárskej výrobe.

Jednou z kvantitatívnych metód stanovenia organickej hmoty v pôdach je fotometrická metóda I.V. Tyurin, čo je v súčasnosti hlavná metóda a akceptovaná vo všetkých laboratóriách. Preto je cieľom našej práce určiť množstvo organickej hmoty pomocou Tyurinovej metódy modifikovanej Tsinaom

1. Pôda, jej štruktúra a typy

Pôda je povrchová vrstva Zeme, ktorá má úrodnosť. Pôda je multifunkčný štvorfázový systém, ktorý vzniká v dôsledku zvetrávania hornín a životnej činnosti organizmov. Považuje sa za špeciálnu prírodnú membránu, ktorá reguluje interakciu medzi biosférou, hydrosférou a atmosférou Zeme. Vzniká vplyvom klímy, topografie, pôvodnej pôdotvornej horniny, ako aj živých organizmov a zmien v čase. Pôda je zmes pevných častíc, vzduchu a vody.

Pevné látky pôdy sú:

a) veľké minerálne častice, od veľkých kameňov až po veľmi malé zrnká piesku. Keď sa zavedie veľké množstvo vody, tieto zložky sa rýchlo usadia na dne nádoby.

b) extrémne malé prachové častice, ktoré môžu zostať suspendované vo vode po dlhú dobu. Ľahko sa oddelia od piesku namáčaním.

c) humínové látky, ktoré vznikli pri rozklade mŕtvych organických telies alebo odpadových produktov organizmov. Pri jej vzniku hrajú hlavnú úlohu mikroorganizmy (baktérie, huby, monera a pod.) a dážďovky. Mnohé humínové látky nesú zreteľné stopy svojho organického pôvodu a dodávajú pôde väčšinou čiernu alebo hnedú farbu.

Tieto tri zložky sa nachádzajú takmer vo všetkých typoch pôdy.

Časť zeminy, ktorá neprechádza cez pletivo s otvormi 0,3 mm. Pôdny skelet (hrubý piesok, štrk, skaly). Zvyšné častice sa nazývajú jemná zemina. Jemná pôda hrá hlavnú úlohu v živote rastlín. Prímes kamienkov a štrku výrazne mení fyzikálne vlastnosti pôdy.

Objem pórov Miešanie týchto zložiek pôdy, ich relatívne kvantitatívne pomery a spôsob ich zloženia sú v rôznych typoch pôdy veľmi rozdielne. Častice pôdy zanechávajú medzi sebou malé prázdne miesta (póry). Súčet takýchto priestorov nevyplnených pevnými časticami sa nazýva objem pórov danej pôdy. Pôda je veľmi bohatá na také prázdne priestory, ktoré sú navzájom prepojené, ktoré sa zužovaním ich lúmenu menia na kapiláry. To má veľký význam pre vegetáciu. Súdržnosť pôdy. Sila adhézie medzi časticami pôdy sa značne líši. Ako príklad uvedieme také extrémy, ako sú duny, ktorých zrnká piesku v suchej forme nie sú vôbec spojené, a napríklad hlinitá pôda. Černozem má tiež malú súdržnosť. Chlpatosť pôdy hrá veľmi dôležitú úlohu v jej fyzikálnej štruktúre. Závisí hlavne od veľkosti a spôsobu výskytu častíc, ktoré ju tvoria; Chlpatosť je väčšia, čím sú zrná menšie a tým častejšie sa nachádzajú; Hrudkovitá pôda má menšiu vzlínavosť ako pôda zložená z jednotlivých zŕn. Kamene a štrk v pôde tiež znižujú chlpatosť.

Na základe rôzneho zloženia pôdy možno založiť tieto typy: pôdy skalnaté, piesčité, vápenaté, zasolené, hlinité, humózne. Tieto typy sú navzájom prepojené postupnými prechodmi a nespočetnými medzičlánkami tak, že existuje nespočetné množstvo druhov pôd s najrozmanitejšími vlastnosťami.

1) Skalnatá pôda. Povaha horniny hrá rozhodujúcu úlohu v tom, aké rastliny budú v takejto pôde rásť. Hlavný význam tu majú rozdiely v tvrdosti, pórovitosti, tepelnej kapacite a tepelnej vodivosti. Hlavné horniny: žula, rula, vápenec, dolomit, pieskovec, bridlica, čadič atď.

2) Piesočnatá pôda. Piesok pozostáva z rôznych minerálov, najmä kremeňa, ale aj rohovca, živca, sľudy a niekedy aj vápna. Piesočnatá pôda patrí k sypkým pôdam, keďže zrná, ktoré ju tvoria, majú nízku súdržnosť, čím menšie, tým väčšie sú zrná piesku.

3) Vápnitá pôda. Vápenný piesok vyrobený zo zŕn sýteného vápna obsahuje viac živín ako kremenný piesok. Má o niečo vyššiu vodnú kapacitu a slabšie vysychá, no patrí aj do suchých a teplých pôd. Slieň je veľmi úzka kombinácia sýteného vápna (asi 8-45%, vo vápnitej slini asi 75%) s ílom (asi 8-60%) a kremenným pieskom. Jeho vlastnosti závisia od kvantitatívnych vzťahov jeho zložiek a zaujímajú stredné miesto medzi vlastnosťami piesku a ílu.

4) Solončaková pôda - pôda charakterizovaná prítomnosťou ľahko rozpustných solí v horných horizontoch v množstvách, ktoré bránia rozvoju väčšiny rastlín, s výnimkou halofytov, ktoré tiež netvoria uzavretý rastlinný kryt. Vznikajú v aridných alebo polosuchých podmienkach s exsudátovým vodným režimom a sú charakteristické pre pôdny kryt stepí, polopúští a púští.

Profil solončakov je zvyčajne zle diferencovaný. Na povrchu leží slaný (soľný) horizont obsahujúci 1 až 15 % ľahko rozpustných solí (podľa vodného extraktu). Pri vysychaní vznikajú na povrchu pôdy výkvety solí a kôry. Sekundárne solončaky, ktoré vznikajú pri stúpaní mineralizovanej podzemnej vody v dôsledku umelej zmeny vodného režimu (najčastejšie v dôsledku nesprávneho zavlažovania), môžu mať akýkoľvek profil, na ktorom je superponovaný slaný horizont.

5) Ílovitá pôda je takmer opakom piesku. Ílovitá pôda sa vyznačuje vysokou absorpčnou schopnosťou a hygroskopicitou (dokáže absorbovať 5-6% vodnej pary zo vzduchu). Ide o hustú a ťažkú pôdu, pretože častice sú vysoko súdržné. Je ťažké vetrať; Táto okolnosť je pre rastliny nepriaznivá a vedie k tvorbe kyselín a podmáčaniu pôdy. Ílovitá pôda je studená a mokrá, pretože má vysokú vodnú kapacitu (až 90 %) a vzlínavosť; absorbuje veľa vody z podložia a je takmer vodotesný. Ak je presýtený vodou, napučí, jednotlivé čiastočky, z ktorých sa skladá, sa od seba vzdialia a vznikne kašovitá hmota. Ílovitá pôda bohatá na vodu je plastická. Pod vplyvom dlhotrvajúceho sucha stvrdne ako kameň, zmršťuje sa a praská, čo ovplyvňuje vegetáciu. Nepriaznivé vlastnosti ílovitých zemín možno eliminovať primiešaním látok, ktoré majú opačné vlastnosti, ako je piesok alebo vápno.

pôdny uhlík chemický organický

2. Vlastnosti pôdy ako objektu chemického výskumu a ukazovatele chemického stavu pôd

Pôdu možno považovať za komplexný chemický systém, ktorého vlastnosti sa skúmajú na rôznych úrovniach. Pôda sa študuje ako prírodný útvar pozostávajúci z atómov rôznych chemických prvkov a ich obsah sa určuje počas výskumného procesu. Toto je atómová alebo elementárna úroveň štúdia zloženia pôd. Pôrodníci si zároveň kladú komplexnejšie úlohy a študujú zloženie pôd na vyšších úrovniach (molekulárne, iónové atď.).

Pôda je komplexný predmet štúdia. Zložitosť štúdia chemického stavu pôd je spôsobená zvláštnosťami ich chemických vlastností a je spojená s potrebou získať informácie, ktoré primerane odrážajú vlastnosti pôvodných pôd a poskytujú najracionálnejšie riešenie teoretických otázok pôdoznalectva a problémov. praktického využitia pôdy. Na kvantitatívne opísanie chemického stavu pôd sa používa široká škála ukazovateľov. Zahŕňa ukazovatele určené pri analýze takmer akýchkoľvek objektov a vyvinuté špeciálne pre výskum pôdy. Indikátormi chemického stavu pôd sú napríklad hmotnostný podiel humusu v pôde, pH vodných alebo soľných pôdnych suspenzií, hmotnostný podiel mobilných zlúčenín chemických prvkov v pôde a mnohé ďalšie.

Súbor a podriadenosť ukazovateľov chemického stavu pôd sú určené charakteristikami pôdy ako chemického systému a ako predmetu praktického využitia. Charakteristiky pôdy ako chemického systému sú heterogenita, polychemizmus, disperzia, heterogenita, zmena a dynamika vlastností, pufrovanie atď.

Polychémia pôd. V pôdach môže byť rovnaký chemický prvok súčasťou rôznych zlúčenín: ľahko rozpustné soli, komplexné hlinitokremičitany, organominerálne látky. Tieto zložky majú rôzne vlastnosti, od ktorých závisí najmä schopnosť chemického prvku prechádzať z pevných fáz pôdy do kvapalnej, migrovať v pôdnom profile a v krajine, byť spotrebovaný rastlinami a pod. Pri chemickom rozbore pôd sa preto zisťuje nielen celkový obsah chemických prvkov, ale aj ukazovatele charakterizujúce zloženie a obsah jednotlivých chemických zlúčenín alebo skupín zlúčenín s podobnými vlastnosťami. Tieto ukazovatele umožňujú diagnostikovať pôdne procesy, študovať premenu chemického prvku pri procese tvorby pôdy, pri aplikácii hnojív a technogénnom znečistení a hodnotiť úrodnosť a melioračné vlastnosti pôd.

Heterogenita pôdy. Pôda pozostáva z pevnej, kvapalnej a plynnej fázy. K.K. Gedroits už v roku 1906 napísal, že na určenie stavu pôdneho systému je potrebné študovať jeho pevné fázy a začať systematicky skúmať kvapalnú fázu v závislosti najmä od parciálneho tlaku CO 2 v pôdnom vzduchu. V súčasnosti sa pri štúdiu chemického stavu pôdy a jej jednotlivých zložiek stanovujú ukazovatele, ktoré charakterizujú nielen pôdu ako celok, ale aj jej jednotlivé fázy. Okrem toho boli vyvinuté matematické modely, ktoré umožňujú napríklad vyhodnotiť vzťah medzi úrovňami parciálneho tlaku oxidu uhličitého v pôdnom vzduchu, pH, alkalitou uhličitanov a koncentráciou vápnika v pôdnom roztoku.

Polydisperzita pôdy. Pevné fázy pôdy pozostávajú z častíc rôznych veľkostí od zŕn piesku až po koloidné častice s priemerom niekoľkých mikrometrov. Nie sú rovnaké v zložení a majú rôzne vlastnosti. Pri špeciálnych štúdiách genézy pôdy sa zisťuje chemické zloženie a ďalšie vlastnosti jednotlivých granulometrických frakcií. Rozptyl pôd do určitej miery súvisí s ich schopnosťou iónovej výmeny, ktorá je zasa charakterizovaná špecifickým súborom ukazovateľov – kapacita výmeny katiónov a aniónov, zloženie vymeniteľných katiónov atď. pôdy závisia od úrovní týchto ukazovateľov.

Acidobázické a redoxné vlastnosti pôd. Zloženie pôd zahŕňa zložky, ktoré vykazujú vlastnosti kyselín a zásad, oxidačných činidiel a redukčných činidiel. Pri riešení rôznych teoretických a aplikačných problémov pôdoznalectva, agrochémie a meliorácií sa stanovujú ukazovatele charakterizujúce kyslosť a zásaditosť pôd a ich redoxný stav.

Heterogenita, variabilita, dynamika, tlmenie chemických vlastností pôd. Vlastnosti pôdy nie sú rovnaké ani v rámci rovnakého genetického horizontu. Pri štúdiu procesov tvorby pôdneho profilu sa posudzujú chemické vlastnosti jednotlivých prvkov organizácie pôdnej hmoty.

Vlastnosti pôd sa menia v priestore, v čase a zároveň majú pôdy schopnosť odolávať zmenám svojich vlastností, to znamená, že vykazujú tlmiace vlastnosti. Boli vyvinuté ukazovatele a metódy na charakterizáciu variability, dynamiky a tlmivých vlastností pôd.

Zmeny vlastností pôdy. V pôde neustále prebiehajú rôzne procesy, ktoré vedú k zmenám chemických vlastností pôd. Praktické uplatnenie nachádzajú ukazovatele charakterizujúce smer, stupeň prejavu a rýchlosť procesov prebiehajúcich v pôdach; Študuje sa dynamika zmien pôdnych vlastností a ich režimov. Chemické vlastnosti dokonca aj izolovaných vzoriek pôdy sa môžu zmeniť, keď sa sušia, melú alebo jednoducho skladujú.

Rozdiely v zložení pôdy. Rôzne typy a dokonca aj typy a odrody pôd môžu mať také odlišné vlastnosti, že na svoju chemickú charakterizáciu využívajú nielen rôzne analytické techniky, ale aj rôzne súbory ukazovateľov. Napríklad v podzolových, sodno-podzolových, sivých lesných pôdach sa spravidla stanovuje pH vodných a soľných suspenzií, výmenná a hydrolytická kyslosť, výmenné zásady sa vytláčajú z pôd vodnými roztokmi solí. Zároveň sa pri analýze soľných pôd určuje pH iba vodných suspenzií a namiesto ukazovateľov kyslosti sa určuje celková, uhličitanová a iné typy zásaditosti. Vymeniteľné bázy v soľných pôdach nie je možné určiť ich jednoduchým vytesnením z pôdy vodnými roztokmi solí bez použitia špeciálnych analytických techník.

Uvedené pôdne vlastnosti do značnej miery určujú základné princípy metód štúdia chemického stavu pôd, nomenklatúry a klasifikácie ukazovateľov chemických vlastností pôd a chemických pôdnych procesov.

3. Chemické a inštrumentálne metódy analýzy pôdy

Pri chemickej analýze pôd možno použiť takmer akúkoľvek z metód, ktoré majú analytici k dispozícii. V tomto prípade sa meria buď priamo hľadaná hodnota ukazovateľa, alebo hodnota s ňou funkčne spojená. Napríklad koncentrácia solí v kvapalných fázach vodou nasýtených pôdnych pást a stupeň zasolenia pôdy môžu byť hodnotené elektrickou vodivosťou filtrátov z pást. Táto technika sa používa, pretože je jednoduchšie určiť elektrickú vodivosť roztoku ako koncentráciu v móloch.

V laboratórnej praxi rozboru pôdy sa používajú klasické chemické a inštrumentálne metódy. Pomocou klasických chemických metód môžete získať najpresnejšie výsledky. Relatívna chyba stanovenia je 0,1 - 0,2 %. Chyba väčšiny inštrumentálnych metód je oveľa vyššia - 2-5%. Pri analýze pôdy môžu byť chyby vyššie, ako je uvedené. Klasické chemické metódy sa v súčasnosti využívajú až na ojedinelé výnimky najmä na posúdenie správnosti výsledkov stanovení získaných inštrumentálnymi metódami.

Z inštrumentálnych metód v pôdnej analýze sa najviac používajú elektrochemické a spektroskopické metódy. Z elektrochemických metód sa používajú potenciometrické, konduktometrické, coulometrické a voltametrické, vrátane všetkých moderných typov polarografie.

Zo spektroskopických metód sa podľa charakteru interakcie žiarenia s hmotou rozlišuje spektroskopia emisie (emisie), absorpcie (absorpcie), rozptylu a odrazu. Okrem toho sa spektroskopia delí na atómovú a molekulárnu. Pri analýze pôdy sa používajú metódy atómovej aj molekulovej spektroskopie.

Pri výbere metódy merania sa zohľadňuje charakteristika chemických vlastností analyzovanej pôdy, charakter indikátora, požadovaná presnosť pri stanovení jeho úrovne, možnosti metód merania a realizovateľnosť požadovaných meraní v experimentálnych podmienkach. . Presnosť meraní je zase určená účelom štúdie a prirodzenou variabilitou skúmanej vlastnosti. Presnosť je súhrnná charakteristika metódy, ktorá hodnotí presnosť a reprodukovateľnosť získaných výsledkov analýzy. Je potrebné vziať do úvahy, že presnejšie metódy sú spravidla náročnejšie na prácu. Napriek tomu, že klasické chemické metódy v mnohých prípadoch ustupujú produktívnejším prístrojovým, treba mať na pamäti, že tieto metódy, najmä gravimetrické, sú najpresnejšie. Preto aj napriek ich prácnosti určite nájdu uplatnenie ako štandardné arbitrážne metódy pri vývoji nových (aj inštrumentálnych) metód pôdnych rozborov a tvorbe štandardných pôdnych vzoriek so známym (daným) obsahom chemických prvkov. Štandardné vzorky pôdnych hmôt sa používajú ako na sledovanie presnosti získaných výsledkov analýz, tak aj na kalibráciu prístrojov.

4. Uhlík v pôdach a metódy stanovenia uhlíka v organických zlúčeninách

Uhlík v pôde je súčasťou organických aj anorganických zlúčenín. Uhlík, ktorý je súčasťou organickej hmoty, sa nachádza v špecifických zlúčeninách charakteristických len pre pôdy - humínové kyseliny, fulvové kyseliny, hymatomelanové kyseliny, humín - a v nešpecifických zlúčeninách - lignín, aminokyseliny, sacharidy, mastné kyseliny, alkoholy, aldehydy. , živice , vosky a pod. Minerálne zlúčeniny uhlíka predstavujú uhličitany, ktorých hlavnú časť tvoria pomerne málo rozpustné uhličitany vápenaté a horečnaté. Malé množstvo uhlíka je vo forme ľahko rozpustných uhličitanov a alkalických hydrogénuhličitanov. V plynných fázach pôd je uhlík zastúpený CO 2, CH 4 atď.

Ťažkosti s analýzou obsahu uhlíka v pôde, pričom všetky ostatné veci sú rovnaké, sú spojené s potrebou oddelene určiť uhlík organických a minerálnych zlúčenín.

Všetky metódy na stanovenie uhlíka organických zlúčenín sú založené na jeho oxidácii na oxid uhličitý. Navrhujú sa priame aj nepriame metódy analýzy. Priame metódy sú založené na stanovení množstva CO 2 vzniknutého pri oxidácii uhlíka v organických zlúčeninách; nepriame metódy - stanovením množstva oxidačného činidla použitého na premenu uhlíka organických zlúčenín na CO 2 alebo stanovením množstva použitej redukovanej formy oxidačného činidla, ktorá sa vytvorila počas procesu analýzy.

4.1 Metódy založené na destilácii oxidu uhličitého

Pomocou týchto metód je obsah uhlíka určený množstvom CO 2 uvoľneného pri rozklade pôdnej organickej hmoty. Počas procesu analýzy sa množstvo oxidu uhličitého určuje rôznymi priamymi alebo nepriamymi metódami. Na tento účel sa používajú gravimetrické, titrimetrické, plynovo-volumetrické, coulometrické a iné metódy kvantitatívnej analýzy.

Rozklad organickej hmoty na H 2 O a CO 2 je možné uskutočniť dvoma spôsobmi: metódou suchého spopolňovania pri zahrievaní pôd a metódou mokrého spopolňovania roztokmi silných oxidačných činidiel.

Gravimetrické metódy. Pri stanovení uhlíka organických zlúčenín gravimetrickou metódou sa využíva suché aj mokré spopolnenie humusu.

Pôdni vedci skúmali procesy, ktoré sa vyskytujú pri zahrievaní humínových kyselín. Zistilo sa, že najskôr nastáva deštrukcia alifatickej časti molekuly humínovej kyseliny, t.j. jeho periférne alebo bočné reťazce. Potom pri vyšších teplotách začína deštrukcia aromatického jadra, dehydrogenácia a nakoniec uvoľňovanie uhlíka vo forme CO 2 . Vo fáze predchádzajúcej uvoľneniu CO2 pozostáva zvyšok humínovej kyseliny z 80-90% uhlíka. Teplota, pri ktorej prebiehajú určité procesy, sa mení v závislosti od experimentálnych podmienok – rýchlosť ohrevu, oxidačné podmienky, možnosť odstránenia produktov rozkladu atď.

Gustavsonova metóda je založená na suchom spopolnení organickej hmoty pôdy pri teplote 650-750°. Keď sa pôda zahreje, organická hmota sa rozkladá a jej obsah uhlíka a vodíka sa mení na oxid uhličitý a vodu. Spopolňovanie pôdy sa vykonáva v žiaruvzdornej rúre, cez ktorú nepretržite prechádza kyslík alebo vzduch zbavený CO2. Pre úplnejší rozklad humusu sa spopolnenie uskutočňuje v prítomnosti oxidu medi. Oxid meďnatý uvoľňuje kyslík a mení sa najprv na Cu 2 O a potom na kovovú meď, čím prispieva k úplnejšej oxidácii zložiek pôdnej organickej hmoty.

Prchavé zložky pôdy a produkty oxidácie humusu zachytávajú špeciálne absorbéry. Na absorpciu vody vznikajúcej pri oxidácii vodíka sa používa chlorid vápenatý alebo koncentrovaná kyselina sírová a na absorpciu oxidu siričitého sa používa chróman olovnatý. Medená špirála sa používa na redukciu oxidov dusíka na voľný dusík, halogény sú absorbované pomocou striebornej špirály. Nakoniec sa na absorbovanie CO2 používa ascarit (azbest impregnovaný NaOH). Ascarit je umiestnený v absorpčných trubiciach v tvare U. Reakcia prebieha podľa rovnice:

C02 + 2NaOH = Na2C03 + H20

Vzhľadom na to, že jedným z reakčných produktov je H2O, je v absorpčnej trubici umiestnený nielen ascarit, ale aj chlorid vápenatý, ktorý kvantitatívne absorbuje vodu:

CaCl2 + nH20 = CaCl2 nH20

Absorpčné trubice sa vážia pred a po spopolnení organickej hmoty a obsah uhlíka v pôde je určený prírastkom hmoty v dôsledku absorpcie CO 2 .

Metódy založené na suchom spopolnení a gravimetrickom stanovení oxidu uhličitého sú najpresnejšie metódy na stanovenie uhlíka v organických zlúčeninách. Počas suchého spopolňovania dochádza k úplnej oxidácii uhlíka bez ohľadu na typ organických zlúčenín a gravimetrická metóda je najpresnejšia metóda na meranie hmotnosti CO 2 . Tieto metódy sú však náročné na prácu a navyše ich nemožno použiť pri analýze uhličitanových pôd bez špeciálnych techník. Pri zahrievaní pôd obsahujúcich uhličitany je možný ich rozklad, preto sa pri analýze uhličitanových pôd môže hmotnosť absorpčných rúrok zvýšiť nielen v dôsledku absorpcie oxidu uhličitého vznikajúceho pri rozklade organickej hmoty, ale aj z CO 2 vzniká v dôsledku rozkladu uhličitanov.

Plynové objemové metódy sú založené na meraní objemu oxidu uhličitého uvoľneného pri spopolnení humusu a výpočte množstva uhlíka na objem CO 2 . Výpočty sa vykonávajú s prihliadnutím na teplotu a tlak, pri ktorých bola analýza vykonaná. Objemové stanovenie uhlíka v pôde v plyne je možné vykonať pomocou analyzátorov plynov, vrátane analyzátorov určených na stanovenie uhlíka v liatine a oceli. Spopolňovanie analyzovanej látky prebieha v žiaruvzdornej rúre v muflovej peci v prúde kyslíka. Počas procesu analýzy sa meria objem zmesi CO2 a kyslíka. Potom sa zmes plynov nechá prejsť cez roztok s absorbérom oxidu uhličitého (CO 2 + 2KOH = K 2 CO 3 + H 2 O) a meria sa objem kyslíka. Z rozdielu sa vypočíta objem oxidu uhličitého vzniknutého v dôsledku spopolnenia organických látok.

Na stanovenie oxidu uhličitého uvoľneného pri spopolnení humusu sa používajú aj titrimetrické metódy. V tomto prípade je oxid uhličitý absorbovaný roztokom KOH. V alkalickom prostredí sa oxid uhličitý premieňa na COf"". CO ión sa vyzráža chloridom bárnatým vo forme BaCO3. Zrazenina uhličitanu bárnatého sa odfiltruje, premyje vodou a rozpustí v titrovanom roztoku HC1, ktorého prebytok sa stanoví titráciou alkáliou. Podľa množstva HC1 použitého na rozpustenie uhličitanu bárnatého sa posudzuje množstvo oxidu uhličitého vzniknutého pri spopolnení humusu.

Expresné metódy. V posledných desaťročiach sa na stanovenie uhlíka v organických zlúčeninách používajú analyzátory, čo umožňuje získať výsledky v priebehu niekoľkých minút.

Jedna z metód je založená na odhade rýchlosti uvoľňovania CO 2 . Metóda bola vyvinutá špeciálne pre analýzu pôdy a umožňuje samostatné hodnotenie oxidu uhličitého uvoľneného pri rozklade organických zlúčenín a pri rozklade uhličitanov.

Keď sa vzorka pôdy zahrieva v prúde kyslíka na 700 °, rýchlosť uvoľňovania CO 2 sa zvyšuje v dôsledku oxidácie uhlíka. organické zlúčeniny dosahujú maximum a potom klesajú. Rýchlosť rozkladu uhličitanu sa začína zvyšovať pri vyšších teplotách. Analyzátor automaticky zaznamenáva krivku rýchlosti uvoľňovania oxidu uhličitého pri zahrievaní pôdy a umožňuje vám samostatne určiť oxid uhličitý, ktorý vzniká rozkladom humusu a uhličitanov.

4.2 Charakteristika fotometrickej metódy analýzy

Fotometrická metóda analýzy je súbor metód molekulovej absorpčnej spektrálnej analýzy založený na selektívnej absorpcii elektromagnetického žiarenia vo viditeľnej, IR a UV oblasti molekulami stanovovanej zložky alebo jej zlúčeniny s vhodným činidlom. Koncentrácia stanovovanej zložky sa určuje podľa zákona Bouguer-Lambert-Beer. Fotometrická metóda zahŕňa vizuálnu fotometriu, spektrofotometriu a fotokolorimetriu. Táto sa líši od spektrofotometrie tým, že absorpcia svetla sa meria hlavne vo viditeľnej oblasti spektra, menej často v blízkej UV a IR oblasti (t.j. v rozsahu vlnových dĺžok od ~ 315 do ~ 980 nm), a tiež v tom, že izolát Pre požadovanú časť spektra (šírka 10-100 nm) sa nepoužívajú monochromátory, ale úzkopásmové svetelné filtre.

Prístroje na fotokolorimetriu sú fotoelektrokolorimetre (PEC), vyznačujúce sa jednoduchosťou svojich optických a elektrických obvodov. Väčšina fotometrov má sadu 10-15 svetelných filtrov a sú to dvojlúčové zariadenia, v ktorých lúč svetla zo zdroja žiarenia (žiarovka, zriedkavo ortuťová výbojka) prechádza cez svetelný filter a delič svetelného toku (zvyčajne hranol ), ktorý rozdeľuje lúč na dva, smerované cez kyvety so skúšobným roztokom a s referenčným roztokom. Za kyvetami prechádzajú paralelné svetelné lúče cez kalibrované atenuátory (membrány), určené na vyrovnávanie intenzít svetelných tokov, a dopadajú na dva prijímače žiarenia (fotobunky), pripojené cez diferenciálny obvod k nulovému indikátoru (galvanometer, kontrolka). Nevýhodou prístrojov je absencia monochromátora, čo vedie k strate selektivity meraní; Výhodou fotometrov je jednoduchosť konštrukcie a vysoká citlivosť vďaka veľkému pomeru clony. Nameraný rozsah optickej hustoty je približne 0,05-3,0, čo umožňuje určiť mnohé prvky a ich zlúčeniny v širokom rozsahu obsahov - od ~ 10-6 do 50 % hmotnosti. Pre ďalšie zvýšenie citlivosti a selektivity stanovení je nevyhnutný výber činidiel, ktoré so stanovovanými látkami tvoria intenzívne farebné komplexné zlúčeniny, výber zloženia roztoku a podmienok merania. Chyby v určení sú asi 5 %.

Pri takzvanej diferenciálnej fotometrickej analýze sa meria optická hustota analyzovaného roztoku vo vzťahu k optickej hustote (ktorá by nemala byť menšia ako 0,43) referenčného roztoku. Ten obsahuje stanovovanú zložku v koncentrácii blízkej koncentrácii tejto zložky v analyzovanom roztoku. To umožňuje stanoviť pomerne veľké koncentrácie látok s chybou 0,2-1% (v prípade spektrofotometrie). Pri fotometrickej titrácii sa získa závislosť optickej hustoty titrovaného roztoku od objemu pridaného titračného činidla (titračná krivka). Bod zlomu v tejto krivke určuje konečný bod titrácie a následne koncentráciu testovanej zložky v roztoku.

4.3 Fotometrická metóda stanovenia uhlíka organických zlúčenín

Fotometrická metóda na stanovenie uhlíka organických zlúčenín je nepriama metóda. Pri použití tejto metódy sa obsah humusu posudzuje podľa množstva Cr 3+ vzniknutého pri oxidácii uhlíka. Verziu fotometrickej metódy používanej v Rusku a krajinách bývalého ZSSR navrhol Tyurin.

Pri oxidácii humusu roztokom dvojchrómanu draselného sa uhlík organických zlúčenín premení na CO2 a Cr(VI) sa redukuje na Cr(III). Množstvo Cr3+ vytvoreného počas reakcie je ekvivalentné obsahu uhlíka organických zlúčenín (a iných redukčných činidiel) vo vzorke pôdy. Preto môže byť uhlík organických zlúčenín určený množstvom Cr3+ vytvoreného počas analýzy. Na tento účel sa používa fotometrická metóda.

Chróm patrí do skupiny prechodných prvkov, ktorých 3d-opbital nie je úplne vyplnený elektrónmi. Ióny Cr 2 O 7 2- a Cr 3+ majú svoju vlastnú farbu.

Farba čistého roztoku KrCr 2 O 7 sa v závislosti od koncentrácie mení zo žltej na červenooranžovú, farba roztokov Cr 2 (SO 4) 3 je zelená. Absorpčné spektrá roztokov, ako aj farba roztokov sú rôzne.

Vo viditeľnej oblasti spektra (400-800 nm) na krivke absorpcie svetla roztoku dvojchrómanu draselného je pozorované jedno jasne definované maximum pri vlnovej dĺžke 447 nm. S nárastom vlnových dĺžok sa optická hustota znižuje a dosahuje takmer nulu v rozsahu vlnových dĺžok 570-580 nm. Maximum na krivke absorpcie svetla roztoku Cr 3+ sa vyskytuje v oblasti vlnových dĺžok 584-594 nm, t.j. do tej časti absorpčného spektra K 2 Cr 2 0 7, kde sa optická hustota roztoku prakticky rovná nule. Rozdiel v umiestnení maxím na krivkách absorpcie svetla roztokov Cr 2 O 7 2- a Cr 3+ umožňuje fotometrickou metódou určiť koncentráciu rôznych valenčných foriem chrómu, ak sú prítomné v roztoku spolu.

Koncentráciu Cr 3+ je vhodné určiť v oblasti vlnových dĺžok 584 - 594 nm, pretože v tejto oblasti je absorpcia svetla roztokmi Cr 3+ maximálna a optická hustota roztokov K 2 Cr 2 0 7 je prakticky rovný nule a K 2 Cr 2 0 7 neovplyvňuje výsledky stanovenia Cr 3+. Možnosť selektívneho merania optickej hustoty Cr 3+ je základom fotometrickej metódy stanovenia uhlíka organických zlúčenín.

Po interakcii dvojchrómanu draselného s pôdou sa meria optická hustota roztoku v oblasti vlnovej dĺžky zodpovedajúcej maximálnej absorpcii žiarenia Cr 3+ (590 nm), stanoví sa množstvo Cr 3+ a ekvivalentné množstvo uhlíka v organických zlúčeninách.

Použitie fotometrickej metódy na stanovenie organického uhlíka podľa množstva vytvoreného Cr3+ umožňuje nestanoviť presnú koncentráciu a objem roztoku dvojchrómanu draselného odobratého na analýzu vzorky pôdy. Objem pridaného roztoku možno merať pomocou odmerného valca.

5. Praktická časť

V experimentálnej časti bolo uskutočnené stanovenie organickej hmoty v pôdach pomocou Tyurinovej metódy modifikovanej Tsinaom.

Metóda je založená na oxidácii organickej hmoty roztokom dvojchrómanu draselného v kyseline sírovej a následnom stanovení trojmocného chrómu, ekvivalentného obsahu organickej hmoty, pomocou fotoelektrokolorimetra.

Metóda nie je vhodná pre vzorky s hmotnostným podielom chloridov vyšším ako 0,6 % a vzorky s hmotnostným podielom organickej hmoty nad 15 %.

Hraničné hodnoty relatívnej chyby výsledkov analýzy pre obojstrannú úroveň spoľahlivosti P = 0,95 sú v percentách:

20 - s hmotnostným podielom organických látok do 3%

15 – viac ako 3 až 5 %

10 – nad 5 až 15 %.

Vybavenie a činidlá

Fotoelektrický kalorimeter KFK 3-01

Vodný kúpeľ

Krútenie alebo iné váhy s chybou nie väčšou ako 1 mg.

Žiaruvzdorné sklenené skúmavky s objemom 50 ml. podľa GOST 23932

Stojan na skúmavky

Byreta alebo dávkovač na odmeranie 10 ml. chrómová zmes

Sklenené tyčinky s dĺžkou 30 cm.

Valec na odmeranie 40 ml. voda

Gumové žiarovky so sklenenou trubicou alebo barbačným zariadením

Byreta s objemom 50 ml.

Odmerné banky s objemom 1 l.

Porcelánový hrnček s objemom 2 litre.

Kužeľová banka s objemom 1 liter.

Kužeľové banky alebo technologické nádoby s objemom najmenej 100 ml.

Síran železnatý amónny (Mohrova soľ) podľa GOST 4208

Dichróman draselný podľa GOST 4220

Manganistan draselný, štandardný titer na prípravu roztoku s koncentráciou (1/5 KMnO 4) = 0,1 mol/l.

Kyselina sírová podľa GOST 4204 je koncentrovaná a koncentrácia roztoku (1/2 H 2 SO 4) = 1 mol/l.

Spôsob stanovenia

Hmotnosť vzorky pôdy alebo horniny na analýzu sa určuje na základe odhadovaného obsahu organickej hmoty podľa tabuľky 1.

Vzorky pôdy alebo hornín sa odvážia s chybou nie väčšou ako 1 mg a umiestnia sa do skúmaviek inštalovaných v stojanoch. Do skúmaviek sa pridá 10 ml. chrómová zmes. Do každej skúmavky sa vloží sklenená tyčinka a vzorka sa dôkladne premieša so zmesou chrómu. Potom sa stojany so skúmavkami spustia do vriaceho vodného kúpeľa.

Tabuľka 1 - Závislosť hmotnosti vzorky pre analýzu hmotnostného podielu organickej hmoty

Hladina vody v kúpeli by mala byť o 2-3 cm vyššia ako hladina chrómovej zmesi v skúmavkách. Doba zahrievania suspenzie je 1 hodina od okamihu varu vody v kúpeli po ponorení skúmaviek. Obsah sa každých 20 minút premieša sklenenými tyčinkami. Po exspirácii sa stojany so skúmavkami presunú do vodného kúpeľa so studenou vodou. Po ochladení sa do skúmaviek naleje 40 ml vody. Potom sa tyčinky vyberú zo skúmaviek, suspenzie sa dôkladne premiešajú vzdušným barbovaním a nechajú sa, kým sa pevné častice neusadia a supernatantová časť roztoku sa úplne nevyčíri.

Potom sa pripravia referenčné roztoky. 10 ml zmesi chrómu sa naleje do 9 skúmaviek a zahrieva sa 1 hodinu, do skúmaviek sa nalejú objemy destilovanej vody a roztoku redukčného činidla uvedené v tabuľke 2. Roztoky sa dôkladne premiešajú vzdušným barbovaním.

Tabuľka 2 - Príprava referenčných roztokov

Fotometria roztokov sa uskutočňuje v kyvete s hrúbkou priesvitnej vrstvy 1 - 2 cm vzhľadom na prvý referenčný roztok pri vlnovej dĺžke 590 nm alebo s použitím oranžovo-červeného svetelného filtra s maximálnou priepustnosťou v oblasti 560 - 600 nm. Roztoky sa opatrne prenesú do kyvety fotoelektrického kalorimetra bez premiešania sedimentu.

V tejto práci sme použili zmes chrómu, ktorá bola pripravená z dvojchrómanu draselného K 2 Cr 2 O 7 kvalifikácie „H“.

Príprava chrómovej zmesi

Na prípravu 500 ml chrómovej zmesi sa 10,0243 mg jemne mletého dvojchrómanu draselného vložilo do 250 ml odmernej banky, rozpustilo sa vo vode na doplnenie objemu po značku a nalialo sa do porcelánového hrnčeka. Do pripraveného roztoku sa pridávalo 250 ml koncentrovanej kyseliny sírovej po 25 ml v intervaloch 10 - 15 minút. Hrnček s roztokom sa nechal až do úplného vyzrážania. Potom sa roztok naleje do fľaše z tmavého skla.

Príprava roztoku Mohrovej soli s koncentráciou 0,1 mol/l

Z odváženej časti Mohrovej soli bol pripravený roztok redukčného činidla - roztok Mohrovej soli s koncentráciou 0,1 mol/l a objemom 200 ml. Vzorka s hmotnosťou 8,0153 mg sa rozpustila v 140 ml kyseliny sírovej s koncentráciou C(1/2H 2 SO 4) = 1 mol/l, prefiltrovala cez dvojito skladaný filter do odmernej banky a pridalo sa 60 ml vody.

Koncentrácia roztoku bola kontrolovaná titráciou proti pracovnému roztoku manganistanu draselného s presnou koncentráciou C(1/5KMnO4)=0,0957 mol/l. Na titráciu sa do troch kužeľových baniek pomocou byrety odmeralo 10 ml pripraveného roztoku redukčného činidla, pridal sa 1 ml koncentrovanej kyseliny sírovej a 50 ml vody a titrovalo sa roztokom manganistanu draselného, kým sa neobjavilo slabo ružové sfarbenie, ktoré nezmizlo do 1 minúty. Na výpočet korekčného faktora sa potom použil aritmetický priemer výsledkov troch titrácií.

V1(KMn04) = 11,5 ml

V2(KMn04)=11,7 mlV priemer (KMnO4)=11,6 ml

V3(KMn04) = 11,6 ml

kde Vcf je objem roztoku manganistanu draselného spotrebovaného na titráciu, ml;

V - Objem redukčného roztoku vybraného na titráciu, ml.

Predmetom analýzy bola pôda panenských krajín v Buzuluku. Odber vzoriek sa uskutočňoval v hĺbkach 0-10, 10-20 a 20-30 cm Vo vzorkách pôdnych horizontov sa stanovovalo percento organickej hmoty a pre každú vzorku sa vykonali tri paralelné stanovenia, aby sa dosiahla čo najväčšia presnosť výsledkov analýzy.

Hmotnosť vzorky na analýzu (100 mg) bola stanovená na základe odhadnutého obsahu organickej hmoty (4-7 %). Vzorky pôdy sa vážili s chybou nie väčšou ako 1 mg. Výsledky váženia sú uvedené v tabuľke 3.

Tabuľka 3 - Hmotnosť vzorky na analýzu.

	číslo váženia	hmotnosť vzorky, g

Vykonávanie analýzy

Analýza sa uskutočnila v súlade s postupom. Každá zo vzoriek sa umiestnila do kónickej banky s objemom 250 ml, do každej banky sa nalialo 10 ml zmesi chrómu, výsledná zmes sa potom dôkladne premiešala sklenenou tyčinkou a namiesto vody sa umiestnila do sušiacej skrinky. kúpeľ 20 minút pri teplote 120 0 C.

Presne 20 minút od dosiahnutia požadovanej teploty sa banky so suspenziou vybrali, obsah sa premiešal a ochladil. Potom bola suspenzia ďalej premiešavaná vzdušným prúdom a ponechaná, aby sa pevné častice usadili.

Potom boli pripravené referenčné roztoky. 10 ml zmesi chrómu sa nalialo do deviatich kónických baniek a zahrievalo sa 20 minút v sušiarni, podobne ako skúmané vzorky. Po ochladení sa do baniek pridali objemy destilovanej vody a roztoku redukčného činidla uvedené v tabuľke 2.

Fotometria analyzovaných roztokov a referenčných roztokov sa uskutočnila na fotoelektrickom kalorimetri KFK 3-01 v kyvete s hrúbkou priesvitnej vrstvy 1 cm vzhľadom na referenčný roztok č. 1 pri vlnovej dĺžke 590 nm.

Hmotnosť organickej hmoty v analyzovanej vzorke bola stanovená pomocou kalibračnej krivky. Pri konštrukcii kalibračného grafu bola hmotnosť organickej hmoty v miligramoch zodpovedajúca objemu redukčného činidla v referenčnom roztoku vynesená pozdĺž osi x a zodpovedajúca hodnota prístroja bola vynesená pozdĺž osi y.

Zostrojenie kalibračného grafu

y = 0,03x + 1,4-10-4

Hmotnostný podiel organickej hmoty (X) v percentách sa vypočítal pomocou vzorca

kde m je hmotnosť organickej hmoty v analyzovanej vzorke zistená z grafu, mg;

K je korekčný faktor pre koncentráciu redukčného činidla;

m 1 - hmotnosť vzorky, mg;

100 je prevodný koeficient na percentá.

Výsledky merania optickej hustoty, výpočtu hmotnostného podielu organickej hmoty vo vzorkách, ako aj chyby stanovenia sú uvedené v súhrnnej tabuľke č.

Tabuľka 4 - Výsledky analýzy

A-optická hustota	A- priemer	m org. lieky podľa schémy, mg	m limit. skutočná vec,	w org. látky vo vzorke, %	chyba definície,

Záver

Výsledkom práce, ktorú sme vykonali, boli tri vzorky pôdy z panenských území vybraných v blízkosti mesta Buzuluk v hĺbkach 0-10, 10-20, 20-30 cm na obsah organickej hmoty. frakcia humusu vypočítaná na základe výsledkov analýzy bola 5,9; 4,75; 4,06 percent, v uvedenom poradí, chyba určenia 8,9; 4,6; 5.4 pre tri vzorky pôdy. Vypočítaný hmotnostný podiel potvrdzuje predpoklad, ktorý sme urobili skôr, že hmotnostný podiel humusu vo vzorkách, ktoré sme študovali, sa pohybuje v rozmedzí od 4 do 7 percent. Na základe získaných údajov môžeme konštatovať, že táto pôda je stredne humózna. Tento obsah humusu je optimálny pre pôdy tejto oblasti. S nižším obsahom humusu poľnohospodárske výnosy klesajú, ale zvýšenie jeho obsahu na vyššiu úroveň nevedie k výraznému zvýšeniu výnosov v rámci používaných systémov hospodárenia.

Zoznam použitých zdrojov

1. Vorobyova A.A., Chemický rozbor pôd: učebnica - M.: Vydavateľstvo Moskovskej štátnej univerzity, 1998 - 270 s.

2. Zvjagincev D.G., Babieva I.P., Zenova G.M., Biológia pôdy: učebnica - 3. vyd. kor. a ďalšie - M: Vydavateľstvo Moskovskej štátnej univerzity, 2005-445s.

3. Ivanov D.N. Spektrálna analýza pôd: Moskva „Kolos“, 1974-270 s.

4. Kreshkov A.P. Základy analytickej chémie. Kniha tretia. Ed. 2., revidované M., „Chémia“, 1977-488 s.

5. Orlov D.S. Pôdna chémia: Učebnica/D.S. Orlov, L.K. Sadovniková, N.I. Suchanov. - M.: Vyššia škola, 2005.-558 s.: chor.

6. Ponomareva V.V., Plotniková T.A. Tvorba humusu a pôdy. - L: Nauka, 1980 -438 s.

Uverejnené na Allbest.ru

Podobné dokumenty

Monitoring, klasifikácia pôdy. Metodika stanovenia hygroskopickej pôdnej vlhkosti a výmennej kyslosti. Stanovenie celkovej alkality a alkality v dôsledku uhličitanových iónov. Komplexometrické stanovenie hrubého obsahu železa v pôdach.

úloha, pridané 11.09.2010

Podstata agronomickej chémie. Charakteristika pôdy, sústava ukazovateľov chemického zloženia, zásady stanovenia a interpretácie. Metódy identifikácie prioritných znečisťujúcich látok. Analýza rastlín. Stanovenie druhov a foriem minerálnych hnojív.

kurzová práca, pridané 25.03.2009

Účelom disciplíny „Chémia ropy“. História a hlavné smery vývoja chémie a fyziky organických látok. Charakteristika skupín ropných uhľovodíkov. Hypotéza organického pôvodu ropy z organickej hmoty rozptýlenej v sedimentárnych horninách.

abstrakt, pridaný 10.6.2011

Pojem kvantitatívneho a kvalitatívneho zloženia v analytickej chémii. Vplyv množstva látky na typ analýzy. Chemické, fyzikálne, fyzikálno-chemické, biologické metódy na stanovenie jeho zloženia. Metódy a hlavné etapy chemickej analýzy.

prezentácia, pridané 01.09.2016

Hranica medzi organickými a anorganickými látkami. Syntézy látok, ktoré predtým produkovali iba živé organizmy. Štúdium chémie organických látok. Myšlienky atomizmu. Podstata teórie chemickej štruktúry. Náuka o elektrónovej štruktúre atómov.

abstrakt, pridaný 27.09.2008

Praktický význam analytickej chémie. Chemické, fyzikálno-chemické a fyzikálne metódy analýzy. Príprava neznámej látky na chemickú analýzu. Úlohy kvalitatívnej analýzy. Etapy systematickej analýzy. Detekcia katiónov a aniónov.

abstrakt, pridaný 10.5.2011

Chromatomasová spektrometria v organickej chémii. Infračervená spektroskopia: fyzikálno-chemické základy, prístroje. Príklad celoiónového chromatogramu. Bloková schéma Fourierovho spektrometra. Dekódovanie vzorca organickej zlúčeniny podľa elementárnej analýzy.

test, pridané 17.05.2016

Rozmanitosť zlúčenín uhlíka, ich distribúcia v prírode a použitie. Alotropické modifikácie. Fyzikálne vlastnosti a štruktúra voľného atómu uhlíka. Chemické vlastnosti uhlíka. Uhličitany a hydrogénuhličitany. Štruktúra diamantu a grafitu.

abstrakt, pridaný 23.03.2009

Rašelina ako rastlinná surovina. Chemické zloženie rastlín tvoriacich rašelinu. Návod na chemické spracovanie rašeliny. Metódy analýzy skupinového chemického zloženia rašeliny. Metodika vykonávania analýzy frakčných skupín podľa metódy N.N. Bambalovej.

práca, pridané 26.09.2012

Fyzikálno-chemické hodnotenie mechanizmov absorpcie olova. Pôda ako multifunkčný sorbent. Metódy detekcie a kvantitatívneho stanovenia zlúčenín olova v prírodných objektoch. Cesty ťažkých kovov vstupujúcich do pôdy. Reakcie so zložkami pôdy.

ŠTÁTNY ŠTANDARD
ÚNIA ZSSR

PÔDY

METÓDY NA STANOVENIE ORGANICKEJ HMOTY

GOST 26213-91

VÝBOR PRE ŠTANDARDIZÁCIU A METROLÓGIU ZSSR
Moskva

ŠTÁTNY ŠTANDARD Zväzu ZSSR

Dátum uvedenia 01.07.93

Táto norma špecifikuje fotometrické a gravimetrické metódy na stanovenie organickej hmoty v pôdach, nadloží a hostiteľských horninách.

Všeobecné požiadavky na vykonávanie analýz sú v súlade s GOST 29269.

1. STANOVENIE ORGANICKEJ HMOTY TYURINOVOU METÓDOU S MODIFIKÁCIOU TsINAO

Metóda nie je vhodná pre vzorky s hmotnostným podielom chloridov nad 0,6 % a vzorky s hmotnostným podielom organickej hmoty nad 15 %.

Limitné hodnoty relatívnej chyby výsledkov analýzy pre obojstrannú pravdepodobnosť spoľahlivosti R= 0,95 sú vyjadrené v percentách (rel.):

20 - s hmotnostným podielom organickej hmoty do 3%;

15 - sv. 3 až 5 %;

10 - sv. 5 až 15 %.

Fotoelektrický kolorimeter.

Vodný kúpeľ.

Krútenie alebo iné váhy s chybou nie väčšou ako 1 mg.

Žiaruvzdorné sklenené skúmavky s objemom 50 cm 3 podľa GOST 23932.

Stojan na skúmavky.

Byreta alebo dávkovač na odmeranie 10 cm 3 chrómovej zmesi.

Sklenené tyčinky s dĺžkou 30 cm.

Valec alebo dávkovač na meranie 40 cm 3 vody.

Gumová žiarovka so sklenenou trubicou alebo zariadením na barbáciu.

Byreta s objemom 50 cm 3 .

Odmerné banky s objemom 1 dm3.

Porcelánový hrnček s objemom 2 dm 3.

Kužeľová banka s objemom 1 dm3.

Kužeľové banky alebo technologické nádoby s objemom najmenej 100 cm3.

Amónne železo (II ) síran (Mohrova soľ) podľa GOST 4208 alebo železo ( II ) sulfát 7-voda podľa GOST 4148.

Hydroxid draselný podľa GOST 24363.

Dichróman draselný podľa GOST 4220.

Manganistan draselný, štandardný titer na prípravu koncentračného roztoku s(1/5 KMn04) = 0,1 mol/dm3 (0,1 N).

Siričitan sodný podľa GOST 195 alebo siričitan sodný 7-voda podľa TU 6-09.5313.

Hmotnosť vzorky na analýzu, mg

1.4.2. Príprava referenčných roztokov

10 cm3 zmesi chrómu sa naleje do deviatich skúmaviek a zahrieva sa 1 hodinu vo vriacom vodnom kúpeli spolu s analyzovanými vzorkami. Po ochladení sa do skúmaviek naleje nasledovné. objemov destilovanej vody a roztoku redukčného činidla. Roztoky sa dôkladne premiešajú vzdušným barbovaním.

tabuľka 2

	Číslo referenčného roztoku

Objem vody, cm 3
Objem roztoku redukčného činidla, cm 3
Hmotnosť organickej hmoty ekvivalentná objemu redukčného činidla v referenčnom roztoku, mg

1.4.3. Fotometria roztokov

Fotometria roztokov sa vykonáva v kyvete s hrúbkou priesvitnej vrstvy 1 - 2 cm vzhľadom na referenčný roztok č. 1 pri vlnovej dĺžke 590 nm alebo s použitím oranžovo-červeného svetelného filtra s maximálnou priepustnosťou v oblasti 560 - 600 nm. Roztoky sa opatrne prenesú do fotoelektrokolorimetrickej kyvety bez premiešania sedimentu.

1.5. Spracovanie výsledkov

1.5.1. Hmotnosť organickej hmoty v analyzovanej vzorke sa stanoví pomocou kalibračnej krivky. Pri konštrukcii kalibračného grafu sa hmotnosť organickej hmoty v miligramoch zodpovedajúca objemu redukčného činidla v referenčnom roztoku vynesie pozdĺž osi x a zodpovedajúca hodnota prístroja sa vynesie pozdĺž osi y.

1.5.2. Hmotnostný podiel organickej hmoty (X) percento sa vypočíta pomocou rovnice

Kde m- hmotnosť organickej hmoty v analyzovanej vzorke zistená podľa grafu, mg;

TO- korekčný faktor pre koncentráciu redukčného činidla;

m 1 - hmotnosť vzorky, mg;

100 je prevodný koeficient na percentá.

1.5.3. Prípustné relatívne odchýlky od certifikovanej hodnoty štandardnej vzorky pre pravdepodobnosť obojstrannej spoľahlivosti R= 0,95 sú uvedené v tabuľke. .

Tabuľka 3

2. GRAVIMETRICKÁ METÓDA NA STANOVENIE HMOTNÉHO FRAKCIE ORGANICKEJ HMOTY V RAŠELINE A HORIZONTÁCH RAŠELINY

Metóda je založená na stanovení úbytku hmotnosti vzorky po kalcinácii pri teplote 525 °C.

Odber vzoriek na analýzu sa vykonáva v súlade s GOST 28168, GOST 17.4.3.01 a GOST 17.4.4.02 - v závislosti od účelu výskumu.

2.2. Zariadenie a činidlá - podľa GOST 27784.

2.3. Príprava na analýzu - podľa GOST 27784.

2.4. Vykonanie rozboru - podľa GOST 27784.

2.5. Spracovanie výsledkov

2.5.1. Hmotnostný podiel obsahu popola v rašeline, rašeline a iných organických pôdnych horizontoch v percentách sa vypočíta podľa

Metóda I. V. Tyurina je založená na oxidácii pôdnej organickej hmoty kyselinou chrómovou za vzniku oxidu uhličitého. Množstvo kyslíka spotrebovaného na oxidáciu organického uhlíka je určené rozdielom medzi množstvom kyseliny chrómovej odobratej na oxidáciu a množstvom, ktoré zostane nespotrebované po oxidácii. Ako oxidačné činidlo sa používa 0,4 N. roztok K2Cr2O7 v kyseline sírovej, vopred zriedený vodou v pomere 1:1.
Oxidačná reakcia prebieha podľa nasledujúcich rovníc:

2K2Сr2O7 + 8H2SO4 = 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 8H2O+3O2,
ZS + ZO2 = ZSO2.

Zvyšok kyseliny chrómovej nespotrebovaný na oxidáciu sa titruje 0,1 N. Roztok Mohrovej soli s difenylamínom alebo kyselinou fenylantranilovou ako indikátorom. Titrácia Mohrovou soľou, čo je podvojná soľ síranu amónneho a síranu železnatého - (NH4)2SO4*FeSO4*6H2O, sa riadi rovnicou

K2Cr207 + 7H2SO4 + 6FeS04 = 7H20 + K2S04 + Cr2(S04)3 + SFe2(SO4)3.

Úplnosť oxidácie organickej hmoty pri dodržaní všetkých podmienok nižšie uvedenej metódy je 85 – 90 % hodnoty oxidácie humusu metódou suchého spaľovania podľa Gustavsona. Použitie síranu strieborného ako katalyzátora zvyšuje úplnosť oxidácie na 95 %.
Na získanie spoľahlivých výsledkov je potrebné dbať na: 1) starostlivú prípravu pôdy na analýzu a 2) prísne dodržiavanie doby varu organickej hmoty; Varenie samotnej oxidačnej zmesi by malo prebiehať pokojne.
Metóda poskytuje dobrú konvergenciu paralelných analýz, je rýchla, nevyžaduje špeciálne vybavenie (a preto môže byť použitá v expedičných podmienkach) a v súčasnosti je všeobecne akceptovaná najmä pre hromadné analýzy.
Pri príprave pôdy na analýzu Pre obsah humusu treba venovať osobitnú pozornosť odstraňovaniu koreňov a rôznych organických zvyškov rastlinného a živočíšneho pôvodu z pôdy.
Zo vzorky pôdy odobratej na poli a privedenej do suchého stavu odoberte priemernú vzorku v množstve 50 g, pomocou pinzety opatrne vyberte okom viditeľné korienky a organické zvyšky (škrupiny hmyzu, semená, žeravé uhlíky atď. .), hrudky pôdy rozdrvte dreveným tĺčikom s gumenou špičkou a opäť opatrne vyberte korene pomocou lupy.
Potom sa pôda rozomelie v porcelánovej mažiari a preoseje sa cez sito s otvormi s priemerom 1 mm, potom sa z nej opäť odoberie priemerná vzorka s hmotnosťou 5 g a výber koreňov sa opakuje pomocou nasledujúcej techniky: suchá sklenená tyčinka sa silno pretrie suchou handrou alebo vlnenou handričkou a rýchlo sa prenesie vo výške asi 10 cm nad pôdou, rozloží sa v tenkej vrstve na povrch voskového alebo pergamenového papiera. Tenké malé korienky a polorozložené rastlinné zvyšky, ktoré sa predtým nedali vybrať pre ich malú veľkosť, sa prilepia na povrch elektrifikovanej palice a odstránia sa tak z pôdy. Pri opätovnom trení sa z tyčinky odstránia. Palicu by ste nemali držať príliš nízko nad povrchom pôdy, aby ste z pôdy neodstránili nielen organické zvyšky, ale aj jemnú zeminu.
V procese výberu koreňov je potrebné pôdu opakovane premiešať a znova rozložiť v tenkej vrstve. Operácia by sa mala vykonávať dovtedy, kým sa na paličke nenachádzajú iba jednotlivé korene. Čistota výberu koreňov sa kontroluje aj prezeraním pôdy cez lupu.
Po dokončení výberu koreňov sa pôda opäť rozomelie v porcelánovej, jaspisovej alebo agátovej mažiari a preoseje cez sito s otvormi o priemere 0,25 mm. Celá vzorka s hmotnosťou 5 g sa musí pripraviť vyššie opísanou metódou. V žiadnom prípade by sa časť vzorky, ktorá sa ťažko melie, nemala vyhadzovať.
Pôda pripravená na analýzu by sa mala skladovať vo vreckách vyrobených z pergamenového papiera alebo vosku alebo v skúmavkách so zátkou.
Priebeh analýzy. Na analytickej váhe sa odoberie vzorka na vzduchu vysušenej pôdy na analýzu humusu. Veľkosť vzorky závisí od predpokladaného obsahu humusu v pôde s prihliadnutím na typ pôdy (černozem, podzolová a pod.) a hĺbku odberu.
Keď je obsah humusu od 7 do 10 %, I. V. Tyurin odporúča vzorku 0,1 g, pri 4-7 % - 0,2 g, pri 2-4 % - 0,3 g, menej ako 2 % - 0,5 g. piesčité pôdy s nízkym obsahom humusu, hmotnosť možno zvýšiť na 1 g.
Je lepšie brať presné závažia - 0,1; 0,2 g, čo uľahčuje neskoršie výpočty. Na odber presných vzoriek môžete použiť kalibrované hodinové sklíčko s priemerom 2,5-3 cm, z ktorého sa celá vzorka prenesie do banky na spaľovanie pomocou malej špachtle a štetca na akvarelové farby. Stanovenie humusu podľa Tyurina sa môže uskutočniť súčasne v 20-30 vzorkách.
Vzorky sa umiestnia do suchých 100 ml kužeľových baniek vyrobených z obyčajného skla a na špičku noža sa do nich pridá práškový síran strieborný. Síran strieborný sa nepoužíva na hromadné analýzy. Aby bolo možné porovnať výsledky získané v tomto prípade s metódou suchého spaľovania, I.V.Tyurin udáva koeficient 1,17. Potom sa do každej banky naleje 10 mg 0,4 p. roztoku K2Cr2O7, pripraveného v zmesi jedného dielu H2SO4 (špecifická hmotnosť 1,84) a jedného dielu destilovanej vody.
Roztok dvojchrómanu draselného by sa mal vylievať z byrety pomaly, odmerať požadovaný objem zakaždým od nuly a nechať kvapalinu odtekať vždy rovnakou rýchlosťou. Môžete použiť aj pipetu, tá však musí byť na vrchu vybavená bezpečnostnými guličkami. Veľmi výhodný je v tomto prípade oddeľovací lievik zo žiaruvzdorného skla, prispôsobený na prácu so silnými kyselinami. Použitie takéhoto lievika výrazne urýchľuje prácu a robí ju bezpečnou.
Po naliatí roztoku K2Cr2O7 do hrdla baniek sa vložia lieviky s priemerom asi 4 cm, obsah baniek sa opatrne premieša (dbáme na to, aby sa zemina nelepila na ich steny), potom sa banky položený na už horúci ethernitový obklad alebo pieskový kúpeľ, alebo na obklad s odhalenou špirálou, ale pokrytý vrstvou azbestu. Môžete tiež použiť plynové horáky av expedičných podmienkach - kachle primus alebo petrolejové kachle, umiestnenie vykurovacieho zariadenia pod pieskový kúpeľ (panvica s kalcinovaným kremenným pieskom).
Obsah baniek sa privedie do varu a varí sa presne 5 minút. Je potrebné zaznamenať začiatok varu kvapaliny bez jej zmiešania s výskytom malých vzduchových bublín na začiatku zahrievania. Varenie by malo byť rovnomerné a mierne; para unikajúca z lievika a poskakovanie lievika sú neprijateľné. Je potrebné sa vyhnúť silnému varu, aby sa nezmenila koncentrácia kyseliny sírovej, ktorej zvýšenie môže spôsobiť rozklad kyseliny chrómovej. Aby nedošlo k príliš rýchlemu varu varenie na kachličkách s odhalenou špirálou je neprijateľné.
Titrácia difenylamínom. Po 5 minútach varu sa banky vyberú z ohrievacieho zariadenia, nechajú sa vychladnúť, lieviky nad bankami sa premyjú zvnútra a zvonku destilovanou vodou z premývania a obsah baniek sa kvantitatívne prenesie do 250 ml kužeľovej banky, banka, v ktorej bola vykonaná oxidácia, sa niekoľkokrát dôkladne prepláchne. Objem tekutiny po prenesení do 250 ml banky by mal byť 100-150 ml. Farba kvapaliny je oranžovo-žltá alebo zeleno-žltá; jeho zazelenanie naznačuje nedostatok oxidačného činidla; V tomto prípade je potrebné analýzu zopakovať, čím sa zníži hmotnosť pôdy.
Do kvapaliny pridajte 8 kvapiek roztoku difenylamínu, ktorý je indikátorom, a titrujte 0,1 N kyselinu chrómovú, ktorá zostala nevyužitá po oxidácii organickej látky. roztok Mohrovej soli. Indikátor by sa mal pridať bezprostredne pred titráciou. Titrácia sa uskutočňuje pri teplote miestnosti. Červeno-hnedá farba kvapaliny, ktorá sa objaví po pridaní difenylamínu, pri titrácii roztokom Mohrovej soli postupne prechádza do intenzívnej modrej a následne špinavofialovej. Od tohto bodu sa titrácia vykonáva opatrne, pridáva sa Mohrova soľ po 1 kvapke a obsah banky sa dôkladne premieša. Koniec titrácie - špinavá fialová farba roztoku sa zmení na fľaškovozelenú; po určitom čase (10-15 minút) sa farba kvapaliny zmení na zelenú. Výskyt jasne zelenej farby počas titrácie naznačuje nadbytok Mohrovej soli, t.j. že roztok je pretitrovaný; V tomto prípade je potrebné analýzu zopakovať.
Pre elimináciu vplyvu železitých iónov, ktoré oxidujú indikátor a spôsobujú predčasnú zmenu farby roztoku a pre jasnejšie definovaný koniec titrácie, pridajte do banky pred titrácia; Zmena farby na konci titrácie v prítomnosti kyseliny fosforečnej je veľmi prudká a spôsobí ju 1-2 kvapky roztoku Mohrovej soli.
Titrácia kyselinou fenylantranilovou. V roku 1957 prof. V.N. Simakov navrhol použiť ako indikátor pri titrácii zmesi chrómu roztokom Mohrovej soli namiesto difenylamínu kyselinu fenylantranilovú.
Početné stanovenia ukázali, že výsledky titrácie kyselinou fenylantranilovou sú celkom konzistentné s výsledkami titrácie v prítomnosti difenylamínu. Použitie kyseliny fenylantranilovej má však v porovnaní s difenylamínom veľké výhody.
Zmena farby na konci titrácie dvojchrómanu draselného roztokom Mohrovej soli v prítomnosti kyseliny fenylantranilovej je teda výraznejšia ako pri difenylamíne a nastáva od jednej nadbytočnej kvapky aj tak zriedeného roztoku Mohrovej soli ako 0,02. N, čo naznačuje vysokú citlivosť indikátora a umožňuje s veľkou presnosťou stanoviť malé množstvá humusu (napríklad vo vodných extraktoch a pri rozboroch prírodných vôd).
Ďalšou výhodou je nasledujúca. Pri použití kyseliny fenylantranilovej ako indikátora pri titrácii dvojchrómanu draselného roztokom Mohrovej soli je potrebná vysoká koncentrácia kyseliny sírovej v titračnom roztoku - asi 15-20 N. To umožňuje, aby sa kvapalina pred titráciou (po spálení) len mierne riedila, a teda titrácia sa môže vykonávať v tých istých 100 ml kužeľových bankách, v ktorých prebiehalo spaľovanie (bez prenesenia ich obsahu do väčších baniek na riedenie), ako napr. v prípade difenylamínu.
Tým sa zníži čas analýzy, spotreba skla a destilovanej vody.
Postup stanovenia obsahu humusu s kyselinou fenylantranilovou je nasledovný: spaľovanie organickej hmoty vo vzorkách pôdy sa uskutočňuje presne podľa Tyurinovej metódy v 100 ml kužeľových bankách s rovnakými činidlami. Po varení a ochladzovaní baniek počas 5 minút dôkladne premyte lieviky nad bankami minimálnym množstvom vody, pridajte 3-5 kvapiek 0,2 % roztoku kyseliny fenylantranilovej a v tých istých bankách titrujte 0,1 N. roztoku Mohrovej soli, kým sa farba nezmení z čerešňovofialovej na zelenú. Keďže farebný prechod je veľmi ostrý – okamžitý – roztok Mohrovej soli by sa mal pridať po kvapkách na konci titrácie.
Súčasne s hlavnými testami sa v rovnakom poradí (v troch vyhotoveniach) vykoná slepý test, aby sa stanovil pomer medzi 10 ml roztoku zmesi chrómu a roztokom Mohrovej soli. Pre rovnomerný var kvapaliny počas slepej analýzy do banky pred pridaním roztoku zmesi chrómu Nezabudnite pridať asi 0,1 až 0,2 g kalcinovanej pemzy alebo pôdy, rozomletej na prášok. V opačnom prípade dôjde k prehriatiu, ktoré je nevyhnutné pri varení čistého roztoku, čo môže spôsobiť rozklad kyseliny chrómovej. Zvyšok pokračuje podľa opísaného priebehu analýzy.
Pri vykonávaní veľkých sérií analýz na obsah humusu pomocou Tyurinovej metódy (30-60 analýz súčasne) si môžete urobiť prestávky v nasledujúcich fázach práce: odber vzoriek - jeden deň; oxidácia, premiestnenie do titračných baniek a titrácia - na druhý deň. Alebo, čo je menej žiaduce, vykonať váženie a oxidáciu v jeden deň, titráciu v ďalší deň. V druhom prípade sa obsah baniek po spálení musí zriediť a preniesť do titračných baniek. Titráciu slepých testov v tomto prípade je tiež potrebné nechať do nasledujúceho dňa. Titrácia každej šarže sa musí vždy vykonať za rovnakých svetelných podmienok (denné svetlo alebo elektrické svetlo).
Výpočet výsledkov analýzy. Počet mililitrov roztoku Mohrovej soli použitých na titráciu po oxidácii humusu zodpovedá množstvu kyseliny chrómovej, ktoré zostalo nespotrebované počas procesu oxidácie.
I. V. Tyurin poukazuje na to, že stabilné výsledky sa dosiahnu, keď sa na titráciu zvyšku kyseliny chrómovej po oxidácii organickej hmoty použije aspoň 20 ml 0,1 N. roztoku Mohrovej soli, inými slovami, koncentrácia CrO3 by na konci oxidácie nemala byť nižšia ako 0,2 N.
Množstvo Mohrovej soli zodpovedajúce množstvu kyseliny chrómovej, ktoré sa použilo na oxidáciu humusu vzorky, sa stanoví odpočítaním výsledkov titrácie po oxidácii humusu od výsledkov slepej titrácie.
Pri výpočte obsahu organického uhlíka a humusu boli prijaté tieto hodnoty: 1 ml 0,1 n. roztoku Mohrovej soli zodpovedá 0,0003 g organického uhlíka alebo 0,000517 g humusu (1 g uhlíka zodpovedá 1,724 g humusu).
Vzorec na výpočet obsahu humusu (v % na vzduchu suchej pôdy) je nasledujúci:

Humus = (a - b)*K*0,000517*100 / P,

kde a je množstvo 0,1 n. roztok Mohrovej soli, použitý na titráciu 10 ml 0,4 i. roztok K2Cr2O7 pre slepú analýzu, ml; b - množstvo 0,1 n. roztok Mohrovej soli, používaný na titráciu po oxidácii humusu, ml; (a - b) - suma 0,1 n. roztok Mohrovej soli, zodpovedajúci množstvu kyseliny chrómovej vynaloženej na oxidáciu humusu, ml; K - korekčný faktor na titer roztoku Mohrovej soli; 0,000517 - množstvo humusu zodpovedajúce 1 ml 0,1 n. roztok Mohrovej soli, g; P - vzorka suchej pôdy, g.
Ak je žiaduce vyjadriť výsledky analýzy v uhlíku, potom namiesto 0,000517 (konverzný faktor na humus) by mala byť hodnota 0,0003, pretože 1 alebo 0,1 n. Roztok Mohrovej soli zodpovedá 0,0003 g organického uhlíka.
Ak chcete prepočítať obsah humusu ako percento pôdy vysušenej pri 105 ° C, určte obsah vlhkosti v samostatnej vzorke pôdy a do výpočtu zadajte zodpovedajúci koeficient.
Nasledujúci záznamový formulár je vhodný pre prácu:
1. Slepá analýza. Na titráciu 10 ml 0,4 N. roztoku K2Cr2O7 je 45,0 ml roztoku Mohrovej soli 0,102 N. (priemer z troch definícií).
2. Výsledky analýzy pôdy:

Činidlá. 1. Roztok dvojchrómanu draselného 0,4 N. (oxidačné činidlo): 40 g R2Cr2O7 rozdrveného v mažiari sa rozpustí v destilovanej vode, prefiltruje sa cez papierový filter do 1-litrovej odmernej banky, privedie sa k linke a potom sa prenesie do 3-5-litrovej žiaruvzdornej sklenenej banky alebo veľký porcelánový pohár, kde sa zmieša s 1 litrom H2SO4 (špecifická hmotnosť 1,84). Aby sa zabránilo silnému zahriatiu kvapaliny pri miešaní, mala by sa do vodného roztoku K2Cr2O7 pridávať kyselina sírová postupne, v intervaloch 15-20 minút. a za jemného miešania. Zmes sa nechá vychladnúť, opäť sa dôkladne premieša a naleje sa do fľaše so zabrúsenou zátkou na uskladnenie.
2. Roztok Mohrovej soli 0,1 N. pripraví sa rýchlosťou: 40 g Mohrovej soli v 1 litri vody obsahujúcej 20 ml kyseliny sírovej (špecifická hmotnosť 1,84). Odvážená časť komerčnej Mohrovej soli sa za studena rozpustí v určitom množstve destilovanej vody a roztok sa prefiltruje cez skladaný filter. Množstvo kyseliny sírovej požadované výpočtom pre danú vzorku sa pridá do filtrátu, roztok sa upraví destilovanou vodou na stanovený objem a potom sa dôkladne premieša. Roztok Mohrovej soli je uložený vo fľaši vybavenej sifónom so skleneným kohútikom na privádzanie roztoku do byrety a v Tiščenkovej fľaši s alkalickým roztokom pyrogallolu na ochranu roztoku Mohrovej soli pred oxidáciou vzdušným kyslíkom.
Titer Mohrovej soli je nastavený na 0,1 N. Roztok KMnO4 takto: do 100 ml Erlenmeyerovej banky pomocou odmerného valca pridajte 1 ml H2SO4 (špecifická hmotnosť 1,84), potom nalejte 10 ml roztoku Mohrovej soli z byrety; obsah banky sa zriedi destilovanou vodou na 30-40 ml a ihneď sa titruje 0,1 N. roztokom KMnO4, kým nezmizne slabo ružové sfarbenie do 1 minúty. Titer roztoku Mohrovej soli je vyjadrený ako desatinný zlomok alebo ako takzvané humusové číslo, za predpokladu, ako je uvedené vyššie, že 1 ml 0,1 N. roztoku Mohrovej soli zodpovedá 0,000517 g humusu.
Vzhľadom na to, že Mohrova soľ obsahuje dvojmocné železo, je titer jej roztoku napriek konzervačnej látke pyrogallol pomerne nestabilný a pred začatím práce ho treba kontrolovať.
3. Roztok pyrogalolu (konzervačná látka proti oxidácii roztoku Mohrovej soli vzdušným kyslíkom). 12 g pyrogallolu sa rozpustí v 50 ml vody; 180 g KOH sa rozpustí v 300 ml vody. Oba roztoky sa zmiešajú, umiestnia sa do fľaše Tiščenko a pomocou gumových a sklenených trubíc sa pripevnia k fľaši s roztokom Mohrovej soli.
4. Roztok difenylamínu (indikátor pre titráciu roztokom Mohrovej soli): 0,5 g difenylamínu sa rozpustí v 100 ml H2SO4 (špecifická hmotnosť 1,84); Do roztoku sa s veľkou opatrnosťou postupne pridáva 20 ml destilovanej vody.
5. Roztok kyseliny fenylantranilovej (indikátor pre titráciu roztokom Mohrovej soli): 0,2 g sa rozpustí v 100 ml 0,2 % vodného roztoku Na2C03; Pre lepšie zmáčanie prášku kyseliny fenylantranilovej sa jeho vzorka najskôr rozomelie sklenenou tyčinkou v porcelánovom hrnčeku s malým množstvom 0,2 % roztoku sódy do krémova a až potom sa za dôkladného miešania pridá zvyšok roztoku sódy. .
6. Síran strieborný (katalyzátor). Používa sa vo forme prášku. Pri hmotnostných analýzach sa však stanovenie uhlíka pomocou Tyurinovej metódy vykonáva, ako je uvedené vyššie, bez síranu strieborného.
7. 0,1 n. roztok KMnO4 (na nastavenie titra roztoku Mohrovej soli). Roztok sa pripraví obvyklým spôsobom; jeho titer je nastavený na 0,1 N. roztok rekryštalizovaného šťavelanu sodného (Na2C2O4).
8. Kalcinovaná pemza alebo zemina (na rovnomerný var oxidačnej zmesi počas slepých analýz). Pôda s nízkym obsahom humusu alebo komerčná pemza sa rozomelie v porcelánovej mažiari, preoseje sa cez sito s 1 mm otvormi a kalcinuje sa v porcelánovej nádobe v muflovej peci pri červenom ohni 1-1,5 hodiny. za pravidelného miešania, aby sa zabránilo spekaniu.
9. Kyselina ortofosforečná 85%, chemická kvalita. Používa sa na elimináciu vplyvu iónov oxidov železa s indikátorom difenylamínom.
Na záver opisu metódy je potrebné poznamenať, že prítomnosť uhličitanov v pôde, dokonca aj v takých veľkých množstvách ako v šedých pôdach, neinterferuje so stanovením humusu podľa Tyurina a nevyžaduje žiadne zmeny počas analýzy .
Metóda nie je použiteľná, ak je obsah humusu v pôde vyšší ako 15 – 20 %, pretože sa nedosiahne úplná oxidácia.
Pre pôdy obsahujúce chloridy nad 0,6 %, železnaté zlúčeniny železa a mangánu, metóda nie je vhodná, pretože časť kyseliny chrómovej sa minie na oxidáciu týchto zlúčenín, čo skresľuje výsledky analýzy. Pre takéto pôdy by sa mala použiť metóda Knop alebo Gustavson.
Tyurin poukazuje na možnosť čiastočnej eliminácie vplyvu chloridov tak, že do vzorky pôdy sa najskôr pridá 0,2 g Ag2SO4 s 5 ml H2SO4 zriedenej vodou v pomere 1:1. Po pridaní týchto činidiel sa zmes nechá hodinu za pravidelného miešania, aby sa premenili chloridy obsiahnuté v pôde na AgCl. Táto technika však úplne neodstráni účinok chlóru, pretože počas ďalšieho varu oxidačnej zmesi dochádza k určitému rozkladu chloridu strieborného s uvoľňovaním chlóru. Preto pre pôdy zasolené chloridmi nad 0,6 % môžeme odporučiť ich predbežné premytie destilovanou vodou. Za týmto účelom postupujte nasledovne: 100-200 g na vzduchu suchej pôdy, preosiatej cez sito s 1 mm otvormi, sa vloží do kadičky s objemom 500-800 ml, mierne naplnenej destilovanou vodou. okyslený niekoľkými kvapkami 1,0 N. H2SO4 a počas dňa sa opakovane mieša. Ráno sa usadený číry roztok scedí dekantáciou bez rozvírenia pôdneho sedimentu, ktorý sa potom doplní okyslenou vodou. Ak roztok nad pôdnym sedimentom zostane do rána zakalený, treba vodu o niečo silnejšie okysliť kyselinou sírovou. Premývacia operácia sa opakuje dovtedy, kým chlórový ión nezmizne v pracej vode (kvalitatívne testovanie na prítomnosť chlóru s 1 % roztokom AgNO3).
Po ukončení umývania sa všetka nečistota zo skla prenesie pomocou destilovanej vody do tarovaného porcelánového pohára, vloží sa do vriaceho vodného kúpeľa a odparí sa do sucha. Pôda v pohári sa nechá jeden deň blízko váhy, aby sa vytvorila suchá pôda, potom sa zváži (váženie sa vykonáva na technochemických váhach). Stanoví sa teda pomer medzi hmotnosťou pôvodnej pôdy odobratej na pranie a hmotnosťou pôdy po umytí. Z premytej, vysušenej a odváženej pôdy sa odoberie priemerná vzorka s hmotnosťou 5 g, rozomelie sa v mažiari a preoseje sa cez sito s otvormi s priemerom 0,25 mm, potom sa odoberú bežné vzorky na stanovenie humusu. Pri poznaní vzťahu medzi hmotnosťou pôdy pred a po umytí sa pri výpočte obsahu humusu vychádza z pôvodnej pôdy.

Humus pochádza z lat. humus„zem, pôda“ – hlavná organická hmota pôdy obsahujúca živiny potrebné pre vyššie rastliny. Humus tvorí 85 – 90 % organickej hmoty pôdy a je dôležitým kritériom pri hodnotení jej úrodnosti. V hmotnostnom zložení vrchnej vrstvy pôdy sa obsah humusu pohybuje od zlomkov percent pre stepné pôdy až po 10-15% pre černozeme. Humus pozostáva z jednotlivých (vrátane špecifických) organických zlúčenín, produktov ich interakcie, ako aj organických zlúčenín vo forme organominerálnych útvarov.

Humus vzniká v pôde v dôsledku premeny rastlinných a živočíšnych organických zvyškov – humifikácie.

Na stanovenie obsahu organických látok v pôde, v laboratórium na analýzu pôdy Samostatne stanovte množstvo rastlinných zvyškov a humusu. Rastlinné zvyšky sa izolujú z pôdy suchou alebo mokrou metódou, po ktorej sa stanoví ich množstvo. Na určenie množstva humusu pri chemický rozbor pôdy je potrebné určiť obsah uhlíka v rozloženej organickej hmote v pôde – organický uhlík. Na stanovenie organického uhlíka v laboratórium na analýzu pôdy Používa sa oxidometrická metóda analýzy. Vzorky pre chemická analýza pôdy pre obsah humusu sa vyberajú v súlade s GOST 17.4.3.01-83 „Ochrana prírody. Pôdy. Všeobecné požiadavky na odber vzoriek" .

Podstata oxymetrickej metódy stanovenia humusu v pôde spočíva v tom, že organická hmota sa oxiduje dvojchrómanom draselným v silne kyslom prostredí až do vzniku oxidu uhličitého, potom sa nadbytok dvojchrómanu draselného titruje roztokom Mohrovej soli a obsah organických uhlíka v pôde určuje rozdiel v objemoch Mohrovej soli vynaložených na titráciu dvojchrómanu draselného v experimente bez pôdy a v experimente s pôdou. Množstvo navážky pôdy sa odoberá v závislosti od približného obsahu humusu: 0,05-1 gram pre černozeme, asi 1 gram pre svetlosivé pôdy.

Základné pojmy a definície podľa GOST: 27593-88 Pôdy. Pojmy a definície.

Humínové kyseliny- trieda vysokomolekulárnych organických dusíkatých hydroxykyselín s benzenoidovým jadrom, ktoré sú súčasťou humusu a vznikajú pri procese humifikácie.

Humínové kyseliny(HA) je skupina tmavo sfarbených humínových kyselín, rozpustných v zásadách a nerozpustných v kyselinách.

Kyseliny hymatomelanové(HMC) je skupina humínových kyselín rozpustných v etanole. Fulvové kyseliny(FC)- skupina humínových kyselín, rozpustných vo vode, zásadách a kyselinách.

Humin- organická látka, ktorá je súčasťou pôdy, nerozpustná v kyselinách, zásadách a organických rozpúšťadlách.

Stupeň humifikácie organickej hmoty- pomer množstva uhlíka v humínových kyselinách k celkovému množstvu organického uhlíka v pôde, vyjadrený v hmotnostných zlomkoch.