Химические и инструментальные методы анализа продуктов разложения почв

После разложения почв проводят определение элементного состава продуктов их разложения. Анализ осуществляют в растворах, получаемых обработкой продуктов разложения почв кислотами.

Для этой цели широко применяются как химические (гравиметрические и титриметрические) (слайд 15), так и инструментальные (слайды 16 и 17) методы.

Выбор того или иного метода измерения во многом зависит от определяемого элемента. Так как в почве содержание различных элементов сильно различается, требования к чувствительности методов их определения также разнятся. Кроме того, при выборе метода учитываются его точность, трудоемкость и стоимость необходимого оборудования.

Гравиметрические (весовые) методы обладают более высокой точностью, чем инструментальные методы, однако чувствительность их ниже (слайд 18). Сейчас они находят применение в валовом анализе лишь при определении кремния и иногда суммы полуторных оксидов и серы. Эти методы основаны на образовании нерастворимых осадков соединений определяемых элементов.

Из титриметрических (объемных) методов для анализа продуктов разложения почв используют главным образом комплексонометрическое титрование.

Комплексонометрия, как и гравиметрия является более точным методом (погрешность определения около 0,2%), чем инструментальные методы, но менее чувствительным. Этими методами определяют железо, алюминий, кальций и магний. Основаны комплексонометрические методы на образовании устойчивых хелатных комплексных соединений ионов металлов с комплексонами. При определении серы можно использовать непрямой комплексонометрический метод.

Со временем инструментальные методы находят все большее применение, чем химические.

Среди инструментальных методов при анализе продуктов разложения почв чаще всего используются спектроскопические методы – эмиссионная фотометрия пламени, пламенная атомно-абсорбционная спектроскопия, фотометрический анализ (спектрофотометрия и фотоколориметрия).

Эмиссионная фотометрия пламени и пламенная атомно-абсорбционная спектроскопия относятся к группе методов атомной спектроскопии.

Фотометрический анализ относится к группе методов молекулярной абсорбционной спектроскопии.

Эмиссионная фотометрия пламени – оптический метод количественного элементного анализа по атомным спектрам испускания. Для получения спектров анализируемое вещество переводят в атомный пар в пламени (Химическая энциклопедия, т.5, 1998). Используется для определения щелочных и щелочноземельных металлов. Пределы обнаружения щелочных металлов составляют 0,1-0,001 мкг/мл. Погрешность определения составляет около 5-ти %.

Пламенная атомно-абсорбционная спектроскопия основана на способности свободных атомов некоторых элементов селективно поглощать резонансное излучение определенной для каждого элемента длины волны. Применяют для определения главным образом металлов (возможно определение около 70-ти элементов). Очень часто этот метод применяется при определении валового содержания тяжелых металлов в почве. Невозможно определить некоторые неметаллы (углерод, сера, фосфор). Пределы обнаружения большинства элементов 1-100 мкг/л. Погрешность определения составляет около 5-ти %. Пламенная атомно-абсорбционная спектроскопия является более селективным методом, чем эмиссионная фотометрия пламени.

Фотометрический анализ основан на избирательном поглощении электромагнитного излучения в видимой, ИК и УФ областях молекулами определяемого компонента или его соединения с подходящим реагентом. Фотоколориметрия отличается от спектрофотометрии тем, что поглощение света измеряют главным образом в видимой части спектра, реже в ближних УФ и ИК областях, а также тем, что для выделения нужного участка спектра применяют не монохроматоры, а узкополосные светофильтры. Определяется большое количество элементов (слайд 17). Погрешность определения фотоколориметрии составляет около 5-ти %. Относительно недорогие и простые по устройству приборы, имеющие высокую чувствительность, обуславливают большое распространение этого метода.

Находят применение и другие инструментальные методы (электрохимические методы, электротермический атомно-абсорбционный с графитовой печью, атомно-эмиссионный с индуктивно-связанной плазмой и др.).