 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Виды кислотности, методы определения и оценки
2.1. Актуальная кислотность почв
Актуальная кислотность связана с активностью Н+ -ионов в жидкой фазе почвенных систем и характеризуется величиной рН.
Уровень рН часто не связан с общим количеством кислотных компонентов, так как зависит от их кислотно-основных свойств и количественных соотношений.
Прежде всего рН зависит от способности присутствующих в почве кислот к диссоциации. Чем сильнее выражена эта способность, чем большими константами диссоциации, или константами кислотности, характеризуются компоненты, тем большее влияние при прочих равных условиях они оказывают на рН. Поэтому может отсутствовать прямая зависимость между уровнями рН и потенциальной и обменной кислотностью.
Результаты измерения рН зависят от условий приготовления суспензии, в частности от времени ее настаивания. В разных методиках определения рН время настаивания суспензий составляет от 5 мин до 1 сут.
Как уже отмечалось, равновесие быстрее наступает в солевых суспензиях, чем в водных.
Как правило, при измерении рН независимо от свойств почв используют воду, не содержащую С02.
2.2. Потенциальная кислотность почв
Потенциальная кислотность позволяет получить представление об общем содержании в почвах кислотных компонентов. В рамках потенциальной выделяют два вида почвенной кислотности: обменную и гидролитическую (рН-зависимую).
Обменная кислотность обусловлена относительно сильными кислотными компонентами — главным образом ионами Н+ и А13+, которые компенсируют постоянные (перманентные) отрицательные заряды ППК.
Ее определяют, обрабатывая навеску почвы небуферным раствором нейтральной соли.
рН-зависимая кислотность связана с переменными (рН-зависимыми) зарядами ППК. В России этот вид почвенной кислотности называют гидролитической в связи с тем, что ее определяют, используя раствор гидролитически щелочной соли (1 М раствор ацетата натрия).
Таким образом, общепринятыми показателями потенциальной кислотности почв являются:
обменная кислотность, характеризующая количество наиболее
сильных кислотных компонентов, которые компенсируют перманентные отрицательные заряды ППК и вытесняются из ППК при значениях рН, свойственных реальным кислым почвам;
гидролитическая (рН-зависимая) кислотность, характеризующая
общее количество кислотных компонентов, включая компоненты, обусловливающие обменную кислотность, и те, которые вытесняются из рН-зависимых позиций ППК; эта кислотность проявляется при более высоких, чем обменная, значениях рН.
2.2.1. Методы определения обменной кислотности
Обменную кислотность определяют, вытесняя кислотные компоненты из ППК незабуференными растворами нейтральных солей: КС1, NaCl и др.
Вытеснение обменных катионов при этом происходит при значениях рН, обусловленных кислотно-основными свойствами исследуемой почвы.
Обменная кислотность, таким образом, является той частью почвенной кислотности, которая в определенных условиях может проявиться в реальной почве, например при внесении удобрений. В России обменную кислотность определяют при исследовании любых кислых почв, за рубежом — главным образом при исследовании тропических почв.
К.К. Гедройц предлагал определять обменную кислотность многократной обработкой навески почвы 1 н. раствором ВаС12 до полного вытеснения обменного иона водорода. Полнота вытеснения иона Н+ контролировалась по величине рН с помощью индикатора метилового оранжевого.
В настоящее время в России обменную кислотность определяют при однократной обработке навески почвы 1 М раствором КС1 и отношении почва—раствор, равном 1:2,5. Количество кислотных компонентов определяют титрованием аликвоты вытяжки раствором NaOH.
В связи с тем что однократная обработка почвы при узком отношении почва — раствор не позволяет полностью вытеснить из ППК обменные ионы водорода и алюминия, результат, полученный этим методом, иногда умножают на 1,75.
2.2.2. Методы определения гидролитической (рН-зависимой) кислотности
Как отмечалось выше, рН-зависимая кислотность связана с почвен-ными компонентами, проявляющими свойства слабых кислот. Эти компоненты не могут быть определены при тех значениях рН, которые свойственны КС1 или ВаС12-суспензиям кислых почв.
При повышении же рН слабые кислотные компоненты приобретают способность к диссоциации и в этих условиях могут быть определены количественно.
Вследствие этого при определении рН-зависимой кислотности почву обрабатывают буферными растворами с рН 7 или 8—8,3. Используют растворы солей уксусной кислоты — аммонийные, натриевые, кальциевые, бариевые.
Благодаря гидролизу растворы этих солей имеют рН около 7. Однако часто рН-зависимую кислотность определяют с помощью буферных растворов с рН 8,3. Этому значению рН отвечает вполне определенное состояние почвы. Оно свойственно почве, насыщенной основаниями и находящейся в равновесии с СаС03 при парциальном давлении С02, соответствующем РСо2 атмосферы.
Определение рН-зависимой кислотности при рН 8,2-8,3 получило
очень широкое распространение за рубежом. Основными компонентами буферного раствора являются ВаС12 и триэтаноламин [ТЭА — (НОСН2 CH2)3N] — слабое органическое основание
с константой основности, равной 10~6,3.
В России гидролитическую, или рН-зависимую, кислотность определяют с помощью 1 М раствора CH3COONa с рН 8,2 при отношении почва — раствор, равном 1:2,5 для минеральных, и 1:150 — для торфяных и других органогенных горизонтов. Столь широкое соотношение массы органогенных горизонтов и раствора связано с их высокой влагоемкостью.
При проведении анализа суспензию взбалтывают, фильтруют и в фильтрате титрованием щелочью определяют количество кислотных компонентов.
Гидролитическая кислотность в зависимости от свойств почв может измеряться при разных значениях рН.
БОЛЕЕ производительный Вариант метода определения гидролитической кислотности разработан С.Г. Самохваловым с соавторами (1971, 1978) и утвержден в качестве ГОСТа. Он основан на измерении рН ацетатно-натриевой почвенной суспензии.
Гидролитическую кислотность находят по специальным таблицам, показывающим соотношение значений рН ацетатно-натриевых почвенных суспензий и величин гидролитической кислотности, выраженных числом миллимолей эквивалентов кислоты в 100 г почвы.
Методика определения гидролитической кислотности
В сухую колбу вместимостью 250 мл помещают навеску почвы,
пропущенной через сито с отверстиями диаметром 1 мм, массой 40,0 г. В колбу приливают 100 мл 1 М раствора CH3COONa и взбалтывают в течение часа. Часовое взбалтывание может быть заменено 3 минутным с последующим 18—20-часовым настаиванием с периодическим (4-5 раз) взбалтыванием суспензии.
Затем гидролитическая кислотность может быть определена двумя
способами:
- измерением рН суспензии;
- титрованием аликвоты фильтрата (вытяжки) раствором NaOH.
Определение гидролитической кислотности по величине рН.
В чистый сухой стаканчик вместимостью 50 мл помещают около
20 мл суспензии, в суспензию опускают стеклянный электрод и электрод сравнения и считывают величину рН со шкалы прибора не ранее, чем через 1 мин после погружения электродов. Величину гидролитической кислотности (Нг) находят по величине рН суспезии с помощью табл. 17. Она справедлива при анализе минеральных горизонтов для соотношения почвы и 1 М
раствора ацетата натрия, равного 1:2,5, для органических — 1:150.
Определение гидролитической кислотности титрованием вытяжки.
Суспензию взбалтывают круговыми движениями и фильтруют через сухой складчатый фильтр. Первые порции (около 10 мл) фильтрата выбрасывают. Если затем при фильтровании получают мутный раствор, его перефильтровывают. Аликвоту фильтрата 50 мл помещают в коническую колбу вместимостью 250 мл, добавляют 2-3 капли фенолфталеина и титруют 0,02-0,1 н. раствором NaOH до слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин. Гидролитическую кислотность рассчитывают по уравнению:
Нг = V * H*V0 *100
V ал * m
где V и H. — объем и концентрация раствора NaOH, ммоль/мл;
V ал— объем аликвоты вытяжки, мл;
V0 объем добавленного к навеске почвы раствора ацетата натрия, мл;
т — навеска почвы, г.
Если полученный результат умножают на 1,75 для компенсации
неполного извлечения из почв кислотных компонентов при однократной
обработке почвы экстрагирующим раствором, в комментарии к результатам анализа делают соответствующую оговорку.
Реагенты:
1Мраствор CH3COONa cpH 8,3. Навеску ацетата натрия 82,0 г CH3COONa или 136,0 г CH3COONa-3H20 растворяют в дистиллированной воде (если необходимо, фильтруют), доводят объем до 1 л и измеряют рН. Величину рН доводят до 8,3 растворами СН3СООН или NaOH с массовой долей 10%. Контроль рН раствора может быть осуществлен с помощью фенолфталеина. Раствор ацетата натрия при добавлении фенолфталеина должен иметь слабо-розовую окраску.
Поиск по сайту: