Методи лабораторного дослідження

Відмінності фізико-хімічних властивостей середовища, в якому відбувається ріст і розвиток вищих водних рослин (води, ґрунту, повітря) створюють для них різкоконтрастні умови кисневого, світлового, температурного режимів, забезпечення елементами вуглецевого та мінерального живлення. Водне середовище, порівняно з атмосферою містить недостатньо вуглекислого газу і кисню, більшу густину та інший температурний режим. Фотосинтез водних рослин відбувається за невисокої інтенсивності світла та іншого спектрального складу у занурених у воду частинах рослин. Поверхневі шари води поглинають червоні промені і на значну глибину доходять лише сині [ 6].

Все це зумовлює виникнення у вищих гідромакрофітів цілого ряду зовнішніх і внутрішніх адаптацій, які супроводжуються відповідними змінами метаболізму і анатомо-морфологічної будови. Із збільшенням гідрофільності рослин, тобто в напрямку від групи повітряно-водних (гелофітів) до власно водних (гідатофітів), в рослинних тканинах збільшується частина повітряних каналів – аеренхіми, поступово відбувається редукція покривних, механічних тканин та провідної системи рослин, спрощується будова фотоасимілюючих органів, кореневої системи, інколи до повного її зникнення.

Метод сухого озолення застосовують для аналізу вмісту в рослинному матеріалі майже всіх макро- і мікроелементів. Зазвичай сухе озолення рослинних зразків проводять в електричній муфельній печі у фарфорових, кварцових або металевих тиглях (або чашках) при температурі 450 –500^о С.

Відносно низька температура під час спалювання і правильний вибір матеріалу тиглю дають змогу уникнути втрат внаслідок утворення погано розчинних в соляній кислоті окислів елементу, що визначають [ 5, 12 ].

Перед озоленням наважку рослинного зразка мілко подрібнюють в гомогенізаторі або ступці і однорідні проби (після висушування при 105^о С) зважують разом з тиглями на аналітичних терезах. Оскільки вміст різних мікроелементів в рослинних тканинах неоднаковий, величина наважки залежить від того, який із мікроелементів буде визначатися. Для визначення окремих елементів, як правило, беруть наступні кількості сухого рослинного матеріалу, або відповідні їм кількості свіжого: для заліза – 50-100 мг; міді – 200-500 мг; цинку – 50-200 мг; молібдену – 1-3 г; бора – 25-700 мг [ 1, 7 ].

Перед тим як помістити матеріал в муфельну піч, його обвуглюють під інфрачервоним опромінювачем. Якщо для аналізу використовують сирий матеріал, його обвуглюють за допомогою етилового спирту (ректифікату), який підпалюють, додаючи невеликими порціями (0,5- 1 мл) безпосередньо до тиглю доти, доки його вміст не перетвориться на однорідну чорну масу. Для повного озолення тигель витримують в муфелі протягом 4-6 годин.

Значну роль під час сухого озолення грає ступінь ущільнення матеріалу, тому важливо вибирати тигель відповідного розміру. Наважка повинна бути насипана на дно рихлим шаром, щоб забезпечити доступ кисню до тканин що озоляють. Тиглі ставлять в холодний муфель, потім закривають дверцята, вмикають муфель і поступово нагрівають. Після завершення обвуглювання, дверцята краще відкрити (хоча б ненадовго, щоб збільшити кількість повітря).

Спалювання можна прискорити, додаючи до тиглю з обвугленим матеріалом речовину, що окислює рештки органіки, наприклад концентровану азотну кислоту (1-2 мл кислоти наливають в тигель, підсушують на плитці під витяжкою), після чого тигель ще на годину поміщають в муфель. Для окислення органічних речовин використовують також 30% Н₂О₂ (1-2 мл перекису водню додають в тигель і випаровують до сухого стану на водяній бані).Після спалювання зола повинна мати рівномірне сірувате (інколи бурувате) забарвлення, без чорних вкраплень, не слід, також, допускати спікання [ 5, 11 ].

Після охолодження до золи повільно приливають 5-20 мл 6 н НСl і розчиняють неорганічні солі під час нагрівання на киплячій водяній бані протягом 30 хвилин. Розчин в тиглі, накритим часовим склом, декілька разів обережно перемішують. Потім вміст тигля переносять в центрифужні пробірки і після центрифугування (1000-1500 g) чистий розчин деканують в скляну мірну колбу з притертою пробкою.

Солянокислу витяжку або безпосередньо використовують для визначення мінеральних елементів (бору, молібдену, міді, цинку, марганцю), або розводять в 5-10 разів водою (при визначенні фосфору, калію, кальцію, магнію та заліза).

Замість центрифугування розчин можна профільтрувати через фільтр Нуча (№ 4), або міцний паперовий беззольний фільтр. В цьому випадку фільтрат кількісно переносять в мірну колбу потрібного об’єму (25-50 мл) і вже розведений розчин, безпосередньо, використовують для аналізу.

Для розчинення золи замість розведеної HCl інколи використовують концентровану HCl (1-2 мл). Отриманий розчин після додавання до нього 5-10 мл води фільтрують в мірну колбу (25 –50 мл) [ 12 ].

Кількісне перенесення витяжки досягається багаторазовим змиванням тигля і фільтра невеликими порціями води. Після доведення розчину в мірній колбі водою до риски його ретельно перемішують. Такий розчин готовий для визначення вмісту із вихідної проби багатьох мінеральних елементів різними хімічними і фізико-хімічними методами.

Мокре озолення передбачає окислення рослинного матеріалу сумішшю кислот. Мокре озолення – процес більш швидкий, ніж сухе озолення, однак пов’язаний з постійним спостереженням за ходом дигестії. Як сильні окислюівачі використовують концентровані кислоти: сірчану, соляну, азотну та ін.

Зазвичай мокре озолення проводять в колбах Кьєльдаля за допомогою концентрованої сірчаної кислоти із розрахунку 1-2 мл на 1 г наважки і азотної кислоти з щільністю 1,4 (1-2 мл на 1 мл сірчаної кислоти). Вміст нагрівають, обережно струшуючи, щоб не допустити утворення піни і залишають стояти на спеціальних плитках до припинення виділення парів азотної кислоти. Плитка не повинна бути дуже гарячою, оскільки азотна кислота швидко розкладається і летить, не встигнув окислити органічні сполуки. Після повного окислення органіки рідина стає безбарвною. Якщо окислення не повне – в рідині є тверді включення або вона має забарвлення – в охолоджену колбу знову додають азотної кислоти і нагрівають до повного видалення бурих парів [ 7, 9 ].

Після повного озолення рослинного матеріалу колби охолоджують повітрям або водою, переносять кількісно їх вміст в мірну колбу на 50 або 100 мл, залежно від вмісту елемента що визначають в наважці і обраного методу аналізу, і використовують для визначення елементів.

Паралельно з дослідними колбами ставлять контроль на реактиви, щоб запобігти неврахованих кількостей аналізованих елементів із кислот, які можуть бути забрудненими. В контрольні (без наважки рослин) колби Кьєльдаля додають ті ж самі кількості реактивів, що і в дослідні із зразками рослин і піддають їх тим самим процедурам, що і дослідні колби [ 6 ].

Якщо в розчині залишилося багато силікатів, які утворюють білий осад на дні колби, його фільтрують через паперовий беззольний фільтр. Фільтр з осадом вміщують в платиновий тигель, висушують та обвуглюють в муфелі або на плитці. Обвуглену масу змочують декількома краплинами води, додають краплю сірчаної кислоти і кілька мл плавикової кислоти і нагрівають на плитці під витяжкою до майже повного випаровування рідини. Золу, що залишилася розчиняють в соляній кислоті і з’єднують з вихідним фільтратом.

Мокре озолення рослинного матеріалу. Наважку сухого рослинного матеріалу занурюють в колби Кьєльдаля і додають конц. сірчаної кислоти із розрахунку 1-2 мл на 1 г наважки і азотної кислоти з щільністю 1,4 (1-2 мл на 1 мл сірчаної кислоти). Вміст нагрівають, обережно струшуючи, щоб не допустити утворення піни і залишають стояти на спеціальних плитках (не дуже гарячих) до припинення виділення парів азотної кислоти. Після повного окислення органіки рідина стає безбарвною. Якщо рідина містить тверді включення або вона має забарвлення – в охолоджену колбу знову додають азотної кислоти і нагрівають до повного видалення бурих парів [4, 8].

Після повного озолення рослинного матеріалу колби охолоджують повітрям або водою, переносять кількісно їх вміст в мірну колбу на 50 або 100 мл, залежно від вмісту елемента що визначають в наважці і обраного методу аналізу, і використовують для визначення елементів.

Паралельно з дослідними колбами ставлять контроль на реактиви, щоб запобігти неврахованих кількостей аналізуємих елементів із кислот, які можуть бути забрудненими. В контрольну колбу (без наважки рослин) додають такі ж кількості реактивів, що і в дослідні із зразками рослин і піддають їх тим самим процедурам, що і дослідні колби [ 12 ].

Отримані розчини аналізують на атомно-адсорбційному спектрофотометрі. Роблять висновки.

Дата добавления: 2015-05-23