Приготовление реактивов

Ход работы

Ход работы

1. Исследуемый материал, находящийся в воздушно-су­хом состоянии, тщательно растереть в фарфоровой ступке и насыпать в стеклянную трубку диаметром 2-3 см, высотой 50 см. Нижний конец трубки предвари­тельно обвязать марлей, не дающей почве высыпать­ся (рис.10). Для уплотнения почвенной массы при за­полнении трубки ею периодически постукивают о лис­товую резину.

2. Трубку с почвой укрепить на штативе таким обра­зом, чтобы нижний конец ее был опущен в стакан с во­дой на 1 см ниже уровня воды. Начальный уровень воды необходимо поддер­живать в течение всего опыта.

3. Надо заметить время по­гружения трубки в воду и вести наблюдения за высо­той поднятия воды по ок­раске почвенной массы, темнеющей в результате увлажнения. Высота подня­тия воды замеряется линей­кой от поверхности воды до верхнего уровня капил­лярного поднятия. В слу­чае неровной поверхности смоченной массы берется среднее значение из мак­симального и минимально­го отсчета. Положение уровня воды записывается через указанные интерва­лы времени (табл. 16).

Таблица 16

Определение водоподъемной способности почвы

№ п/п	Время от начала капиллярного подъема воды	Высота поднятия воды, мм
	5мин
	10мин
	20мин
	30мин
	40мин
	50мин
	1 ч
	2 ч
	3 ч

4. По данным наблюдений построить график. По вертикаль­ной оси графика откладывается высота ка­пиллярного подъема воды в миллиметрах, по гори­зонтальной — соответствующие отрезки времени. Ось времени для удобства изображения больших проме­жутков разбивается на логарифмическую шкалу. Кон­фигурация кривой водоподъема (рис. 11) зависит от гранулометрического состава почвы: чем крупнозернистее состав, тем круче поднимается кривая. Однако у крупнозернистых грунтов кривая быстрее выполаживается вследствие прекращения капиллярного подня­тия.

Рис.11. Кривая капилярного поднятия воды в почве

Контрольные вопросы

1.Какие встречаются формы воды в почве?

2.Что такое гигроскопическая влага? Как она определяется?

3. Как рассчитывается влажность завядания? Что она характеризует?

4.Какими способами можно определить влажность почвы?

5.Как структура почвы влияет на полную влагоемкость?

6.От чего зависит водоподъемная способность почв?

ТЕМА 4. ОРГАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПОЧВЫ

(4 часа)

Цель работы: Освоить метод количественного определения почвенного гумуса по И.В. Тюрину.

Оборудование:

1. Фарфоровая ступка с резиновым пес­тиком

2. Технические весы с разновесами

3. Две конические колбы емкостью 100 см³, две маленькие воронки диаметром 2 - 4 см, бюретка емкостью 50 см³

4. Электрическая плитка, железный штатив с зажимами

Реактивы: бихромат калия кристаллический (хром­пик) или раствор хромой смеси, концентрированная серная кислота, соль Мора кристаллическая или 0,2-нормальный раствор соли Мора, фенилантрониловая кислота в порошке и сода. Для приготовления ра­бочих растворов требуются дополнительно мерный цилиндр, три колбы емкостью по 2 л, фарфоровая чашка диаметром око­ло 10 см, колба емкостью 100 см³.

Гумус - комплекс высокомолекулярных органических соединений почвы циклического строения и кислотной природы. Гумус является наиболее характерной и существенной частью почвы, с которой в основном связано плодородие. В гумусе сохраняются основные элементы питания растений, в первую очередь азот.

В настоящее время принято выделять следующие основные компоненты гумуса:

1. Гуминовые кислоты имеют темно-бурый цвет, нерастворимы в воде, но растворяются в щелочах. Гуминовые кислоты содержат больше углерода (от 46 до 61%) и азота (от 3,3 до 6,0%), образуются в большом количестве при почвообразовании в условиях степных ландшафтов.

2. Фульвокислоты имеют желтоватую окраску, растворяются в воде. Для них характерно небольшое содержание углерода (36-44%) и азота (3,0-4,4%).

Одним из наиболее удобных методов для количественного определения почвенного гумуса является метод И.В. Тюрина. Определение гумуса по этому методу основано на окислении органического углерода почвы избытком бихромата в сильнокислой среде до углекислоты согласно реакции:

2К₂Сr₂О₇ + 8 H₂SO₄ + 3С = 2K₂SO₄ + 2Cr₂(SO₄)₃ + 3СО₂ + 8Н₂О

Окисление сопровождается восстановлением шестивалентного хрома в трехвалентный. Избыточное количество хромовой кислоты, оставшейся после окисления органического вещества, оттитровывают солью Мора в присутствии индикатора (фенилантраниловой кислоты).

Содержание гумуса определяют по специальной формуле на основании количества хромовой кислоты, израсходованной на окисление. Поскольку анализ основан на определении содержания углерода, анализируемый материал должен быть тщательным образом очищен от органических остатков. В противном случае результат будет завышен.

1. От образца, растертого резиновой пробкой в ступке, отбирают среднюю пробу, из которой берут навеску в 1 г.

2. Навеску высыпают на белый лист бумаги и от общей массы препарировальной иголкой тщательно отделяют все заметные глазу растительные остатки, которые переносят в отдельный пакетик и взвешивают. Для более точного определения отбирают растительные остатки под лупой.

3. Из материала, очищенного от растительных остатков берут навеску в 0,2 г и переносят в коническую колбочку емкостью 100 см³. В эту колбочку прибавляют из бюретки 15 см³ хромовой смеси. В такую же контрольную колбочку наливают также 15 см³ хромовой смеси.

4.Обе колбочки ставят на электрическую плитку и кипятят 5 мин. Во избежание испарения небольшого количества жидкости колбу накрывают маленькой воронкой носиком внутрь в качестве обратного холодильника. После того как жидкость в колбочках остынет, в них добавляют дистиллированной воды примерно до 1/4 объема колбы и колбы вновь охлаждают. Затем прибавляют пять капель индикатора (0,2-процентный раствор фенилантрониловой кислоты).

5. Далее при помощи бюретки производят титрование 0,2-нормальным раствором соли Мора. Хромовая смесь реагирует с солью Мора следующим образом:

К₂Cr₂O₇ + 7H₂SO₄ + 6FeSO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 3Fe₂(SO₄)₃ + 7H₂O.

В процессе титрования окраска раствора в колбочке посте­пенно меняется до фиолетовой, синей, зеленой. При появлении ясной зеленой окраски, свидетельствующей о восстановлении индикатора (полной нейтрализации хромовой смеси), титрова­ние заканчивается.

В первую очередь титруется чистая хромовая смесь для оп­ределения исходного количества хромовой смеси, взятой для опыта. Израсходованный объем раствора соли Мора записыва­ют. Затем титруют раствор в колбочке с анализируемой почвой для определения количества хромовой смеси, сохранившейся после окисления органического углерода. Израсходованный объем раствора соли Мора записывают.

6. Гумус определяют по формуле:

А = , где

А - количество гумуса, %,

а - количество кубических сантиметров раствора соли Мо­ра, израсходованное на титрование хромовой смеси без почвы.

b — количество кубических сантиметров раствора соли Мо­ра, израсходованной на титрование хромовой смеси с почвой,

N — нормальность раствора соли Мора (0,2),

К — коэффициент перевода на гумус, равный 0,00517,

δ — навеска почвы, г.

Пример расчета результатов анализа:

При титровании контрольной колбы было израсходовано 31,6 см³ раствора соли Мора, при титровании колбы с почвой - 22,4 см³. Нормальность раствора соли Мора - 0,2. Для анали­за была взята навеска почвы 0,2 г. Определяем содержание гу­муса:

А = = 4,76%.

1. 0,1-нормальный раствор азотнокислого серебра: 17 г азотно-кислого серебра помещают в мерный цилиндр объемом 1000 см³ (1л) и растворяют дистиллированной водой. (Хранить в посуде, обернутой светонепроницаемой фотооберточной бумагой, и держать в темном месте).

2. 1-нормальный раствор едкого натра: 40 г кристаллического едкого натра растворяют в 1 л дис­тиллированной воды. Для приготовления 0,1-нормального раствора берется навеска 4 г на 1 л дистиллированной воды.

3. Раствор хромовой смеси: на технических весах взвешивают 40г предварительно растертого в порошок в фарфоровой ступке бихромата ка­лия (К₂С₂О₇), переносят в двухлитровую колбу и добав­ляют туда 1 л дистиллированной воды. После растворе­ния бихромата калия в колбу осторожно небольшими порциями наливают 1 л концентрированной серной кис­лоты. (Эта операция требует большой осторожности, так как при смешивании воды с серной кислотой происходит сильное разогревание. Серная кислота поглощает пары из воздуха, и поэтому необходимо держать хромовую смесь тщательно закрытой).

4. 0,2-процентный раствор фенилантрониловой кислоты: 0,2 г фенилантрониловой кислоты растворяют в 100 см³ 0,2-процентного раствора соды. (Навеску порошка фени­лантрониловой кислоты помещают в фарфоровую чашку и после добавления нескольких кубических сантиметров 0,2-процентного содового раствора размешивают стек­лянной палочкой до сметанообразной консистенции. За­тем постепенно наливают остальное количество содового раствора при постоянном помешивании.)

5. 0,2-нормальный раствор соли Мора: 160 г кристаллической соды Мора растворяют в 1960 см³ дистиллированной воды. После растворения прибавляют 40 см³ концентрированной серной кислоты. Полученный раствор фильтруют для очищения от механических при­месей.

6. 0,1-нормальный раствор соляной кислоты: 8,2 см³ соляной кислоты с удельным весом 1,19 разбавля­ют дистиллированной водой до 1л.

7. Раствор фенолфталеина: 0,1 фенолфталеина растворяют в 100 см³ 20-процентного этилового спирта.

Контрольные вопросы

1.Что такое гумус? Какие химические соединения входят в его состав?

2. На каких реакциях основано определение гумуса по методу И.В. Тюрина?

3.Как производиться расчет результатов определения гумуса по методу И.В. Тюрина?

Тема 5. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ

(4 часа)

Цель работы: освоить методы изучения химических свойств почв.

Оборудование:

1.Фарфоровая ступка с пестиком, фарфоровые чашки диа­метром 5 см

2.Электронные весы

3.Фильтры или фильтровальная бумага

4.Стеклянные воронки, колбы емкостью 200 см³, 100 см³, пробирки

5.Железный штатив

Реактивы: 10 % азотная кислота, 0,1-нормальньй раствор азотно-кислого серебра, 10 % соляная кислота, 20 % раствор хлористого ба­рия, раствор дифениламина в серной кислоте, 4 % раствор щавелевокислого аммония, красная кровяная соль (кристаллическая), 10 % раствор роданис­того калия.

При химическом анализе основное внимание уделяется тем химическим элементам и их соединениям, которые играют существенную роль в почвообразовании и имеют важное значение для плодородия почв (табл. 17). При химическом анализе почв широко применяют различные вытяжки – кислотные, щелочные, солевые и водные. Вытяжка из почвы – это сумма соединений, растворимых в растворителе, которым воздействуют на почву.

Таблица 17

Группы химических соединений почвы

Степень растворимости	Соединения	Влияние на растения
Легкорастворимые (растворяются в воде)	Сода (Na2CO3)	Наиболее вредные
Хлориды натрия, магния, кальция (NaCl, MgCl2, СаС12)
Сульфат натрия (Na2SO4)
Нитраты	Повышают плодородие почв
Среднерастворимые (плохо растворяются в воде, но хорошо в слабых растворах кислот)	Карбонаты кальция (известь) и магния (СаCO3, MgCO3)	Безвредные для растений
Сульфат кальция – гипс (СаSO4)

К засоленным почвам относят почвы, содержащие в верхней ча­сти почвенного профиля легкорастворимые соли в количест­ве, превышающем 0,2 %. При содержании легкорастворимых солей в количестве более 1% почва относится к солончакам. Засоленные почвы, не подвергшиеся специальным мелиоративным мероприяти­ям, малопригодны для производственного использования.

Работа 1. КАЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КАРБОНАТОВ

Из образца взять небольшое количество почвы, перенести в фарфоровую чашку. На почву из пипетки капать несколько капель 10-процентной соляной кислоты. При наличии карбо­натов имеет место реакция:

СаСО₃ + 2НС1 = СаС1₂ + СО₂ + Н₂О.

Образующийся при реакции углекислый газ (СО₂) выделяется в виде пузырьков (почва "вскипает"). Кислоту добавлять до прекращения выделения пузырьков СО₂. По интенсивности выделения углекислого газа и по количеству израсходованной соляной кислоты судят о более или менее значительном содер­жании карбонатов.

По характеру выделения пузырьков выделяют следующие степени «вскипания» почвы:

- не вскипает;

- слабо вскипает;

- вскипает;

- сильно вскипает;

- бурно вскипает;

Дата добавления: 2017-02-01