Тихоненко Д.Г., Дегтярьов В.В. та ін. Практикум з грунтознавства

Подождите немного. Документ загружается.

201

Засолені ґрунти, методи їх дослідження та меліораці

Визначення лужності водної витяжки з ґрунт

Лужність водної витяжки обумовлюється наявністю в ґрунті кар-

бонатів лужних металів (в основному Na

) та бікарбонатів лужних

лужноземельних металів (найчастіше Ca(HC

)

і NaH

), лужних

олей кремнієвої та органічних кислот, які, гідролізуючись, підлуго-

ують водну витяжку. Тому при визначенні лужності водної витяжки

розрізняють: 1) л

жність від розчинних карбонатів (нормальних карбо-

натів); 2) загальну лужність.

Визначення л

жності від розчинних карбонатів

я лужність обумовлюється наявністю в ґрунті соди (Na

) та луж-

них солей кремнієвої й органічних кислот. Вона визначається у водних

итяжках солончаків і солонців

які мають содове засолення

Хі

оботи.

конічну колбу на 100 мл приливають піпеткою 25—

0 мл водної витяжки, додають дві краплі фенолфталеіну і титрують

0,01 н або 0,02 н

озчином сі

чаної кислоти

(

)

до зникнення

о-

жевого забарвлення. Концентрація H

залежить від інтенсивності

забарвлення водної витяжки: при слабкому забарвленні витяжки беруть

менш

концентрацію H

при сильном

— більш

. У випадк

, коли

итяжка слабо забарвлена органічними речовинами, титрування прово-

дять в присутності «свідка» (колби з такою ж кількістю водної витяжки,

але без фенолфталеіну). Титрують доти, поки колір витяжки в обох кол-

ах не

уде однаковим

ри титруванні реакція проходить за рівнянням

Таким чином, сода відтитровується рівно наполовину, оскільки обез-

барвлення індикатора відбувається при переході карбонату в бікарбонат

(

2–

+ Н

–

= Н

СО

)

. Отже, загальна кількість С

(л

жність об

мов-

лена нормальними карбонатами) дорівнює подвоєній кількості сірчаної

кислоти, використано

на титр

вання.

Лужність від розчинних карбонатів може бути виражена у процентах

онів

СО

до а

солютно сухого ґрунту та в мг-екв на 100 г а

солют-

но сухого ґрунту. Розрахунок лужності у міліеквівалентах виконують за

формулою:

⋅

⋅⋅⋅⋅

100H2

— кількість

оз-

ину H

яка пішла на титрування, мл; Н — нормальність титрованого

агальне ґрунтознавств

202

розчин

;

— загальна кількість води для приготування водної витяж-

ки

мл

;

— о

’єм водної витяжки для титрування, мл;

—

наважка ґрунту, г;

100 — коефіцієнт перерахунку на 100 г ґрунту;

КК

— кое

іцієнт гіг

оскопіч-

ності (для перерахунку на абсолютно сухий ґрунт)

Для нашого випадку (коли

100

= 500 мл) формула може бути

простішою

5002 ⋅⋅⋅

об виразити кількість іона С

2–

у процентах, необхідно помножи-

–

и кількість міліеквівалентів на міліеквівалентну вагу С

2–

, яка до

ів-

нює 0,03

(

60:2:1000

активи: 0

02 н а

о 0

05 н Н

SО

; фенолфталеїн

Визначення загальної лужност

еличина загальної лужності залежить від вмісту в ґрунті гідрокар-

бонатів л

жних та л

жноземельних металів

агальну лужність визначають після встановлення лужності від роз-

инних карбонатів (в тій же колбі та пробі)

ід роботи.

ісля відтитрування С

2–

— іона (визначення лужності

–

ід розчинних карбонатів) в колбу з витяжкою додають одну-дві крап-

і метилоранжу і збовтують. При відсутності розчинних нормальних

карбонатів індикатор метилоранж додають одразу після фенолфталеїну.

присутності метилоранжу витяжка забарвлюється в жовтий колір

Титрування виконують 0,01 н або 0,02 н (для засолених ґрунтів) роз-

ином сірчаної кислоти до переход

забарвлення індикатора в оранжеве.

ри титруванні реакція проходить за рівнянням

;

(

HCO

(

)

обто до повного р

йн

вання гідрокарбонатів

HCO

–

Для більш точного визначення кінця титр

вання треба титр

вати

присутності «свідка» (колби з такою ж кількістю водної витяжки та

метилоранж

)

агальну лужність обчислюють за сумою мілілітрів H

на тит-

вання С

та Н

СО

іонів. Вона ви

ажається в мг-екв НС

100 г а

солютно сухого ґрунту та у процентах НС

до а

солютно су-

ого ґрунту

Розрахунок лужності в мг-екв НС

–

проводять за формулою:

–

203

Засолені ґрунти, методи їх дослідження та меліораці

KV)aa(

⋅

⋅⋅⋅⋅+

Г21

100H

(

—

кількість розчин

використаного на титр

вання С

–

мл

;

—

кількість розчину H

використаного на титрування НС

–

мл; Н — нор-

мальність титрованого розчин

;

— загальна кількість води для при-

отування водно

витяжки, мл;

— о

’єм водної витяжки для титрування, мл;

— наважка ґрунту для приготування водної витяжки, г; 100 — коефіцієнт

перерахунку на

100

г ґрунту;

— коефіцієнт гігроскопічності (для пере-

рахунку на абсолютно сухий ґрунт).

Якщо розрахунок загальної лужності виконують у процентах, то

держану кількість мілілітрів множать на міліеквівалентну вагу НС

–

ка дорівнює 0,061 (61:1000)

Ре

активи

01 н або 0

02 н Н

SО

;

метилоран

Визначення вмісту C

–

-і

основ

метода покладено зв’яз

вання Сl

–

іона іоном срібла A

утворення осаду AgCl в присутності K

ля визначення кін

я тит-

вання

ід роботи.

колбу приливають 25 або 50 мл (в залежності від вміс-

Сl

–

іона) водної витяжки, додають дві краплі індикатора метилоранж

нейтралізують 0,02 н сірчаною кислотою до переходу забарвлення роз-

ину з жовтого у слаборожеве (це потрібно для руйнування карбонатів,

бо частина іонів срібла, сполучаючись з карбонатами, утворює A

наслідок чого викривляються дані аналізу водної витяжки).

Додають 1 мл 10% розчин

хромовокислого калію (K

) і, збовт

чи, відтитровують 0,02 н розчином AgN

(збовтувати треба енергій-

но

бо Сl

–

іон адсорб

ється осадом)

Іони Cr

2–

які утримуються в розчині, забарвлюють його в жовтий

колір. Тільки після зв’яз

вання всіх Сl

–

іонів іонами срібла

творюється

сад хромовокислого срібла (A

) за рівнянням

AgNO

розчин забарвлюється в червоно-бурий колір. Це свідчить про кінець

титр

вання.

Дуже малий або надто великий вміст хлоридів у водній витяжці не

дозволяє точно визначити кінець титрування. Тому в першому випадку

зяту для аналізу пробу водної витяжки упарюють до меншого об’єму,

а у другому випадку застосовують більш концентрований розчин

агальне ґрунтознавств

204

ількість

–

іонів виражають у мг-екв на 100 г абсолютно сухого

ґрунту, рідше у процентах. Розрахунок проводять за формулою

KVa

⋅

⋅⋅⋅⋅

100H

— кількість розчину AgN

використаного на титрування водно

витяж-

ки, мл; Н — нормальність титрованого розчину AgN

;

— об’єм водної

итяжки

мл

;

— об’єм водної витяжки взятої для аналізу, мл;

— наважка

нт

для пригот

вання водної витяжки, г; 100 — коефіцієнт перерах

нк

на

100 г ґрунту;

КК

— коефіцієнт гігроскопічності (для перерахунку на абсолют-

но с

хий ґр

нт)

об показати вміст Cl

–

іонів у процентах, необхідно одержану кіль-

кість міліграм-еквівалентів Сl

–

іонів помножити на міліеквівалентн

агу, то

то на 0,035.

активи

0,02

н Н

SО

;

10% К

;

0,02 н АgN

;

тилоранж.

Визначення вмісту

2–

іона (ваговий метод

)

Метод баз

ється на зв’яз

ванні S

2–

на і

м В

творенні не

розчинного у кислотах осаду BaS

За масою осаду визначають вміст

она

2–

в розчині.

–

ід роботи.

ідбирають піпеткою в хімічний стакан 5, 25 або 50 мл

итяжки (в залежності від вмісту S

іона

)

. Додають індикато

ме-

илрот і підкислюють 10% НСl до появи яскраво-рожевого забарвлен-

ня. Підкислення необхідне для того, щоб запобігти утворенню осадів

нших солей, крім BaS

Але при цьом

слід пам’ятати, що

сильно

кислому розчині BaS

частково розчиняється. Нагрівають пробу до

кипіння і, поміш

ючи, пост

пово по краплях приливають 5—10 мл

кип’ячого 10% розчину хлористого барію (ВаСl

). Осад утворюється за

івнянням

+ BaCl

→ Ba

такан з осадом накривають покривним склом і знову кип’ятять вод-

ну витяжку протягом 2—3 хв. (при наявності значного осаду) або 5—

10 хвилин (при слабкому помутнінні розчину), залишають стакан на

наг

ітій бані на дві-т

и години. Після відстоювання пе

еві

яють пов-

нот

осадження, обережно приливаючи по стінці стакана декілька кра-

пель BaCl

. Якщо прозорий розчин покаламутніє при попаданні осад-

ника — осадження пройшло не повністю. В таком

випадк

в розчин

додають ще невелику кількість BaCl

нагрівають до кипіння і залиша-

ть на водяній бані на чоти

и-шість годин

205

Засолені ґрунти, методи їх дослідження та меліораці

сад відфільтровують крізь щільний фільтр (синя стрічка діаметром

7—8 см

)

, заздалегідь двічі-т

ичі запа

ений кип’ячою дистильованою

одою (для зменшення пор).

Фільтрування проводять методом декантації, тобто обережно, не

зм

ючи осад, зливають на фільтр відстоян

рідин

. Осад промивають

початку в стакані, а потім на фільтрі кип’ячою дистильованою водою,

підкисленою соляною кислотою, до зникнення в п

омивній воді

еакції

на BaCl

(проба 10% розчином K

исушений фільтр з осадом переносять у фарфоровий тигель, про-

жарений і зважений на аналітичних терезах. Тигель з фільтром вміщу-

ть у муфель, поступово доводять температуру до 650—75

. Фільт

перетворюється на попіл, а осад прожарюється. Слід стежити, щоб тем-

пература в муфельній печі не перевищувала 750—80

для запобігання

розклад

осад

BaS

на Ва

та

рожарювання проводять на протязі 30 хвилин і повторно 20 хви-

лин. Далі тигель з осадом переносять в ексикатор, охолоджують і зва-

жують на аналітичних терезах. Кількість S

2–

виражають в мг-екв на

–

100 г абсолютно сухого ґрунту і розраховують за формулою:

CB,

KV,a

⋅⋅

⋅⋅⋅⋅⋅

0348

10010004110

(

— маса осаду BaS

г; 0,411 — коефіцієнт перерахунку BaS

на

–

(

співвідношення S

–

); 1000 — перерахунок грамів у міліграми;

—

б’єм водної витяжки

мл

;

03 — еквівалентна маса S

–

іона

;

—

об

’

одної витяжки, взятої для аналіз

, мл;

— наважка повітряно сухого ґрун-

у для приготування водної витяжки, г; 100 — перерахунок на 100 г ґрунту;

КК

— кое

іцієнт гіг

оскопічності

Для перерахунку вмісту S

в п

оценти необхідно мг-екв S

2–

по-

–

множити на 0

048

Ре

активи

10% НСl

;

10% ВаСl

;

10%

;

метил

от.

омплексомет

ични

метод визначення

она кальц

ію

основі метод

— здатність солі етилен-діамінтетраоцтової кислоти

(трилону Б) утворювати з іонами кальцію слабоди-

оційовані комплексні спол

ки. Для титр

вання застосов

ють індикатор

мурексид, з яким Са

іон утворює забарвлений в рожевий колір розчин-

ний комплекс. У результаті взаємодії Cа

іона з т

илоном Б комплексна

полука Cа

мурексид руйнується і розчин набуває інтенсивно фіолето-

ого забарвлення (колір мурексиду)

агальне ґрунтознавств

206

ід роботи.

ідбирають піпеткою 25—50 мл водної витяжки (згідно

з показниками попередньої якісної проби), вмішують її в конічну колбу

місткістю 250—300 мл і розводять до 100 мл дистильованою водою, яка

не утримує Са

та Cu

Для усунення впливу заважаючих титруванню

онів заліза, ма

ганцю, алюмінію, міді, С

2–

НС

–

ганічних

ечо-

ин ґрунту до розчину додають біля 0,1 г кристалічного гідроксиламі-

ну (або декілька крапель 1% розчину солянокислого гідроксиламіну) та

0,1 г кристалічного діетилдітіокарбомату натрію. Далі приливають 2 мл

10% або 2 н розчину їдкого натрію (NaOH). Присутність NaOH необ-

ідна для створення л

жної реакції, оскільки р

йн

вання комплексної

полуки Са-мурексиду під впливом трилону Б проходить при рН розчи-

, яка дорівнює або перевищ

є 12. На кінчик

лопатки додають с

хий

мурексид, змішаний з хлористим натрієм (NaCl), для забарвлення роз-

ину в яскраво-рожевий колір і повільно титрують 0,02 або 0,05 н (при

більшому вмісті С

та M

) розчином трилону Б. Перехід рожевого

забарвлення в інтенсивно фіолетове вказує на кінець титрування. Титру-

ання треба проводити зі «свідком» (такою ж кількістю водної витяжки

з гідроксиламіном, сульфідом натрію, їдким натром та мурексидом)

ількість

іона виражають

міліеквівалентах на 100 г абсолютно

ухого ґрунту та у процентах

Розрах

нок проводять за форм

лою

KVa

⋅

⋅⋅⋅⋅

100H

(

— кількість С

іона, мг-екв/100 г ґр

нт

;

— кількість тит

ованого

оз-

ину трилону Б, використаного на титрування, мл; Н — нормальність розчи-

ну трилону Б;

— кількість водної витяжки, взятої для аналізу, мл;

—

а-

альна кількість води для приготування водної витяжки, мл;

— н

жк

рунту для приготування водної витяжки, г; 100 — коефіцієнт перерахунку на

100 г ґр

нт

;

КК

— коефіцієнт гігроскопічності)

об перерахувати міліеквіваленти у проценти, необхідно одержа-

ний результат помножити на міліеквівалент Са

тобто на 0,02 г (грамо-

е значення мг-екв

Са

активи: 1% гідроксиламін солянокислий; діетилдітіокарбомат-Nа крис-

алічний; 10% NаОН; м

рексид (змішаний з NаСl); 0,02 н та 0,05 н трилон Б

омплексомет

ични

метод визначення

она магн

ію

основ

метода покладено визначення с

ми C

+ M

шлях

комплексометричного титрування. По різниці між вмістом Ca

+ M

а вмістом

який теж

бу

ло визначено комплексометричним мето-

дом, висновують про вміст M

на

асолені ґрунти, методи їх дослідження та меліораці

омплексометричний метод визначення с

ми Са

+ M

аз

ється

на властивості трилону Б утворювати з іонами кальцію та магнію сла-

бодисоційовані комплексні спол

ки і тим самим витяг

вати іони С

та M

з розчину. Для визначення вживають індикатор хромоген чор-

ний, який утворює з іонами С

та M

за

арвлений у винно-червоний

колір міцний комплекс. Під впливом розчину трилона Б комплекс C

— хромоген чорний руйнується і забарвлення розчину стає синьо-

лакитним

Хі

оботи.

ідби

ають піпеткою 25—50 мл водної витяжки і, по-

містивши її в конічн

колб

місткістю 250—300 мл, розводять до 100 мл

дистильованою водою, яка не утримує Са

Для усунення

плив

заважаючих титр

ванню іонів заліза, марганцю або алюмінію,

міді

органічних речовин ґрунту до розчину додають біля 0,1 г

гідроксиламіну (або декілька крапель його водного розчину) та 0,1 г

кристалічного діетилдітіокарбомату натрію. Приливають 5 мл аміач-

ного буфера (суміш NH

l та NH

OH) для створення лужної реакції

(

рН = 10), при якій стає можливим руйнування комплексу С

— хромоген під дією трилону Б при титруванні. Далі приливають

7—10 крапель хромогена чорного і після забарвлення розчин

винно-

ервоний колір повільно титрують 0,05 н розчином трилону Б до зміни

за

арвлення через

бу

зкове на синьо-

лакитне

Титрування необхідно проводити зі «свідком» (такою ж кількістю

одної витяжки з гідроксиламіном, сульфідом натрію, аміачним буфе-

ром та хромогеном чорним, але перетитрованою).

ількість M

іона виражають у міліеквівалентах на 100 г абсолют-

но сухого ґрунту та у процентах

Розрахунок проводять за формулою

KV)aa(

⋅

⋅⋅⋅⋅−

Г21

100H

(

— кількість M

іона, мг-екв/100 г ґрунту;

— кількість титровано-

о розчину трилону Б, використаного на титрування cуми Са

+ M

нів

(

в даном

визначенні), мл;

— кількість титрованого розчин

трилон

Б,

икористаного на титрування С

іона (у попередньому визначенні), мл;

— нормальність розчин

трилон

Б;

— кількість водної витяжки

взятої

для аналізу, мл;

— загальна кількість води для приготування водної витяж-

ки

мл

;

— наважка ґрунту для приготування водної витяжки, г; 100 — ко-

ефіцієнт перерахунку на 100 г ґрунту;

КК

— коефіцієнт гігроскопічності).

Для перерах

нк

міліеквівалентів

проценти потрібно одержаний

результат помножити на міліеквівалент М

(грамове значення мілі-

грам-еквівалента M

)

, тобто на 0,012

агальне ґрунтознавств

208

активи

1% гід

оксиламін солянокислий; діетилдітіока

бомат-Nа

кристалічний; аміачний буфер; хромоген чорний (змішаний з NаСl); 0,05 н

тр

илон Б

Визначення вмісту натрію та калію

Найбільш поширеним є метод визначення Na

з використан-

ням полуменевого фотометра. Він ґрунтується на збуджуванні спектра

проби ацетилено-повітряним полум’ям. Для одержання спектра дослі-

джуваний розчин (пробу водної витяжки) вводять в полум’я. З утворю-

аного спектра за допомогою світлофільтрів виділяють випромінювання

нат

ію та калію і вимі

юють їх інтенсивність, яка залежить від кількості

елементів

пробі, використов

ючи фотоелементи та гальванометр

а відомими концентраціями елементів та відповідним їм значенням

нтенсивності випромінювання б

ють град

йований графік (окремо

для натрію та калію), за допомогою якого на підставі одержаних даних

о інтенсивність вип

омінювання елемента в п

обі визначають його

концентрацію

ригот

вання шкали зразкових розчин

для калібрування полуменевого фотометр

мірні колби місткістю 250 мл приливають з бюретки наступні кіль-

кості зразкового розчину

№

кол

б’єм вихідного зразкового

розчин

, мл

міст натрію, мг-екв/100 г ґр

нт

міст калію, мг-екв/100 г ґрунт

5,0

7,5

Об’єм розчинів у колбах доводять до риски водою і добре перемішу-

ть. За допомогою шкали зразкових розчинів калібрують полуменевий

отомет

. Знаючи вміст нат

ію, калію і показники шкали гальваномет-

ра, будують калібрувальні графіки

абли

я вихі

них

ани

Кат

іо

ни

ка

ники

альваномет

міст за графіком,

мг-екв/1000 мл розчин

209

Засолені ґрунти, методи їх дослідження та меліораці

одну витяжну фотометрують аналогічно. Потім обчислюють вміст

натрію та калію у мг-екв на 100 г ґрунту за допомогою калібрувального

графіка.

Формула для розрахунку K

та Na

нів

KVа

)грунтуг/еквмг(NaK

⋅

⋅⋅⋅⋅

=−

1000

Розв.100

100 ,

де

— вмі

т К

бо

за графіком, мг-екв/1000 мл;

— загальний об’єм

одної витяжки, мл; 100 — коефіцієнт перерах

нк

на 100 г ґр

нт

;

КК

— к

ефіцієнт гігроскопічності; Розв

—

розведення; 1000 — коефіцієнт перерахун-

—

у;

— наважка ґрунту для приготування водної витяжки, г.

еревірка точності аналізу водної витяжк

Точність аналіз

водної витяжки можна перевірити двома шляхами:

1) співставленням суми іонів (катіонів та аніонів), вираженої у процен-

тах, з величиною мінерального залишк

); 2) співставленням катіон-

ної та аніонної частин (тобто суми катіонів і суми аніонів), виражених

міліеквівалентах. С

ма катіонів і аніонів (

процентах) повинна дорів-

нювати мінеральному залишку (теж у процентах).

[

Cа

+Mg

]

% +

[

–

]

% = мінеральний залишок

–

при підсумовуванні процентів аніонів береться в половинній

кількості, бо при випарюванні для одержання с

хого залишк

половина

бікарбонатів звітрюється

(

)

→ CaCO

+ H

вичайно, величина сухого залишку більше суми іонів. Це може бути

пов’язано з наявністю кристалізаційної води в солях с

хого залишк

та

одорозчинних органічних речовин

наліз водної витяжки вважається точним за умови, що розходження

між величиною сухого залишку і сумою катіонів та аніонів не переви-

щує 5%

півставлення с

ми катіонів з с

мою аніонів проводиться при ви-

раженні їх в міліеквівалентах. Cума міліеквівалентів катіонів і сума

міліеквівалентів аніонів повинні б

ти рівні між собою

[

+ Mg

]

мг

в.

[

HCO

–

+ Cl

–

+ SO

–

]

мг

в.

ранично доп

стиме розходження між катіонною та аніонною части-

нами, вираженими у міліеквівалентах, не повинно перевищувати 7%

агальне ґрунтознавств

210

омилку аналізу водної витяжки, коли визначені найголовніші катіо-

ни

(

)

та аніони

(

–

)

, можна знайти за

форм

лою

100

∑+∑

∑−∑

⋅=Δ

де ∆ — відносна помилка аналізу

;

∑

К — сума катіонів, мг-екв; ∑А — сума

аніонів

мг-екв

Основною п

ичиною

озходжень між катіонною та аніонною части-

нами є помилки при визначенні кожного з іонів (відносна помилка ви-

значення кожного іона дорівнює 1%, відносна помилка визначення суми

найголовніших іонів

(

Са

–

2–

)

— 7%. Роз-

одження може бути обумовлене також присутністю у водній витяжці

аких іонів, які звичайно не визначаються аналізом

(

НSi

–

2–

та ін.).

–

Результати аналізу водної витяжки записують у табл. 68

8. Підсумкова таблиця результатів аналізу водної витяжки

№

ґрун-

то

зраз

ухий

за

ли

ок

Мін

альний

за

лиш

к,

ні

ни Каті

ни

агальна

ма іонів,

им

них

ри анал

–

Су

ма

ума

В % від маси с

хого ґр

нт

В мг-екв на

100

г сухого ґрунт

становлення ст

пеня та якост

засолення ґр

нт

ів

Для того, щоб наочно показати вміст і перерозподіл солей по профі-

ю ґрунту, будують графіки сольових профілів. Глибину відбору зраз-

ків (см) відкладають по вертикальній осі, а вміст катіонів та аніонів

(

мг-екв

)

— по го

изонтальній, відповідно сп

ава та зліва від ве

тикаль-

ос

о цих показниках висновують про ступінь та якість засолення ґрун-

ів. Ст

пінь засолення ґр

нт

або горизонт

визначають, як правило,

за величиною сухого залишку (%): 0,25—0,30 — незасолені; 0,30—

0,50 — слабозасолені; 0,5—1,0 — се

едньозасолені; 1,0—2,0 — силь-

нозасолені; 2,0—4,0 — солончаки. Але таке визначення принципово не

зовсім точне, оскільки сухий залишок є сумою водорозчинних речовин

(

органічних та мінеральних), куди входять не тільки мінеральні солі.