> >

Определение гумуса в почве метод. Методика проведения исследований. Обменные основания почвы

ГОСТ 23740-79

Группа Ж39

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГРУНТЫ

МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Soils. Methods of laboratory determination

of organic composition

Дата введения 1980-01-01

РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по делам строительства

ИСПОЛНИТЕЛИ

Г.В.Сорокина, канд. техн. наук; Н.П.Бетелев, канд. геол.-минер. наук; Р.С.Зиангиров, д-р геол.-минер. наук; И.С.Бочарова; Т.А.Кудинова

ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по делам строительства

Член Коллегии В. И. Сычев

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 20 июня 1979 г. № 89

Переиздание. Июнь 1987 г.

Настоящий стандарт распространяется на песчаные и глинистые грунты и устанавливает методы лабораторного определения содержания органических веществ при исследовании этих грунтов для строительства.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Для определения содержания органических веществ в грунте надлежит установить раздельно количество растительных остатков и гумуса.

1.2. Растительные остатки следует выделить из грунта сухим или мокрым способом, после чего определить их количество

1.3. Для установления количества гумуса необходимо определить содержание углерода разложившихся органических веществ в грунте - органического углерода (Сорг).

Для определения органического углерода надлежит применять методы:

оксидометрический;

сухого сжигания.

1.4. Оксидометрический метод следует применять для определения органического углерода в песчаных и глинистых грунтах, содержащих менее 10% гумуса, а в грунтах, содержащих хлориды, - после удаления последних.

Метод не допускается применять для определения органического углерода в песчаных и глинистых грунтах морского, лиманного, старичного, озерного и болотного происхождения.

1.5. Метод сухого сжигания в кислороде следует применять для определения органического углерода в грунтах морского, лиманного, старичного, озерного, болотного происхождения и в грунтах, содержащих более 10% гумуса, после удаления карбонатов.

1.6. Содержание органического углерода в грунте надлежит определять в процентах сухого вещества пробы и пересчитывать на количественное содержание гумуса, применяя коэффициент 1,724.

1.7. Отбор и транспортирование образцов грунтов ненарушенного сложения надлежит выполнять по ГОСТ 12071-84.

1.8. Органические вещества следует определять для средней пробы грунта в воздушно-сухом состоянии.

Вес средней пробы грунта должен быть не менее 100 гс.

1.9. Для проведения испытания необходимо пробу грунта воздушно-сухого состояния подготовить растиранием в фарфоровой ступке пестиком с резиновым наконечником: для определения и выделения растительных остатков - до размера агрегатов 3-5 мм; для определения органического углерода - до размера частиц менее 0,25 мм, а затем произвести пробу на хлориды и карбонатность.

1.10. Погрешность взвешивания проб должна быть не более 0,01 гс, при определении количества растительных остатков и не более 0,0002 гс при определении органического углерода.

1.11. Количество параллельных определений органических веществ должно быть не менее двух.

Погрешность результатов параллельных определений не должна превышать 2,5% от средней определяемой величины. Если расхождение между результатами двух параллельных определений превышает 2,5%, количество определений надлежит увеличить до трех и более.

За окончательный результат анализа следует принимать среднее арифметическое результатов параллельных определений.

1.12. Количество органических веществ следует определять с точностью до второго десятичного знака и регистрировать их в журнале (см. приложение 2) с указанием метода определения (пп. 1.2 и 1.3).

1.13. Термины и определения, применяемые в стандарте, приведены в приложении 1.

2. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ

2.1. Растительные остатки надлежит выделить из средней пробы грунта воздушно-сухого состояния и определить их количество в процентах.

2.2. Аппаратура

Баня песчаная или водяная.

Воронка стеклянная диаметром 14 см по ГОСТ 25336-82.

Груша резиновая.

Кисточка для сметания частиц с сита.

Лупа.

Мешалка.

Нож.

Пинцет.

Сита с сетками проволочными ткаными № 1 и 0,25 по ГОСТ 6613-86.

Стекло органическое листовое по ГОСТ 17622-72.

Цилиндр (см. приложение 3).

Ступка фарфоровая по ГОСТ 9147-80, пестик по ГОСТ 9147-80 с резиновым наконечником.

Термометр по ГОСТ 215-73, с погрешностью измерений до 0,5°С.

Ткань суконная или шерстяная (кусочек).

Чашки фарфоровые по ГОСТ 9147-80.

Шкаф сушильный.

Шпатель по ГОСТ 9147-80.

2.3. Проведение испытания

2.3.1. Подготовленный грунт надлежит тщательно перемешать и отобрать методом квадратов среднюю пробу не менее 25 гс. Одновременно следует отобрать пробу для определения гигроскопической влажности по ГОСТ 5180-84.

2.3.2. Взятую пробу необходимо поместить на стекло с подложенной под него бумагой (для фона). Растительные остатки следует тщательно отбирать (под лупой), раздавливая комочки грунта пинцетом (сухой способ). Для ускорения процесса удаления растительных остатков из грунта следует пользоваться наэлектризованной пластинкой из органического стекла, а при больших количествах растительных остатков применять отмучивание их в водопроводной воде (мокрый способ).

Сухую пластинку из органического стекла необходимо натереть кусочком шерстяной или суконной ткани и быстро провести ее над грунтом, распределенным тонким слоем на стекле или бумаге, следя, чтобы к пластинке не притягивались вместе с растительными остатками глинистые частицы. Пластинку следует держать примерно на 5 см выше слоя грунта.

2.3.3. Для отмучивания растительных остатков среднюю пробу грунта следует высыпать в заранее взвешенную фарфоровую чашку, взвесить, смочить водой, и слегка растереть пестиком с резиновым наконечником так, чтобы не повредить растительные остатки. Затем следует отмутить песок, для чего грунт заливают водой, перемешивают и сливают верхний слой с глинистыми частицами сквозь сито с сеткой № 1 в течение 5-8 с в большую фарфоровую чашку, следя, чтобы на сито не попал песок. Операцию необходимо повторять до полной отмывки песка в чашке.

Растительные остатки на сите следует отмыть от глинистых частиц и перенести во взвешенную фарфоровую чашку. Прошедшие сквозь сито глинистые частицы следует в чашке взболтать, дать им возможность осесть, а растительные остатки, прошедшие сквозь сито с сеткой № 1, слить через сито с сеткой № 0,25 в другую чашку.

Растительные остатки, оставшиеся на ситах с сетками № 1 и 0,25, следует соединить в одной чашке, а воду выпарить на бане. Все прошедшие через сито частицы грунта следует из чашки перенести в цилиндр и проверить полноту выделения растительных остатков (см. приложение 3).

2.3.4. Выделенные песчаные, глинистые частицы и растительные остатки следует высушить в сушильном шкафу до постоянного веса при температуре 100-105°С и взвесить с погрешностью не более 0,01 гс.

2.4. Обработка результатов

2.4.1.Количество растительных остатков J(от) в процентах следует вычислить по формуле

где m(s0) - вес сухих растительных остатков, гс;

m(s) - вес сухого грунта, гс.

Для пересчета воздушно-сухой навески на сухую применяют коэффициент

где W(г) - гигроскопическая влажность в процентах.

3. ОКСИДОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД

3.1. Органическое вещество надлежит окислить двухромовокислым калием в сильнокислой среде до образования углекислоты, затем оттитровать избыток двухромовокислого калия раствором соли Мора и определить содержание органического углерода в грунте по разности объемов соли Мора, израсходованных на титрование двухромовокислого калия в опыте без грунта и в опыте с грунтом.

3.2. Аппаратура и материалы

3.2.1. Аппаратура

Бутыли с притертыми пробками емкостью 5000 мл.

Бутыль с притертой пробкой емкостью 10000 мл.

Бюретки.

Весы лабораторные по ГОСТ 24104-80 с гирями по ГОСТ 7328-82.

Воронки стеклянные по ГОСТ 25336-82 диаметром 3,5 и 10 см.

Капельницы лабораторные стеклянные по ГОСТ 25336-82.

Колбы конические плоскодонные из термостойкого стекла емкостью 100 и 2500-5000 мл.

Колба мерная по ГОСТ 1770-74 емкостью 1000 мл.

Палочки стеклянные.

Пробирки стеклянные по ГОСТ 25336-82.

Склянка типа СПТ (Тищенко) по ГОСТ 25336-82.

Стекло часовое.

Шкаф сушильный.

Чашки фарфоровые по ГОСТ 9147-80 диаметром 5 и 9 см.

Шпатель по ГОСТ 9147-80.

3.2.2. Материалы

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77.

Кислота фенилантраниловая.

Пирогаллол.

Натрий углекислый по ГОСТ 83-79.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277-75.

Соль закиси железа и аммония двойная сернокислая (соль Мора) по ГОСТ 4208-72.

3.3. Подготовка к испытанию

3.3.1. Среднюю пробу весом около 3 гс следует отобрать способом квадратов из грунта (с удаленными растительными остатками и просеянного через сито с сеткой № 1), залить дистиллированной водой и перемешать в фарфоровой чашке стеклянной палочной в течение 15 мин.

3.3.2. Раствор необходимо отфильтровать в пробирку, подкислить раствором (1 н) азотнокислого серебра и перемешать (взбалтыванием). Если появляется сильная муть, из грунта перед определением углерода окислением органического вещества двухромовокислым калием следует удалить хлориды.

3.3.3. Для удаления хлоридов необходимо взять 25 гс подготовленного к анализу грунта. Навеску грунта следует поместить в стакан, залить дистиллированной водой, подкисленной несколькими каплями серной кислоты (1 н), и способом декантации перенести на фильтр.

Во взятой сухой навеcке грунта отмывать хлориды следует до исчезновения хлора (реакция на хлор). Отмытую навеску грунта с фильтра следует перенести в фарфоровую чашку, высушить до воздушно-сухого состояния на водяной бане и после охлаждения взвесить.

Для определения содержания углерода необходимо установить соотношение К1 между первоначальным весом взятого грунта и его весом после удаления хлоридов и высушивания

где m(1) - вес воздушно-сухой пробы, взятой для удаления хлоридов, гс;

m(2) - вес пробы после удаления хлоридов, гс.

3.4. Проведение испытания

3.4.1. Среднюю пробу весом 10-20 гс следует дополнительно растереть в ступке до размеров частиц, которые полностью проходят через сито с отверстиями сетки 0,25 мм (до состояния пудры), и тщательно перемешать.

Величина навески должна быть от 0,05 до 1 гс в зависимости от предполагаемого содержания гумуса в соответствии с таблицей.

Окраска сухого грунта

Содержание гумуса, %

Величина навески, гс

Очень черная или темно-коричневая

10-15

0,05-0,1

Черная или коричневая

7-10

0,1-0,15

Темно-серая

4-7

0,15-0,2

Серая

2-4

0,2-0,6

Светло-серая

1-2

0,5-1

Белесая

Менее 1

1,0

3.4.2. Одновременно необходимо отобрать пробу для определения гигроскопической влажности по ГОСТ 5180-84.

3.4.3. Пробу грунта следует взвесить на листочке кальки. Вес пробы определить по разности между весом кальки с пробой и весом после пересыпания пробы в коническую колбу емкостью 100 мл. Погрешность взвешивания должна быть в пределах ±0,0002 гс.

3.4.4. К навеске грунта с помощью бюретки надлежит добавить 10 мл хромовой смеси (0,4 н раствор двухромовокислого калия в разбавленной 1: 1 серной кислоте). Раствор из бюретки спускают от нулевого деления по каплям (медленно) с соблюдением одинакового интервала времени при параллельных испытаниях.

Содержимое в колбе следует осторожно перемешивать круговыми движениями колбы.

Колбы необходимо закрыть воронками диаметром 3,5 см для охлаждения водяных паров и поставить на горячую электроплитку с закрытой спиралью или песчаную баню*.

________________

* Кипячение допускается проводить в термостате в течение 30 мин при температуре 150°С.

Кипячение раствора следует продолжать 5 мин (без выделения пара из воронки); оно должно быть еле заметным, т. е. выделение пузырьков углекислоты, образующихся от окисления органических веществ грунта, должно быть обильным, при этом пузырьки должны быть немного больше макового зерна. Отсчет времени кипячения производят с момента появления первого относительно крупного пузырька газа.

В процессе кипячения окраска раствора должна изменяться из оранжевой в буровато-коричневую. Если появляется зеленая окраска, что говорит о полном израсходовании хромовой кислоты и возможном недостатке ее на окисление гумуса, опыт следует повторить, уменьшив навеску грунта.

По окончании кипячения колбу следует снять с плитки (бани) или вынуть из термостата, обмыть воронку небольшим количеством воды, дать колбе охладиться до комнатной температуры и провести титрование.

3.4.5. Титрование избытка хромовой смеси следует проводить в присутствии фенилантраниловой кислоты. Перед титрованием необходимо обмыть горло колбы из промывалки дистиллированной водой (количество воды не должно превышать 20 мл), прибавить 5-6 капель 0,2%-ного раствора фенилантраниловой кислоты и титровать раствором соли Мора (0,2 н.) до перехода окраски в зеленую. Раствор соли Мора под конец титрования следует приливать по каплям, все время перемешивая раствор энергичным взбалтыванием.

3.4.6. Перед началом или в конце испытания надлежит провести опыт без грунта для установления соотношения между растворами хромовой смеси и соли Мора в условиях, аналогичных п. 3.4.4. В две конические колбы емкостью 100 мл следует налить 10 мл хромовой смеси, для равномерности кипения прибавить на кончике тонкого шпателя примерно 0,2 гс растертой в порошок прокаленной пемзы (использовать для этой цели песок не допускается) и содержимое в колбах кипятить 5 мин, как указано в п. 3.4.4.

После охлаждения прокипяченую хромовую смесь следует титровать 0,2 н раствором соли Мора в соответствии с п. 3.4.5 и определить среднее из двух опытов количество соли Мора, израсходованное на титрование 10 мл хромовой смеси.

3.4.7. Определение органического углерода следует проводить в двух параллельных испытаниях. Целесообразно сначала провести одно определение органического углерода для серии навесок грунтов,

3.5. Обработка результатов

Количество органического углерода Сорг в процентах на сухую навеску грунта следует вычислить по формуле

где а - количество раствора соли Мора, израсходованное на титрование 10 мл хромовой смеси в «опыте с пемзой», мл;

b - количество соли Мора, израсходованное на титрование избытка хромовой смеси в опыте с грунтом, мл;

н - нормальность раствора соли Мора, устанавливаемая по ее титрованию раствором перманганата (0,1 н.);

0,003 - величина 1 мгс.-экв. углерода*;

г - навеска сухого грунта, гс.

___________

Для пересчета воздушной сухой навески на сухую применяют коэффициент

где W(г) - гигроскопическая влажность грунта.

При наличии в грунте хлоридов для пересчета Сорг применяют коэффициент К1 (п. 3.3.3).

4. МЕТОД СУХОГО СЖИГАНИЯ

4.1. Окисление углерода бескарбонатной навески грунта следует производить сжиганием этой навески в потоке кислорода при температуре 950-1000°С до прекращения выделения углекислого газа, учитываемого газообъемным методом, с последующим пересчетом на углерод.

4.2. Аппаратура и материалы

4.2.1. Аппаратура

Автотрансформатор ЛАТР-1 М.

Баня песчаная или баня водяная.

Баллон кислородный с редуктором по ГОСТ 13861-80.

Барометр-анероид.

Весы лабораторные по ГОСТ 24104-80 с гирями по ГОСТ 7328-82.

Газоанализатор ГОУ-1 по ГОСТ 10713-75.

Газометр стеклянный по ГОСТ 25336-82.

Воронки стеклянные диаметром 10-14 см по ГОСТ 25336-82.

Калиаппарат по ГОСТ 25336-82 или склянка с насадкой СН (Дрекселя) по ГОСТ 25336-82.

Колонки для сушки газов, 2 шт.

Краны двухходовые по ГОСТ 7995-80.

Крючок из прочной низкоуглеродистой проволоки.

Лодочки фарфоровые по ГОСТ 9147-80.

Печь электрическая трубчатая горизонтальная, обеспечивающая нагрев до 1000 °С, типа СУОЛ-025 1/12-М1.

Плитка с закрытой спиралью.

Пробки резиновые по ГОСТ 7852-76.

Сетка медная.

Склянки промывные по ГОСТ 25336-82, 3 шт.

Тигли емкостью 50 куб.см по ГОСТ 9147-80.

Трубка U-образная по ГОСТ 25336-82.

Трубка кварцевая или фарфоровая длиной 750 мм и внутренним диаметром 18-20 мм.

Трубка резиновая внутренним диаметром 3-4 мм.

Чашки фарфоровые по ГОСТ 9147-80, 2 шт.

Шкаф сушильный.

Эксикатор по ГОСТ 25336-82 с кальцием хлористым 2-водным по ГОСТ 4161-77.

4.2.2. Материалы

Ангидрид хромовый по ГОСТ 3776-78.

Аскарит с размером зерен 3-5 мм или известь натронная.

Вата стеклянная.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

Индикаторная универсальная бумага или лакмус.

Калия гидрат окиси (кали едкое).

Калий двухромовокислый (бихромат) по ГОСТ 2652-78.

Кальций хлористый безводный.

Кислород газообразный по ГОСТ 5583-78, полученный методом глубокого охлаждения воздуха.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77.

Метиловый оранжевый.

Натрия гидроокись (натр едкий) по ГОСТ 4328-77.

Кварцевая пудра.

Фильтры.

4.3. Подготовка установки к испытанию

4.3.1. Для подготовки установки (см. чертеж) к испытанию надлежит сосуд 17 и калиаппарат 2 наполнить 40%-ным раствором калия, гидрата окиси. В уравнительную склянку 16 налить 450 мл дистиллированной воды, добавить несколько капель серной кислоты и 2-3 капли метилоранжа (окрашенная жидкость). В рубашку газоизмерительной бюретки 14 и рубашку холодильника 10 следует налить дистиллированную воду.

4.3.2. Газометр 1 надлежит наполнить кислородом, колонку для сушки газов 3 - натронной известью или аскаритом, колонку для сушки газов 4 - безводным хлористым кальцием. В U-образную трубку 7 следует поместить стеклянную вату, а в фарфоровую трубку 6 - медную сетку со стороны, обращенной к U-образной трубке. В сосуд 8 надлежит налить раствор хромового ангидрида в серной кислоте (см. приложение 5, п. 3), а в сосуд 9 - раствор двухромовокислого калия в серной кислоте (см. приложение 5, п. 2).

4.3.3. Установку следует проверить на герметичность. Установка герметична, если уровни растворов в сосуде 17 и измерительной бюретке 14 остаются без изменения в течение 10-15 мин. Если установка негерметична, ее следует разобрать, протереть все краны мягкой тканью, смазать вазелином, собрать и снова проверить на герметичность.

4.3.4. Фарфоровую трубку 6 и лодочки для сжигания надлежит прокалить в токе кислорода при температуре 1000 °С.

Лодочки следует хранить в эксикаторе.

Шлиф крышки эксикатора не следует покрывать смазывающими веществами, так как кислород взрывоопасен при попадании масел.

4.3.5. При герметичности через установку следует пропустить кислород в течение 15-20 мин при температуре печи 1000 °С, после чего провести опыт без лодочки. Опыт без лодочки надлежит проводить так же, как и сжигание (см. п. 4.4), но при этом показание шкалы 15 после поглощения газов кали едким должно быть нулевым. Если уровень жидкости в бюретке 14 после обработки газов кали едким стал выше нуля, опыт без лодочки следует повторить.

Установка для определения углерода органических соединений сухим сжиганием

1 - газометр с кислородом; 2 - калиаппарат с кали едким; 3 - колонка для сушки газов с аскаритом или натронной известью; 4 - колонка для сушки газов с хлористым кальцием; 5 - печь электрическая трубчатая горизонтальная; 6 - трубка фарфоровая или кварцевая; 7 - трубка U-образная со стеклянной ватой для удерживания механических примесей; 8 - сосуд поглотительный с раствором хромового ангидрида в серной кислоте для удержания окислов серы; 9 - сосуд поглотительный с раствором двухромовокислого калия в серной кислоте, для удержания окислов азота; 10 - холодильник; 11 - кран трехходовой; 12 - кран для соединения газоизмерительной бюретки с атмосферой; 13 - термометр; 14 - газоизмерительная бюретка № 2; 15 - подвижная шкала газоизмерительной бюретки; 16 - склянка уравнительная; 17 - сосуд, наполненный раствором едкого кали для поглощения углекислого газа

4.4. Подготовка пробы к испытанию

4.4.1. Перед сжиганием грунта надлежит проверить его на карбонатность: для этого из подготовленного к испытанию образца грунта способом квадратов следует взять среднюю пробу (1 гс) в фарфоровую чашку и прибавить 2-3 капли 10%-ной соляной кислоты. Если вскипание отсутствует, карбонатов нет, вскипание сильное и продолжительное - карбонатов меньше 10%, вскипание бурное и продолжительное - карбонатов больше 10%. Карбонаты должны быть удалены способом, исключающим разложение органического вещества.

4.4.2. Для разрушения карбонатов следует применять раствор 5%-ной серной кислоты.

В фарфоровый тигель емкостью 50 мл необходимо взять способом квадратов среднюю пробу грунта весом 3 гс, налить 3-4 мл дистиллированной воды, перемешивая грунт стекляннной палочкой. Затем в тигель из бюретки или делительной воронки налить раствор 5%-ной серной кислоты. Во избежание бурного вскипания и разбрызгивания суспензии кислоту следует лить небольшими порциями, все время перемешивая грунт. При прекращении выделения пузырьков газа, образующихся при реакции, необходимо проверить рН суспензии по индикаторной универсальной бумаге (рН 1-10). Доводя реакцию суспензии до кислой (рН 5,5-5,0), добавляют еще 0,5 мл раствора 5%-ной серной кислоты. После тщательного перемешивания вынимают стеклянную палочку из тигля и осторожно смывают ее дистиллированной водой из промывалки. Переносят тигель на плитку с закрытой спиралью, кипятят суспензию в течение 5 мин при слабом нагреве и проверяют реакцию жидкости с помощью индикаторной бумаги.

Если рН суспензии сохраняется кислым, то разрушение карбонатов закончено.

При наличии щелочной реакции (рН>7) добавляют еще немного серной кислоты и вновь кипятят суспензию 5 мин.

После окончания разрушения карбонатов тигель снимают с плитки. Нейтрализуют суспензию и определяют реакцию по индикаторной бумаге, добавляя по каплям 2%-ный раствор натра едкого до рН 6,5.

Тигель надлежит перенести на песчаную баню, выпарить содержимое, а затем высушить в сушильном шкафу в течение 5 ч.

После охлаждения в эксикаторе тигли с осадками следует взвесить с погрешностью ± 0,0002 гс.

4.4.3. Для расчета углерода необходимо установить соотношение между первоначальным весом взятого грунта и его весом после разрушения карбонатов

где m(1) - вес воздушно-сухой пробы до разрушения карбонатов, гс;

m(2) - вес высушенной пробы после разрушения карбонатов, гс.

Примечания:

1. В процессе кислотной обработки происходят разрушение карбонатных минералов и образование сернокислых солей. При этом вес пробы грунта, как правило, увеличивается;

2. До определения углерода высушенную пробу следует хранить в эксикаторе.

4.4.4. Из некарбонатного растертого грунта надлежит взять навеску с погрешностью ± 0,0002 гс для определения углерода органических соединений.

Величина навески определяется предполагаемым содержанием гумуса:

для песков. . ............... 1 гс

для глин. . . .............. 0,5 гс

для грунтов с содержанием гумуса больше 10% ... 0,01-0,03 гс

4.5. Проведение испытания

4.5.1. Определение углерода органических соединений следует проводить с помощью установки (см. чертеж).

4.5.2. Газоизмерительную бюретку 14 следует заполнить доверху окрашенной жидкостью из уравнительной склянки 16, для чего открыть кран 12 и поднять уравнительную склянку в верхнее положение, затем кран 12 закрыть.

4.5.3. Навеску грунта следует поместить в предварительную прокаленную лодочку, присыпать сверху кварцевой пудрой для предотвращения вспышки и при помощи крючка ввести лодочку в центральную часть фарфоровой трубки 5, предварительно нагретой до 950-1000°С, затем быстро закрыть трубку 6 пробкой, через отверстие в которой подается кислород для сжигания, для чего следует открыть кран газометра 1 и пустить кислород со скоростью 3-4 пузырька в секунду. Счет пузырьков ведется в калиаппарате 2.

4.5.4. Кран 11, соединяющий фарфоровую трубку 6 с измерительной бюреткой 14, некоторое время (~30 с) следует держать закрытым, чтобы начало сжигания проходило под давлением. Затем кран 11 следует открыть, соединяя фарфоровую трубку 6 с измерительной бюреткой 14. Газовая смесь (кислород и углекислый газ) из фарфоровой трубки 6, пройдя сосуды 7,8,9 и холодильник 10, поступает в измерительную бюретку 14, вытесняя окрашенную жидкость. Заполнение бюретки газом продолжается около 3 мин. Затем надлежит прекратить подачу кислорода, закрыть кран газометра 1 и для герметизации измерительной бюретки закрыть кран 11.

4.5.5. Перемещая уравнительную склянку 16, следует установить поверхность жидкости в ней на одном уровне с жидкостью в бюретке 14 и с этими уровнями совместить нулевое деление подвижной шкалы 15 бюретки 14.

4.5.6. Поставив кран 11 в положение, соединяющее измерительную бюретку 14 с сосудом 17, и поднимая уравнительную склянку 16 в верхнее положение, следует перевести газовую смесь из бюретки 14 в сосуд 17; затем, опуская уравнительную склянку 16, следует перевести газ из сосуда 17 обратно в бюретку 14. Эту операцию повторяют два раза для лучшего поглощения углекислого газа.

4.5.7. Затем следует закрыть кран 11, соединяющий бюретку 14 с сосудом 17, и установить поверхность жидкости в уравнительной склянке 16 на одном уровне с жидкостью в бюретке 14. Отсчет положения этого уровня по шкале 15 бюретки дает количество углекислого газа, поглощенное в сосуде 17, то есть содержание углерода в анализируемой навеске.

4.5.8. После перевода газа из сосуда 17 в бюретку 14 перед отсчетом уровня жидкости необходимо установить полное стекание капель жидкости со стенок бюретки (обычно около 1 мин).

4.5.9. Операцию по сжиганию навески грунта в потоке кислорода повторяют 4-6 раз до прекращения выделения углекислого газа. Для расчета содержания углерода в навеске грунта следует суммировать количество выделившегося при ее сжигании углекислого газа. После испытания надлежит измерить температуру газа в бюретке 14 по термометру 13 и атмосферное давление по барометру.

4.6. Обработка результатов

4.6.1. Количество органического углерода Сорг в процентах следует вычислять по формуле

где а - показание шкалы газоизмерительной бюретки (сумма отсчетов) содержания органического углерода в пробе, %;

р - поправочный коэффициент на температуру и давление, принимаемый в соответствии с таблицей приложения 6;

г - вес пробы, гс.

Для пересчета воздушно-сухой навески на сухую следует применить коэффициент К (п. 3.5). Вычисленная величина С(огр) для карбонатного грунта определяет содержание органического углерода в процентах в грунте, из которого удалены карбонаты (нерастворимый остаток).

4.6.2. Пересчет С(огр) на карбонатный грунт следует производить по формуле

где К(2) - поправка на содержание.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Термин

Определение

Органическое

вещество

Под органическим веществом следует понимать растительные остатки, находящиеся в грунте в виде неразложившихся механических включений, и продукты их разложения и преобразования - аморфные гумифицированные органические вещества.

Растительные остатки

Неразложившиеся механические включения растений

Гумус

Сложный агрегат темноокрашенных аморфных продуктов преимущественно биохимического разложения отмерших остатков организмов

Органический углерод

Углерод, входящий в состав органических соединений

Оксидометрический метод

Определение содержания органического углерода методом окисления двухромовокислым калием

Сильнокислая среда

рН меньше 1

Метод сухого сжигания

Окисление углерода бескарбонатной навески в токе кислорода при температуре 950-1000 °С до углекислого газа, учитываемого газообъемным методом с последующим пересчетом на углерод

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ЖУРНАЛ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ГРУНТЕ

1. Журнал определения количества

растительных остатков в грунте

Дата

Лабо- ратор-

Наи- мено-

Номер

чашки

Вес, гс

Гигро- скопи-

Вес сухого

Номер

чашки

Вес, гс

Коли- чест-

Метод выде-

ный

номер

вание грунта

Воз- душно-

сухого

грунта и чашки

Чашки

Воз- душно-

сухого

грунта

ческая влаж- ность, %

грунта,

гс

Воз- душно- сухих расти- тель- ных остат-

ков

и чашки

Сухих расти- тель- ных остат- ков и чашки

Чаш-

ки

Сухих расти- тель- ных остат- ков

во

расти- тель- ных остат- ков,

ления

расти- тель- ных остат- ков

Журнал проверил "__"___________19___г.__________________________________________

2. Журнал определения оксидометрическим

методом количества органического углерода в грунте

Дата

Лабо- ратор-

Наи- мено-

Номер

колбы

Вес, гс

Гигро- скопи-

Вес

сухого

Хромо- вая

Соль Мора

Коли- чество

Гумус,

ный

номер

вание грунта

Воз- душно-

сухого

грунта и кальки

Кальки

Воз- душно-

сухого

грунта

ческая влаж- ность,

грунта,

гс

смесь, мл

Нормаль- ность, н

Израсхо- довано,

мл

Исполнитель___________________________________________________________________

(фамилия, имя, отчество, подпись)

Журнал проверил "___"________19_____г.__________________________________________

(должность, фамилия, имя, отчество, подпись)

3. Журнал определения методом сухого сжигания

количества органического углерода в грунте

Дата

Лабора-

торный номер

Наи- мено-

вание

грунта

Вес, гс

Показание шкалы

Поправоч-

ный коэф-

фициент на

темпе-

Количество

Гумус,

Лодочки с грунтом

Лодочки

Грунта

Сумма

ратуру и

давление р

в некар- бонат-

ной навеске

в кар- бонат-

ном грунте

Исполнитель___________________________________________________________________

(фамилия, имя, отчество, подпись)

Журнал проверил "____"___________19__г._________________________________________

(должность, фамилия, имя, отчество, подпись)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ПРОВЕРКА ЧИСТОТЫ ВЫДЕЛЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ

ОСТАТКОВ ИЗ ГРУНТА

Для проверки чистоты выделения растительных остатков из грунта рекомендуется оставшийся в фарфоровой чашке глинистой осадок (п. 2.3.3) перенести методом декантации через сито с сеткой № 0,25 в цилиндр (см. чертеж) и долить его водой до метки. Затем следует измерить температуру воды, взболтать перенесенный в цилиндр грунт мешалкой в течение 1 мин и слить через верхний штуцер во взвешенную фарфоровую чашку 100 миллиметровый слой суспензии через интервал времени, указанный в зависимости от температуры в таблице.

Через нижний штуцер слить нижний слой суспензии в другую чашку, если на стенках цилиндра остались растительные остатки, собрать их пальцем и добавить к растительным остаткам, оставшимся на сите. Собранные в чашках суспензии выпаривать на бане и каждую фракцию проверить на чистоту выделения растительных остатков. Оставшиеся в процессе выпаривания на стенках чашек растительные остатки следует собрать с помощью пластинки из органического стекла и добавить к выделенным ранее растительным остаткам.

Таблица 1

Температура °С

Плотность частиц, гс/куб.см

12,5

17,5

22,5

27,5

Время падения частиц 0,005 мм на глубину более 10 см

2,45

1 ч 49’ЗЗ"

1 ч 42’22"

1ч

36’

1 ч 30’5"

1 ч

24’52"

1 ч 19’54"

1 ч 15’31"

1 ч 11’15"

1 ч

7’28"

Цилиндр для проверки полноты выделения растительных остатков

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Справочное

ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ГРУНТЕ ОКИСЛЕНИЕМ

ДВУХРОМОВОКИСЛЫМ КАЛИЕМ

1. Приготовление хромовой смеси (0,4 н. раствор двухромовокислого калия в разбавленной 1:1 серной кислоте)

Растворяют 40 г измельченного в фарфоровой ступке кристаллического двухромовокислого калия в 500-600 мл дистиллированной воды и фильтруют через бумажный фильтр в мерную колбу емкостью 1000 мл.

Раствор доводят до метки дистиллированной водой и переливают в колбу из термостойкого стекла емкостью на 2,5-5 л.

К раствору приливают (под тягой) небольшими порциями (по 100 мл) 1 л серной кислоты (плотностью 1,84 гс/куб.см) при осторожном и многократном помешивании. Раствор закрывают воронкой, оставляют стоять для полного охлаждения до следующего дня, еще раз перемешивают и переливают в бутыль с притертой пробкой. Хранят раствор в темном месте.

2. Приготовление 0,2 н раствора соли Мора

Для приготовления 0,2 н раствора помещают 80 гс соли Мора (используют только голубые кристаллы, сильно побуревшие отбрасывают) в колбу емкостью 1 л и заливают 1 н раствором серной кислоты примерно на 2/3 ее объема. Раствор взбалтывают до полного растворения соли, фильтруют через двойной складчатый фильтр, добавляют дистиллированную воду до метки и хорошо перемешивают.

Раствор хранят в бутыли, изолированной от воздуха (см. чертеж).

В склянку Тищенко помещают щелочной раствор пирогаллола.

Для приготовления щелочного раствора пирогаллола растворяют 12 гс пирогаллола в 50 мл воды и смешивают с раствором едкого кали (180 гс кали едкого на 300 мл воды).

Нормальность раствора соли Мора устанавливают и проверяют по 0,1 н раствору марганцовокислого калия. В коническую колбу емкостью 250 мл отмеряют бюреткой 10 мл раствора соли Мора, прибавляют 50 мл дистиллированной воды и 1 мл серной кислоты (плотность 1,84 гс/куб.см, титруют 0,1 н раствором марганцовокислого калия до слаборозовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин. Титрование проводят в трехкратной повторности.

где

3. Приготовление раствора фенилантраниловой кислоты

Отвешивают 0,2 гс фенилантраниловой кислоты и растворяют в 100 мл 0,2%-ного раствора соды.

Для улучшения смачивания порошка индикатора взятую навеску необходимо предварительно перемешать в фарфоровой чашке стеклянной палочкой с несколькими миллилитрами 0,2%-ного раствора соды до пастообразного состояния. Затем добавляют остальное количество раствора соды при тщательном перемешивании.

Установка для хранения титрованного раствора соли Мора

1 - предохранительная трубка с кристаллами сернокислого железа;

2 - склянка Тищенко со щелочным раствором пирогаллола

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Справочное

ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

УГЛЕРОДА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В ГРУНТЕ

СУХИМ СЖИГАНИЕМ

1. Приготовление 40%-ного раствора кали едкого

Растворяют 40 весовых частей гранулированного кали едкого в 60 весовых частях дистиллированной воды. Плотность 40%-ного раствора кали едкого равна 1,40 гс/куб.см. Если плотность приготовленного по весовым соотношениям компонентов раствора кали едкого оказалась ниже, чем 1,40 гс/куб.см, добавляют еще гранулированного кали едкого, доводя плотность раствора до 1,40 гс/куб.см.

2. Приготовление раствора двухромовокислого калия в серной кислоте.

Растворяют 0,3 гс измельченного в фарфоровой ступке кристаллического двухромовокислого калия в 50 мл серной кислоты плотностью 1,84 гс/куб.см. При необходимости получения более значительного объема раствора увеличивают количество двухромовокислого калия и серной кислоты в том же соотношении.

3. Приготовление раствора хромового ангидрида в серной кислоте.

Берут 30 мл дистиллированной воды и добавляют 12 гс измельченного в фарфоровой ступке кристаллического хромового ангидрида, растворенного в 15 мл серной кислоты плотностью 1,84 гс/куб.см.

При необходимости получения более значительного объема раствора увеличивают количество всех трех компонентов в том же соотношении.

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Справочное

Поправки на атмосферное давление и температуру

к газометрическому определению углерода

Температура в бюретке, °С

Атмосферное давление мм рт. ст.

730

0,9507

0,9462

0,9415

0,9369

0,9322

0,9274

0,9226

0,9177

0,9127

0,9077

0,9026

0,8975

0,8922

732

0,9534

0,9488

0,9442

0,9395

0,9348

0,9300

0,9252

0,9203

0,9153

0,9108

0,9052

0,9000

0,8948

734

0,9561

0,9515

0,9468

0,9421

0,9374

0,9326

0,9278

0,9229

0,9179

0,9129

0,9078

0,9026

0,8974

736

0,9587

0,9541

0,9495

0,9448

0,9400

0,9352

0,9304

0,9255

0,9205

0,9155

0,9103

0,9052

0,8999

738

0,9614

0,9568

0,9521

0,9474

0,9427

0,9379

0,9330

0,9281

0,9231

0,9180

0,9129

0,9077

0,9025

740

0,9640

0,9594

0,9548

0,9500

0,9453

0,9405

0,9356

0,9307

0,9257

0,9206

0,9155

0,9103

0,9050

742

0,9667

0,9621

0,9574

0,9527

0,9479

0,9431

0,9382

0,9333

0,9288

0,9232

0,9181

0,9129

0,9076

744

0,9694

0,9647

0,9600

0,9553

0,9505

0,9457

0,9408

0,9359

0,9309

0,9258

0,9206

0,9154

0,9101

746

0,9720

0,9674

0,9627

0,9579

0,9532

0,9483

0,9434

0,9385

0,9334

0,9284

0,9232

0,9180

0,9127

748

0,9747

0,9700

0,9653

0,9606

0,9558

0,9509

0,9460

0,9411

0,9360

0,9309

0,9258

0,9206

0,9152

750

0,9774

0,9727

0,9680

0,9632

0,9584

0,9535

0,9486

0,9437

0,9386

0,9335

0,9284

0,9231

0,9178

752

0,9800

0,9753

0,9706

0,9659

0,9601

0,9562

0,9502

0,9463

0,9412

0,9361

0,9309

0,9254

0,9204

754

0,9827

0,9780

0,9733

0,9685

0,9637

0,9588

0,9538

0,9489

0,9438

0,9387

0,9335

0,9282

0,9229

756

0,9854

0,9806

0,9759

0,9711

0,9663

0,9614

0,9564

0,9515

0,9464

0,9413

0,9361

0,9308

0,9255

758

0,9880

0,9833

0,9785

0,9738

0,9689

0,9640

0,9591

0,9541

0,9490

0,9439

0,9387

0,9334

0,9280

760

0,9907

0,9860

0,9812

0,9764

0,9715

0,9666

0,9617

0,9567

0,9516

0,9464

0,9412

0,9359

0,9306

762

0,9933

0,9886

0,9838

0,9790

0,9742

0,9692

0,9643

0,9593

0,9542

0,9490

0,9438

0,9385

0,9331

764

0,9960

0,9913

0,9865

0,9817

0,9768

0,9719

0,9669

0,9619

0,9568

0,9516

0,9464

0,9411

0,9357

766

0,9987

0,9939

0,9801

0,9843

0,9794

0,9745

0,9695

0,9645

0,9594

0,9542

0,9489

0,9436

0,9382

768

1,0013

0,9966

0,9918

0,9869

0,9820

0,9771

0,9721

0,9670

0,9619

0,9568

0,9515

0,9462

0,9408

770

1,0040

0,9992

0,9944

0,9896

0,9847

0,9797

0,9747

0,9696

0,9645

0,9593

0,9541

0,9488

0,9434

Примечание. Таблица содержит поправочные коэффициенты для измерительной бюретки, калиброванной при 16°С и давлении 760 мм рт. ст., с использованием в качестве запирающей жидкости 2%-ного раствора серной кислоты. Для других условий проведения измерений (давление ниже 730 и выше 770 мм рт.ст.) следует брать поправочные коэффициенты из табл. 1, прилагаемой к прибору ГОУ-1.

Текст документа сверен по:

официальное издание

М: Издательство стандартов, 1987



Лабораторная работа № 3

Определение содержания гумуса в почвах по Тюрину

в модификации Цыпленкова

Цель работы: Освоить определение содержания гумуса в почвах по методу Тюрина в модификации Цыпленкова.

Реактивы и оборудование , электрическая плитка, солевая баня, фотоэлектроколориметр, пробирки размером 150x15 мм (диаметр пробирок должен быть строго определенным (15,0+ 0,2) мм)*, пипетки объемом 10 см 3 , маленькие воронки, бюретка, раствор двухромовокислого калия с молярной концентрацией эквивалента 0.4 моль/дм 3 в концентрированной серной кислоте (1:1), раствор сахарозы с концентрацией 1мг углерода в 1см 3 раствора.

Принцип метода: Метод основан на окислении органического вещества раствором двухромовокислого калия в серной кислоте и последующем определении трёхвалентного хрома, эквивалентного содержанию органического вещества, фотометрическим методом.

Приготовление реактивов.

Приготовление раствора двухромовокислого калия в серной кислоте (хромовая смесь) Навеску двухромовокислого калия 40.00 г помещают в мерную колбу вместимостью 1000.0 см 3 , растворяют в воде, доводя объём до метки на колбе дистиллированной водой и переливают в фарфоровую кружку. К полученному раствору приливают порциями по 100 см 3 с интервалом 10-15 минут 1000.0 см 3 концентрированного раствора серной кислоты. Раствор двухромовокислого калия в серной кислоте хранят в склянке из тёмного стекла. Приготовление раствора сахарозы

Навеску сахарозы 2,3750 г, отвешенную на аналитических весах, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1000.0 см 3 , добавляют 500 см 3 дистиллированной воды, растворяют, перемешивают и доводят до метки дистиллированной водой. В 1 см 3 такого раствора содержится 1 мг углерода.

Приготовление раствора для солевой бани

Солевой раствор для бани готовят из хлористого кальция из расчета не менее 145 г СаС1 2 на каждые 100 см 3 воды.

Ход работы:

1. Навески от 0.05 до 0.10 г** почвы берут на аналитических весах (на листочке кальки) с точностью до 0.001 г и аккуратно переносят в пробирки. Анализ проводят в двукратной повторности.

* Для отбора пробирок с одинаковым диаметром берут большую партию пробирок и в каждую пипеткой приливают по 10 мл воды. Все пробирки, в которых уровень воды установится на одинаковой высоте, имеют одинаковый диаметр, и их можно применнять для сжигания навесок и приготовления шкалы.

** Пробу почвы для определения гумуса освобождают от корешков и пропускают через сито с отверстием 0.25 мм

    Из бюретки в пробирки с почвой приливают по 10 мл 0.4 молярной хромовой смеси. Если при переносе почвы с кальки в пробирки частички почвы задерживаются на внутренних стенках пробирок, то их смывают, приливая хромовую смесь.

    Одновременно в одну пустую пробирку (без почвы) приливают 10 мл хромовой смеси. Эта пробирка является «холостой» пробой.

    Пробирки с почвой, залитой хромовой смесью, а также пробирку с холостой пробой закрывают стеклянными колпачками-холодильниками (или маленькими воронками) и помещают в отверстия диска, служащего одновременно крышкой бани. Глубина погружения пробирок в баню должна быть строго определенной. Она регулируется ограничительными резиновыми кольцами, надетыми на пробирки (их нарезают из резиновых трубок). Дно пробирок не должно касаться дна бани.

    После того, как все пробы готовы для сжигания, а баня разогрета до 140°, диск со вставленными в него пробирками помещают на баню и выдерживают при температуре (140±2)°С в течение 20 мин.

    По истечении положенного времени диск с пробирками снимают с бани.

    После охлаждения пробирок, их нижнюю часть (которая погружалась в солевой раствор) обмывают дистиллированной водой, добавляют из бюретки или пипеткой строго 10 мл дистиллированной воды, закрывают пробирки пробками, тщательно перемешивают содержимое и устанавливают пробирки в штатив для оседания почвенных частиц (обычно для этого необходимо 24 часа).

    После полного осветления надосадочной жидкости в пробирках, ее аккуратно, не взмучивая осадок, переносят (переливают) в чистые сухие пробирки и измеряют оптическую плотность полученных растворов относительно «холостой» пробы при длине волны 590 нм.

Расчет массовой доли углерода в почвах проводят по формуле:

ώ(С) = А ·100% / m · b , где

ώ (С) - массовая доля углерода, %;

m - масса почвы, г;

А - оптическая плотность;

b - коэффициент градуировочного графика.

10. Построение градуировочного графика. Для установления параметров градуировочного графика готовят серию стандартных растворов с известным содержанием органического углерода (табл. 1). Для этого в семь пробирок приливают пипеткой аликвоты (от 0 до 6 мл) стандартного раствора сахарозы с концентрацией 1 мг углерода в 1 мл раствора (табл. 1) и упаривают на водяной бане досуха. В каждую пробирку приливают по 10.00 см 3 хромовой смеси (пипеткой или бюреткой) и проводят процедуру определения в соответствии с пп 3-8.

Таблица 1

Объем сахарозы, добавляемый в пробирки при приготовлении стандартных растворов

Значение оптической плотности раствора, А

По результатам фотометрирования строят градуировочный график, откладывая по оси ординат оптическую плотность растворов сахарозы, а по оси абсцисс - массу углерода, соответствующую данной оптической плотности (рис.1). График показан в виде примера, для каждой работы со своими реактивами он будет изменяться.

Рис. 1. График зависимости оптической плотности от массы углерода в серии стандартных растворов сахарозы.

Построить график зависимости можно с помощью Мастера диаграмм программы Microsoft Excel , который при построении графика одновременно приводит уравнение зависимости вида у = b·х, где у - это значение оптической плотности А, х - значение массы углерода, a b - коэффициент градуировочного графика.

11. Полученные результаты оформите в виде следующих таблиц и рисунков:

Таблица 2

Экспериментальные данные для построения градуировочного графика

Номер стандартного раствора сахарозы

Объём раствора сахарозы, см 3

Масса углерода в данном объеме сахарозы, г

Значение оптической плотности раствора, А

Таблица 3

Результаты определения содержания гумуса в почвенных пробах

№ почвен­ ного образ­ца

Повтор- ность

Масса почвы,

Оптическая плотность

Массовая доля органического углерода в почве ώ(С орг)

Среднее значение содержания гумуса в почве

Вопросы для контроля:

    Что служит источником органических веществ в почве?

    Какие компоненты входят в состав почвенного органического вещества?

    Какова роль гумуса в плодородии почв?

    Как влияет гумус на физические и биологические свойства почв?

    Как влияют природные условия на характер и скорость гумусообразования?

    Чем отличаются гуминовые кислоты от фульвокислот?

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Метод И.В. Тюрина основан на окислении углерода гумусовых веществ до СО2 0,4 н раствором двухромовокислого калия (К2Cr2O7). По количеству хромовой смеси, пошедшей на окисление органического углерода, судят о его количестве. Цель работы: научится определять содержание органического углерода почвы методом мокрого озоления по И.С. Тюрину. Материалы и оборудование: 1) конические колбы на 100 мл, 2) воронки, 3) 0,4 н раствор К2Cr2О7 в разбавленной Н2SО4 (1:1), 4) 0,1 н или 0,2 н раствор соли Мора, 5) 0,2% раствор фенилантраниловой кислоты, 6) бюретка для титрования, 7) электрическая плитка или газовая горелка. Ход выполнения работы: на аналитических весах берут навеску почвы 0,2-0,3 г. Навеску почвы осторожно переносят в коническую колбу на 100 мл. В колбу из бюретки приливают 10 мл хромовой смеси и содержимое осторожно перемешивают круговым движением. В колбу вставляют маленькую воронку, которая служит обратным холодильником, ставят колбу на асбестовую сетку или этернитовую плитку, затем содержимое колбы доводят до кипения и кипятят ровно 5 минут с момента появления крупных пузырьков СО2. Бурного кипения не допускают, так это приводит к искажению результатов из-за возможного разложения хромовой смеси. При массовых анализах рекомендуется кипячение заменить нагреванием в сушильном шкафу при 150°С в течение 30 минут. Колбу остужают, воронку и стенки колбы обмывают из промывалки дистиллированной водой, доводя объем до 30-40 мл. Добавляют 4-5 капель 0,2%-ного раствора фенилантраниловой кислоты и титруют 0,1н или 0,2н раствором соли Мора.

Конец титрования определяют переходом вишнево-фиолетовой окраски в зелёную. Проводят холостое определение, вместо навески почвы используя прокаленную почву или пемзу (0,20,3г). Содержание органического углерода вычисляют по формуле:

С = (100*(а - в) * КМ * 0,0003 * КН2О) * Р-1,

где С - содержание органического углерода, %; а - количество соли Мора, пошедшее на холостое титрование; в - количество соли Мора, пошедшее на титрование остатка хромовокислого калия; КМ - поправка к титру соли Мора; 0,0003 - количество органического углерода, соответствующее 1 мл 0,1н раствора соли Мора, г (применяя 0,2 н раствор соли Мора, количество органического углерода, соответствующее 1 мл соли Мора, равно 0,0006 г); КН2О - коэффициент гигроскопичности для перерасчета на абсолютно сухую навеску почвы; Р - навеска воздушно-сухой почвы, г. Вычисляют содержание гумуса из расчета, что в его составе содержится в среднем 58% органического углерода (1 г углерода соответствует 1,724г гумуса):

Гумус (%) = С(%)*1,724.

гумусовый озоление титрование

Табл. 1. Группировка почв лесных питомников таёжной зоны по обеспеченности гумусом (шкала Ленинградского НИИ лесного хозяйства

Гумус, % по Тюрину

Степень обеспеченности

Крайне бедные

Недостаточно обеспеченные

Средне обеспеченные

Хорошо обеспеченные

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

    Химический состав и органические вещества почвы. Модели строения гуминовых и фульвокислот. Методы выделения препаратов гумусовых кислот из почв. Характеристика методов исследования свойств гумусовых кислот. Сравнительный анализ методов определения гумуса.

    дипломная работа , добавлен 13.11.2011

    Определение степени опасности веществ, загрязняющих почву. Метод определения содержания микроэлементов в почве. Атомно-абсорбционное определение меди в почвенной вытяжке. Методы определения вредных веществ в почве. Применение ионоселективных электродов.

    реферат , добавлен 31.08.2015

    Характеристика климатических условий, рельефа и гидрологических условий, почвообразующих пород и естественной растительности. Структура почвенного покрова. Характеристика морфологических свойств преобладающих типов почв. Анализ содержания гумуса.

    курсовая работа , добавлен 13.05.2015

    Географическое положение и общие сведения о хозяйстве. Природные условия формирования почвенного покрова: климат, рельеф, гидрологические условия. Морфологические признаки серой лесной и дерново-карбонатной почвы. Бонитировка, охрана почвенного покрова.

    курсовая работа , добавлен 12.01.2015

    Понятие, особенности и процесс образования гумуса. Гуминовые вещества как основная органическая составляющая почвы, воды и твердых горючих ископаемых. Значение и роль гумификации в почвообразовании. Химическая структура и свойства гуминовых веществ.

    реферат , добавлен 15.11.2010

    Анализ почвенного покрова в границах лицензионных участков нефтегазодобывающего комплекса Ханты-Мансийского автономного округа - Югры. Морфологическое описание серых лесных почв. Процесс преобразования растительных остатков в серых лесных почвах.

    отчет по практике , добавлен 10.10.2015

    Гумус, его значение, пути увеличения содержания гумуса в почве. Севооборот, значение, классификация. Технологические операции, выполняемые при обработке почвы. Агротехничекие приемы. Яровой рапс. Значение. Морфологические и биологические особенности.

    контрольная работа , добавлен 20.05.2008

    Взаимодействие гумусовых веществ с минеральной частью почвы. Аэробные анаэробные процессы в почве. Их роль в плодородии и жизни растений. Агрономические особенности подзолистых почв и их окультуривание. Использование болот и торфа в сельском хозяйстве.

    контрольная работа , добавлен 12.01.2010

    презентация , добавлен 17.03.2014

    Свойства почвенного покрова Якутии и его география. Круговорот веществ и энергии. Факторы почвообразования. Воздушный режим почвы и содержание питательных веществ в ней. Распределение земельного фонда по категориям почв. Анализ сельскохозугодий.

Из косвенных методов определения гумуса наибольшим распространением пользуется метод И.В.Тюрина, основанный на окислении углерода органического вещества почвы сернокислым раствором дихромата калия, избыток которого оттитровывается раствором соли Мора. Фактически этим методом определяют окисляемость гумуса. Если принять, что при взаимодействии раствора дихромата калия с почвой происходит только окисление углерода гумуса и восстановление Cr 2 O 7 2- до Сr 3+ , то схематично реакцию можно выразить следующим уравнением:

3С + 2K 2 Cr 2 O 7 + 8H 2 SO 4 → 3CO 2 + 2Cr 2 (SO 4) 3 + 2K 2 SO 4 + 8H 2 O

Поскольку раствор дихромата калия приливается к навеске почвы с избытком, то какая-то его часть остается не израсходованной после завершения реакции окисления углерода. Непрореагировавший избыток Cr 2 O 7 2- оттитровывается раствором соли Мора (NH 4) 2 SO 4 ∙ FeSO 4 ∙ 6H 2 O:

K 2 Cr 2 O 7 + 6FeSO 4 + 7H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + 3Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 +7H 2 O

Объем раствора соли Мора, пошедший на титрование, используется при расчете содержания углерода в почве.

При взаимодействии с гумусом ион Cr 2 O 7 2- реагирует не только с углеродом, но и с водородом, входящим в состав органических соединений:

12Н + 2K 2 Cr 2 O 7 +8H 2 SO 4 → 2Cr 2 (SO 4) 3 + 2K 2 SO 4 + 14H 2 O

Поскольку продуктом окисления водорода является вода, то он не будет оказывать влияния на результаты определения углерода лишь в том случае, когда соотношение атомов водорода и кислорода в составе гумуса почвы будет как и в H 2 O равно 2:1. Если в гумусе соотношение Н:О >2, то на его окисление расходуется больше K 2 Cr 2 O 7 , чем требуется для окисления углерода и результаты получаются завышенными. При соотношении Н:О < 2 на окисление гумуса K 2 Cr 2 O 7 израсходуется меньше, чем необходимо для окисления углерода. В этом случае результаты будут заниженными.

Сернокислый раствор дихромата калия вступает в реакцию не только с гумусом, но и с некоторыми минеральными компонентами почвы.

При анализе почв, содержащих свободные карбонаты, происходит частичная нейтрализация серной кислоты, однако это не влияет на результаты определения углерода гумуса.

Если почвы относятся к засоленным и содержат ионы хлора, то результаты определения общего гумуса оказываются завышенными, поскольку наряду с окислением углерода, Cr 2 O 7 2- расходуется и на окисление хлорид-ионов. Наличие в гидроморфных почвах восстановленных ионов железа и марганца также приводит к получению завышенных результатов, так как часть Cr 2 O 7 2- идет на окисление этих ионов. Однако ограничения на использование метода Тюрина для определения содержания гумуса в гидроморфных почвах относятся только к свежеотобранным образцам. В литературе неоднократно отмечалось, что при анализе образцов гидроморфных почв, высушенных до воздушно-сухого состояния, результаты определения гумуса, полученные по методу Тюрина, практически не отличаются от результатов полученных по методу Кноппа-Сабанина. Следовательно, метод Тюрина может быть использован и для анализа воздушно-сухих образцов гидроморфных почв.

К недостаткам метода Тюрина следует отнести неполное окисление органического вещества, особенно при анализе образцов из оторфованных или обогащенных разложившимися растительными остатками горизонтов. Содержание гумуса, найденное по методу Тюрина, составляет 85-95% от количества определяемого методом сухого сжигания по Густавсону. Для более полного окисления углерода органических соединений раствором дихромата калия И.В. Тюрин рекомендовал использовать в качестве катализатора 0,1-0,2 г Ag 2 SO 4 . В этом случае окисляется 95-97% углерода органических соединений, однако в практике массовых анализов катализатор обычно не применяется.

Ход анализа. На аналитических (или торзионных) весах берут навеску почвы, подготовленной для определения общего гумуса, с точностью до третьего знака. Рекомендуется придерживаться следующих навесок (В.В. Пономарева, Т.А. Плотникова, 1980):

Навески почв переносят в сухие чистые конические колбочки на 100 мл и приливают к ним из бюретки точно по 10 мл 0,4 н раствора хромовой смеси. Это густая вязкая жидкость, и если ее приливать быстро, то часть ре­актива останется на стенках бюретки, что приведет к большой неточности результатов анализа. Хромовую смесь нужно приливать медленно, с такой скоростью, что бы были видны падающие капли. Носик бюретки должен прикасаться к горлышку колбы во избежание разбрызгивания реактива при свободном падении капель.

Колбы закрывают маленькими воронками или пробкой - холодильни­ком и ставят на предварительно разогретую плитку. С момента появления крупных пузырьков газа раствор должен, умерено кипеть точно 5 мин. Не следует принимать за начало кипения интенсивное выделение мелких пузырьков поглощенного почвой воздуха, которое проис­ходит еще до закипания. Кипение всегда должно быть более и или менее одинаковым по интенсивности: не слишком бурным и не слишком слабым, а пузырьки чуть больше макового зернышка. Кипение не должно сопровож­даться выделением пара из воронки.

В процессе кипения раствор хромовой смеси изменяет свою окраску от красновато-коричневой до буровато-коричневой, а иногда и зеленой. Зе­леный цвет хромовой смеси после окончания кипячения свидетельствует о том, что дихромата калия не хватило для полного окисления гумуса почвы. В этом случае анализ нужно по­вторить с меньшей навеской почвы.

По истечении времени кипения колбы снимают с плитки и охлаждают. Воронку или пробку-холодильник, а также стенки колбы обмывают из промывалки дистиллированной водой, разбавляя раствор в колбе в 2-3 раза. Добавляют 5-6 капель индикатора (0,2% раствор фенилантраниловой кислоты) и титруют непрореагировавший остаток хромовой смеси 0,2 н. рас­твором соли Мора до перехода буровато-коричневой окраски сначала в фио­летовую, а затем в зеленую. Окраска хромовой смеси, особенно в конце тит­рования, меняется очень резко, поэтому титровать необходимо осторожно и все время энергично перемешивать содержимое колбочки круговыми движениями. Переход фиолетовой окраски в зеленую происходит от одной капли соли Мора. Надежные результаты получаются в том случае, когда на титрование остатка дихромата калия идет не менее 10 мл 0,2 н раствора соли Мора.

В строго аналогичных условиях проводят холостое определение в 2-х кратной повторности, добавляя в колбу вместо анализируемой почвы около 0,1 г прокаленной почвы или пемзы.

где V 1 – количество раствора соли Мора, израсходованное на титрование 10 мл хромовой смеси в холостом опыте, мл; V 2 – количество раствора соли Мора, пошедшее на титрование хромовой смеси анализируемого образца, мл; н – нормальность соли Мора; 0,003 – молярная масса эквивалента углерода, г/моль; m – навеска почвы, г; Kн 2 о – коэффициент пересчета на абсолютно сухую почву; 100 – множитель для пересчета на 100 г почвы.

Пример расчета . Навеска почвы взятая для определения гумуса равна 0,305 г. На титрование холостой пробы пошло 25,8 мл раствора соли Мора, на титрование анализируемого образца затрачено 22,3 мл раствора соли Мора. Нормальность раствора соли Мора – 0,204. Коэффициент пересчета на абсолютно сухую почву равен 1,072. Содержание органического углерода равно:

Гумус = 0,96 ∙ 1,724 = 1,66%.

Для анализа используют следующие реактивы:

1. 0,4 н. раствор K 2 Cr 2 O 7 в разбавленной (1:1) серной кислоте. 40 г K 2 Cr 2 O 7 растворяют в 500-600 мл дистиллированной воды и фильтруют через бумажный фильтр в мерную колбу емкостью 1 л. Раствор доводят до метки дистиллированной водой и переливают в термостойкую посуду емкостью 2,5-5 л. К раствору K 2 Cr 2 O 7 в вытяжном шкафу приливают небольшими порциями (примерно по 100 мл) при осторожном и многократном перемешивании 1 л концентрированной H 2 SO 4 (пл. 1,84). При смешивании раствора с серной кислотой происходит сильное разогревание жидкости, поэтому выполнять операции нужно очень аккуратно и пользоваться только термостойкой посудой.

Приготовленный раствор закрывают воронкой или стеклом и оставляют стоять для полного охлаждения до следующего дня, затем переливают в бутыль с притертой пробкой и хранят в темном месте.

2. 0,2 н. раствор соли Мора. Берут 80 г соли (NH 4) 2 SO 4 ∙ FeSO 4 ∙ 6H 2 O (используют только голубые кристаллы, побуревшие отбрасывают ) помещают в колбу, заполненную 650-700 мл 1 н раствора H 2 SO 4 и взбалтывают раствор до полного растворения соли. Затем раствор отфильтровывают в мерную колбу на 1 л и доводят до метки дистиллированной водой. Раствор соли Мора хранят в бутыли изолированной от воздуха склянкой Тищенко с щелочным раствором пирогаллола или трубкой с кристаллами соли Мора.

Нормальность раствора соли Мора устанавливают и проверяют по 0,1 н. раствору KMnO 4 . В связи с тем, что нормальность соли Мора быстро изменяется, проверять ее нужно через 1-2 дня. Для этого в коническую колбу на 250 мл мерным цилиндром приливают 1 мл H 2 SO 4 (плотность 1,84), от­меряют бюреткой 10 мл раствора соли Мора, приливают 50 мл дистиллиро­ванной воды и титруют 0,1 н. раствором КМnО 4 (приготовленным из фиксонала) до слабо-розовой окраски, не исчезающей в течении 1 мин. Титрование повторяют и берут среднее значение. Нормальность раствора соли Мора находят по формуле:

V 1 ∙ N 1 = V 2 ∙ N 2

где V 1 и N 1 - объем и нормальность раствора соли Мора, V 2 и N 2 - объем и нормальность раствора КМnО 4 .

3. 0,2% раствор фенилантраниловой кислоты C 13 H 11 O 2 N. Фенилатраниловая кислота нерастворима в воде, поэтому индикатор готовят в содо­вом растворе, для чего 0,2 г фенилантраниловой кислоты растворяют в 100 мл 0,2% раствора безводной соды (Na 2 CO 3). Для лучшего растворения навеску фенилантраниловой кислоты предварительно увлажняют в фарфоровой чашке 0,2% раствором соды до сметанообразного состояния и в таком виде тщательно перемешивают стеклянной палочкой. После этого приливают остальной объем раствора соды.

4. 1 н. раствор H 2 SO 4 . В мерную колбу на 1 л, заполненную ~ 500 мл дистиллированной воды, добавляют отмеренные цилиндром 28 мл концентрированной H 2 SO 4 и перемешивают. Дают колбе остыть до комнатной температуры, доводят дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.


Метод И. В. Тюрина основан на окислении органического вещества почвы хромовой кислотой до образования углекислоты. Количество кислорода, израсходованное на окисление органического углерода, определяют по разности между количеством хромовой кислоты, взятой для окисления, и количеством ее, оставшимся неизрасходованным после окисления. В качестве окислителя применяют 0,4 н. раствор K2Cr2O7 в серной кислоте, предварительно разбавленной водой в соотношении 1:1.
Реакция окисления протекает по следующим уравнениям:

2К2Сr2O7 + 8H2SO4 = 2K2SO4 + 2Cr2(SO4)3 + 8Н2O+3O2,
ЗС + ЗО2 = ЗСО2.


Остаток хромовой кислоты, не израсходованной на окисление, оттитровывают 0,1 н. раствором соли Мора с индикатором дифениламином или фенилантраниловой кислотой. Титрование солью Мора, представляющей собой двойную соль сернокислого аммония и сернокислой закиси железа - (NH4)2SO4*FeSO4*6Н2O, идет по уравнению

K2Cr2O7 + 7H2SO4 + 6FeSO4 = 7Н2O + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + SFe2(SO4)3.


Полнота окисления органического вещества при соблюдении всех условий метода, указанных ниже, составляет 85-90% величины окисления гумуса методом сухого сжигания по Густавсону. Применение сернокислого серебра в качестве катализатора увеличивает полноту окисления до 95%.
Для получения надежных результатов необходимо обратить внимание: 1) на тщательную подготовку почвы к анализу и 2) на точное соблюдение продолжительности кипячения органического вещества; само кипение окислительной смеси должно протекать спокойно.
Метод дает хорошую сходимость параллельных анализов, быстр, не требует специальной аппаратуры (в связи с чем может быть использован и в экспедиционных условиях) и в настоящее время является общепринятым, особенно при массовых анализах.
При подготовке почвы к анализу на содержание гумуса особое внимание должно быть обращено на удаление из почвы корешков и различных органических остатков растительного и животного происхождения.
Из взятого в поле и доведенного до воздушно-сухого состояния образца почвы берут среднюю пробу в количестве 50 г, тщательно отбирают пинцетом корни и видимые глазом органические остатки (панцири насекомых, семена, угольки и т. п.), раздавливают почвенные комки деревянным пестиком с резиновым наконечником и вновь тщательно отбирают корни, пользуясь при этом лупой.
Затем растирают почву в фарфоровой ступке и пропускают через сито с отверстиями диаметром 1 мм, после чего из нее снова берут среднюю пробу весом 5 г и повторяют отбор корешков, используя для этого следующий прием: сухую стеклянную палочку энергично натирают сухой суконкой или шерстяной тканью и быстро проводят на высоте около 10 см над почвой, распределенной тонким слоем по поверхности восковки или пергаментной бумаги. Тонкие мелкие корешки и полуразложившиеся растительные остатки, которые до этого не удалось отобрать в связи с их малыми размерами, прилипают к поверхности наэлектризованной палочки и таким образом выносятся из почвы. Их снимают с палочки при повторном ее натирании. He следует слишком низко проводить палочкой над поверхностью почвы во избежание выноса из почвы не только органических остатков, но и мелкозема.
В процессе отбора корешков надо неоднократно перемешивать почву и вновь распределять ее тонким слоем. Операцию следует вести до тех пор, пока на палочке будут обнаруживаться лишь единичные корешки. Чистоту отбора корешков контролируют, помимо того, просмотром почвы в лупу.
По окончании отбора корешков почву снова растирают в фарфоровой, яшмовой или агатовой ступке и пропускают через сито с отверстиями диаметром в 0,25 мм. Описанным выше способом должен быть подготовлен весь образец в 5 г. Отбрасывать трудно поддающуюся растиранию часть образца ни в коем случае нельзя.
Почву, подготовленную для анализа, следует хранить в пакетиках из пергаментной бумаги или восковки либо в пробирках с пробками.
Ход анализа. Навеску воздушно-сухой почвы для анализа на гумус берут на аналитических весах. Размер навески зависит от предполагаемого содержания гумуса в почве, причем учитывается тип почвы (чернозем, подзолистая и т. д.) и глубина взятия образца.
При содержании гумуса от 7 до 10% И. В. Тюрин рекомендует навеску в 0,1 г, при 4-7% - 0,2 г, при 2-4% - 0,3 г, меньше 2%-0,5 г. В случав, песчаных почв с малым содержанием гумуса навеску можно увеличить до 1 г.
Навески лучше брать точные - 0,1; 0,2 г, что облегчает в дальнейшем вычисления. Для взятия точных навесок можно пользоваться тарированным часовым стеклом диаметром 2,5-3 см, с которого навеску целиком переносят в колбу для сжигания при помощи маленького шпателя и кисточки для акварельных красок. Определение гумуса по Тюрину одновременно можно вести в 20-30 навесках.
Навески помещают в сухие конические колбы на 100 мл из обыкновенного стекла, туда же добавляют на кончике ножа порошкообразное сернокислое серебро. При массовых анализах сернокислое серебро не применяется. Для возможности сравнения получаемых в этом случае результатов с методом сухого сжигания И. В. Тюрин приводит коэффициент 1,17. Затем в каждую колбу приливают по 10 мг 0,4 п. раствора K2Cr2O7, приготовленного на смеси из одной части H2SO4 (удельного веса 1,84) и одной части дистиллированной воды.
Раствор бихромата калия следует приливать из бюретки медленно, отмеривая необходимый объем каждый раз от нуля и давая жидкости стекать всегда с одинаковой скоростью. Можно пользоваться также пипеткой, но обязательно снабженной в верхней части предохранительными шариками. Очень удобна в данном случае делительная воронка из тугоплавкого стекла, приспособленная для работы с крепкими кислотами. Пользование такой воронкой намного ускоряет работу и делает ее безопасной.
После приливания раствора K2Cr2O7 в горлышко колб вставляют воронки диаметром около 4 см, содержимое колб осторожно перемешивают (следя, чтобы почва не прилипала к их стенкам), после чего колбы ставят на уже горячую этернитовую плитку или песчаную баню или на плитку с обнаженной спиралью, но прикрытую слоем асбеста. Можно пользоваться также газовыми горелками, а в экспедиционных условиях - примусом или керосинкой, помещая нагревательный прибор под песчаную баню (сковорода с прокаленным кварцевым песком).
Содержимое колб доводят до кипения и кипятят ровно 5 мин. Необходимо отмечать начало кипения жидкости, не смешивая его с появлением в начале нагревания мелких пузырьков воздуха. Кипение должно быть равномерным и умеренным; выделение пара из воронки и подпрыгивание последней недопустимы. Сильного кипения следует избегать, чтобы не изменить концентрацию серной кислоты, увеличение которой может вызвать разложение хромовой кислоты. Во избежание слишком бурного кипения кипячение на плитках с обнаженной спиралью недопустимо.
Титрование с дифениламином. После 5-минутного кипячения колбы снимают с нагревательного прибора, дают им остыть, обмывают воронки над колбами с внутренней и наружной стороны дистиллированной водой из промывалки и содержимое колб количественно переносят в конические колбы на 250 мл, несколько раз тщательно ополаскивают колбу, в которой производилось окисление. Объем жидкости после переноса в колбу на 250 мл должен составлять 100-150 мл. Цвет жидкости - оранжево-желтый или зеленовато-желтый; позеленение ее свидетельствует о недостатке окислителя; анализ в этом случае необходимо повторить, уменьшив навеску почвы.
К жидкости прибавляют 8 капель раствора дифениламина, являющегося индикатором, и титруют оставшуюся неизрасходованной после окисления органического вещества хромовую кислоту 0,1 н. раствором соли Мора. Индикатор следует вносить непосредственно перед титрованием. Титрование ведут при комнатной температуре. Красно-бурая окраска жидкости, появляющаяся после прибавления дифениламина, при титровании раствором соли Мора постепенно переходит в интенсивно синюю, а затем в грязнофиолетовую. С этого момента титрование ведут осторожно, прибавляя соль Мора по 1 капле и тщательно перемешивая содержимое колбы. Конец титрования - изменение грязно-фиолетовой окраски раствора в бутылочно-зеленую; после некоторого стояния (10-15 мин.) окраска жидкости становится зеленой. Появление при титровании ярко-зеленой окраски указывает на избыток соли Мора, т. е. на то, что раствор перетитрован; анализ в этом случае необходимо повторить.
Для устранения влияния ионов трехвалентного железа, которое окисляет индикатор и вызывает преждевременное изменение окраски раствора, и для более четко выраженного конца титрования вносят в колбу перед титрованием 85%-ную ортофосфорную кислоту в количестве 2,5 мл; изменение окраски в конце титрование в присутствии фосфорной кислоты очень резкое и вызывается 1-2 каплями раствора соли Мора.
Титрование с фенилантраниловой кислотой. В 1957 г. проф. В.Н. Симаков предложил применять в качестве индикатора при титровании хромовой смеси раствором соли Мора фенилантраниловую кислоту взамен дифениламина.
Многочисленные определения показали, что результаты титрования с фенилантраниловой кислотой вполне совпадают с результатами титрования в присутствии дифениламина. Однако применение фенилантраниловой кислоты имеет большие преимущества по сравнению с дифениламином.
Так, изменение окраски в конце титрования бихромата калия раствором соли Мора в присутствии фенилантраниловой кислоты более резко выражено, нежели с дифениламином, и наступает от одной избыточной капли даже такого разведенного раствора соли Мора, как 0,02 н., что свидетельствует о высокой чувствительности индикатора и позволяет с большой точностью вести определение малых количеств гумуса (например, в водных вытяжках и при анализе природных вод).
Другим преимуществом является следующее. При использовании фенилантраниловой кислоты в качестве индикатора при титровании бихромата калия раствором соли Мора необходима высокая концентрация серной кислоты в титруемом растворе - около 15-20 н. Это позволяет лишь незначительно разбавлять жидкость перед титрованием (после сжигания) и таким образом проводить титрование в тех же конических колбах на 100 мл, в которых проводилось сжигание (без переноса их содержимого для разбавления в большие колбы), как в случае дифениламина.
Таким образом, сокращается время анализа, расход посуды и дистиллированной воды.
Ход определения содержания гумуса с фенилантраниловой кислотой таков: сжигание органического вещества в навесках почвы производят точно по методу Тюрина в конических колбах на 100 мл с теми же реактивами. После 5-минутного кипячения и остывания колб тщательно обмывают воронки над колбами минимальным количеством воды, прибавляют 3-5 капель 0,2 %-ного раствора фенилантраниловой кислоты и титруют в этих же колбах 0,1 н. раствором соли Мора до перехода окраски из вишнево-фиолетовой в зеленую. Так как переход окраски очень резкий - мгновенный, то раствор соли Мора следует приливать в конце титрования по каплям.
Одновременно с основными анализами в той же последовательности проводят холостой (в трехкратной повторности) для установления соотношения между 10 мл раствора хромовой смеси и раствором соли Мора. Для равномерного кипения жидкости при холостом анализе в колбу перед приливанием раствора хромовой смеси обязательно вносят около 0,1-0,2 г растертых в порошок прокаленных пемзы или почвы. В противном случае происходит неизбежное при кипячении чистого раствора перегревание, которое может вызвать разложение хромовой кислоты. В остальном поступают согласно описанному ходу анализа.
При проведении больших партий анализов на содержание гумуса по методу Тюрина (30-60 анализов одновременно) можно делать перерывы на следующих этапах работы: взятие навесок - один день; окисление, перенос в колбы для титрования и титрование - на другой день. Или, что менее желательно, взятие навесок и окисление проводить в один день, титрование - на следующий. В последнем случае содержимое колб после сжигания должно быть разбавлено и перенесено в колбы для титрования. Титрование холостых анализов в этом случае также должно быть оставлено до следующего дня. Титрование каждой партии необходимо всегда вести при одинаковых условиях освещения (при дневном или электрическом свете).
Вычисление результатов анализа. Количество миллилитров раствора соли Мора, пошедшее на титрование после окисления гумуса, отвечает тому количеству хромовой кислоты, которое осталось неизрасходованным в процессе окисления.
И. В. Тюрин указывает, что устойчивые результаты получаются тогда, когда на титрование остатка хромовой кислоты после окисления органического вещества идет не менее 20 мл 0,1 н. раствора соли Мора, иначе говоря, концентрация CrO3 не должна быть к концу окисления ниже 0,2 н.
Количество соли Мора, отвечающее тому количеству хромовой кислоты, которое пошло на окисление гумуса пробы, определяют вычитанием из результатов холостого титрования результатов титрования после окисления гумуса.
При вычислении содержания органического углерода и гумуса приняты следующие величины: 1 мл 0,1 н. раствора соли Мора соответствует 0,0003 г органического углерода или 0,000517 г гумуса (1 г углерода соответствует 1,724 г гумуса).
Формула вычисления содержания гумуса (в % к воздушно-сухой почве) следующая:

Гумус = (а - b)*К*0,000517*100 / P,


где а - количество 0,1 н. раствора соли Мора, пошедшее на титрование 10 мл 0,4 я. раствора K2Cr2O7 при холостом анализе, мл; b - количество 0,1 н. раствора соли Мора, пошедшее на титрование после окисления гумуса, мл; (а - b) - количество 0,1 н. раствора соли Мора, отвечающее количеству хромовой кислоты, израсходованному на окисление гумуса, мл; К - поправочный коэффициент к титру раствора соли Мора; 0,000517 - количество гумуса, соответствующее 1 мл 0,1 н. раствора соли Мора, г; P - навеска воздушно-сухой почвы, г.
Если результаты анализа желательно выразить в углероде, то вместо 0,000517 (коэффициента перевода на гумус) следует поставить величину 0,0003, так как 1 ли 0,1 н. раствора соли Мора соответствует 0,0003 г органического углерода.
Для пересчета содержания гумуса в процентах на почву, высушенную при 105° С, определяют влажность в отдельной навеске почвы и в вычисление вводят соответствующий коэффициент.
Для работы удобна следующая форма записи:
1. Холостой анализ. На титрование 10 мл 0,4 н. раствора K2Cr2O7 идет 45,0 мл раствора соли Мора 0,102 н. (среднее из трех определений).
2. Результаты анализа почв:

Реактивы. 1. Раствор двухромовокислого калия 0,4 н. (окислитель): 40 г измельченного в ступке R2Cr2O7 растворяют в дистиллированной воде, фильтруют через бумажный фильтр в мерную колбу на 1 л, доводят до черты, после чего переносят в колбу из тугоплавкого стекла на 3-5 л или в большую фарфоровую чашку, где смешивают с 1 л H2SO4 (уд. вес 1,84). Во избежание сильного разогревания жидкости при смешивании серную кислоту следует приливать к водному раствору K2Cr2O7 понемногу, с интервалами в 15-20 мин. и при осторожном перемешивании. Смеси дают остыть, вновь тщательно перемешивают и переливают для хранения в склянку с притертой стеклянной пробкой.
2. Раствор соли Мора 0,1 н. готовят из расчета: 40 г соли Мора в 1 л воды, содержащей 20 мл серной кислоты (уд. вес 1,84). Навеску продажной соли Мора растворяют на холоду в некотором количестве дистиллированной воды, раствор фильтруют через складчатый фильтр. К фильтрату добавляют необходимое по расчету для данной навески количество серной кислоты, доводят раствор дистиллированной водой до заданного объема, после чего тщательно перемешивают. Раствор соли Мора хранят в бутыли, снабженной сифоном со стеклянным краном для подачи раствора в бюретку и склянкой Тищенко с щелочным раствором пирогаллола для предохранения раствора соли Мора от окисления кислородом воздуха.
Титр соли Мора устанавливают по 0,1 н. раствору KMnO4 следующим образом: в коническую колбу на 100 мл вносят с помощью мерного цилиндра 1 мл H2SO4 (уд. вес 1,84), затем приливают из бюретки 10 мл раствора соли Мора; содержимое колбы разбавляют дистиллированной водой до 30-40 мл и тут же титруют 0,1 н. раствором KMnO4 до слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин. Титр раствора соли Мора выражают в виде десятичной дроби или в виде так называемого гумусового числа, принимая, как указывалось выше, что 1 мл 0,1 н. раствора соли Мора соответствует 0,000517 г гумуса.
В связи с тем, что в состав соли Мора входит закисное железо, титр раствора ее, несмотря на пирогаллоловый предохранитель, сравнительно неустойчив, и его необходимо проверять каждый раз перед началом работы.
3. Раствор пирогаллола (предохранитель от окисления раствора соли Мора кислородом воздуха). 12 г пирогаллола растворяют в 50 мл воды; 180 г KOH растворяют в 300 мл воды. Оба раствора смешивают, помещают в склянку Тищенко и присоединяют при помощи резиновой и стеклянной трубок к бутыли с раствором соли Мора.
4. Раствор дифениламина (индикатор при титровании раствором соли Мора): 0,5 г дифениламина растворяют в 100 мл H2SO4 (уд. веса 1,84); к раствору постепенно, с большой осторожностью, добавляют 20 мл дистиллированной воды.
5. Раствор фенилантраниловой кислоты (индикатор при титровании раствором соли Мора): 0,2 г ее растворяют в 100 мл 0,2%-ного водного раствора Na2CO3; для лучшего смачивания порошка фенилантраниловой кислоты навеску ее предварительно растирают стеклянной палочкой в фарфоровой чашке с небольшим количеством 0,2%-ного раствора соды до сметанообразного состояния и только после этого добавляют остальное количество раствора соды при тщательном перемешивании.
6. Сернокислое серебро (катализатор). Применяют в порошкообразном состоянии. Однако при массовых анализах определение углерода по методу Тюрина проводится, как указывалось выше, без сернокислого серебра.
7. 0,1 н. раствор KMnO4 (для установки титра раствора соли Мора). Раствор готовят обычным приемом; титр его устанавливают по 0,1 н. раствору перекристаллизованного щавелевокислого натрия (Na2C2O4).
8. Прокаленные пемза или почва (для равномерного кипения окислительной смеси при холостых анализах). Малогумусную почву или продажную пемзу растирают в фарфоровой ступке, просеивают через сито с отверстиями в 1 мм и прокаливают в фарфоровой чашке в муфельной печи при красном калении в течение 1-1,5 час. при периодическом перемешивании во избежание спекания.
9. Ортофосфорная кислота 85%-ная, х.ч. Применяют для устранения влияния ионов окисного железа при индикаторе дифениламине.
Заканчивая описание метода, следует указать, что присутствие в почве карбонатов, даже в таких больших количествах, как в сероземах, не мешает определению гумуса по Тюрину и не требует никаких изменений в ходе анализа.
Метод не применим при содержании гумуса в почве свыше 15-20%, так как при этом не достигается полноты окисления.
Для почв, содержащих хлориды свыше 0,6%, закисные соединения железа и марганца, метод не пригоден, так как часть хромовой кислоты при этом расходуется на окисление указанных соединений, что искажает результаты анализа. Для таких почв следует применять метод Кнопа или Густавсона.
Тюрин указывает на возможность частичного устранения влияния хлоридов путем предварительного добавления к взятой навеске почвы 0,2 г Ag2SO4 с 5 мл H2SO4, разведенной водой в соотношении 1:1. После добавления указанных реагентов смесь оставляют на час при периодическом перемешивании для перевода содержащихся в почве хлоридов в AgCl. Однако этот прием не устраняет полностью влияние хлора, так как во время дальнейшего кипячения окислительной смеси происходит некоторое разложение хлористого серебра с выделением хлора. Поэтому для почв, засоленных хлоридами свыше 0,6%, можно рекомендовать предварительную отмывку последних при помощи дистиллированной воды. Для этого поступают следующим образом: 100-200 г воздушно-сухой почвы, пропущенной через сито с отверстиями в 1 мм, помещают в химический стакан емкостью 500-800 мл, заливают доверху дистиллированной водой, слабо подкисленной несколькими каплями 1,0 н. H2SO4, и неоднократно перемешивают в течение дня. Утром отстоявшийся прозрачный раствор сливают декантацией, не взмучивая осадка почвы, которую затем вновь заливают подкисленной водой. Если раствор над осадком почвы к утру продолжает оставаться мутным, воду следует подкислять серной кислотой несколько сильнее. Операцию с отмывкой повторяют до исчезновения в промывных водах иона хлора (качественная проба на присутствие хлора с 1 %-ным раствором AgNO3).
По окончании отмывки всю почву из стакана переносят при помощи дистиллированной воды в тарированную фарфоровую чашку, ставят на кипящую водяную баню и выпаривают досуха. Почву в чашке оставляют около весов на сутки для установления воздушно-сухого состояния, после чего взвешивают (взвешивание производят на технохимических весах). Таким образом, определяют соотношение между весом исходной почвы, взятой для отмывки, и весом почвы после отмывки. Из отмытой, высушенной и взвешенной почвы берут среднюю пробу весом 5 г, растирают в ступке и пропускают через сито с отверстиями диаметром 0,25 мм, после чего берут обычные навески для определения гумуса. Зная соотношение между весом почвы до и после отмывки, расчет содержания гумуса ведут на исходную почву.

Препараты
Самое интересное:
Иосиф виссарионович сталин - биография, информация, личная жизнь
Умер Рома Англичанин из рэп-группы ЛСП: почему, что случилось, причины смерти
Опыт выращивания азимины Как получить семена из покупного банана и прорастить их