Лабораторная работа № 5 Определение плотности твердой фазы пикнометрическим методом

 

Материалы и оборудование:

· пикнометры стеклянные, вместимостью 50 мл или 100 мл по ГОСТ 22524-77 (СТ СЭВ 3352-81);

· весы лабораторные по ГОСТ 24104-2001;

· ступка и пестик по ГОСТ 9147-80;

· сито лабораторное с размером отверстий 1,0 мм по ГОСТ 51568-99;

· капельница;

· воронки лабораторные тип В;

· стакан вместимостью 50 мл по ГОСТ 25336-82;

· сушильный шкаф;

· баня песчаная;

· термометр стеклянный ртутный по ГОСТ 13646-68;

· вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;

· бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026-76;

· почвенные образцы.

Последовательность проведения:

1) тщательно вымойте пикнометр, затем сполосните последовательно в водо­проводной, а затем в дистиллированной воде и этиловом спирте;

2) взвесьте сухой пустой пикнометр с точностью до четвертого десятичного знака (m₁);

3) разотрите воздушно-сухую почву пестиком в ступке и просейте через сито с размером отверстий 1 мм;

4) взвесьте на весах около 5…7 г просеянной воздушно-сухой почвы;

5) всыпьте пробу почвы через воронку в сухой пустой пикнометр и взвесьте пикнометр с воздушно-сухой почвой с точностью до четвертого десятичного знака (m₂);

6) влейте капельницей в пикнометр с почвой прокипяченную дистиллированную воду в таком количестве, чтобы ее уровень располагался выше уровня почвы, но не более 1/3 объема широкой части пикнометра; капельницей необходимо осторожно обмыть все стенки пикнометра и воронку, чтобы все частицы почвы переместились на дно пикнометра; необходимо смыть все частицы почвы;

7) взболтайте пикнометр с водой и почвой, поставьте кипятить на песчаную баню; кипячение должно быть спокойным, без большого всплеска воды; продолжительность спокойного кипячения (с момента начала кипения) должна составлять: для песков и супесей – 0,5 часа, для суглинков и глин – 1 час;

8) охладите после кипячения пикнометр до комнатной температуры;

9) после охлаждения пикнометра с почвой поправьте положение мениска воды в нем, добавляя из капельницы дистиллированную воду до мерной риски на горлышке; образовавшиеся капли воды выше мерной риски можно удалить с помощью фильтровальной бумаги;

10) пикнометр с почвой и дистиллированной водой (до мерной риски) протрите снаружи фильтровальной бумагой и взвесьте (m₃); необходимо следить за температурой пикнометра; температура пикнометра с почвой и дистиллированной водой должна быть фиксированной;

11) вылейте содержимое пикнометра, ополосните его, налейте дистиллированную воду до мерной риски на горлышке, выдержите в ванне с водой (или термостате) при той же температуре и взвесьте пикнометр с дистиллированной водой (m₄); образовавшиеся капли воды выше риски можно также аккуратно удалить с помощью фильтровальной бумаги; главное, чтобы температура пикнометра с водой и почвой и температура пикнометра с водой должны быть одинаковыми.

Задание:

1) определите для 4 генетических горизонтов почвы значения: m₁, m₂, m₃, m₄;

2) определите плотность дистиллированной воды в зависимости от температуры (табл. 5.1);

Таблица 5.1 - Плотность дистиллированной воды при различной температуре ( по ГОСТ 27700-88)

Температура, °С	Плотность дистиллированной воды, г/см3	Температура, °С	Плотность дистиллированной воды, г/см3
	0,9990		0,9980
	0,9988		0,9978
	0,9986		0,9976
	0,9984		0,9973
	0,9982		0,9971

3) рассчитайте плотность твердой фазы для 4 генетических горизонтов почвы по формуле 5.1:

где:

  d – плотность твердой фазы почвы, г/см³;

_в – плотность воды при температуре испытания, г/см³ (см. табл. 5.1);

m₂ – масса сухого пикнометра с почвой, г;

m₁ – масса сухого пикнометра, г;

m₃ – масса пикнометра с водой и почвой после кипячения и водяной бани (при температуре испытания), г;

m₄ – масса пикнометра с дистиллированной водой, г.

4) рассчитайте общую порозность, объемную влажность (объем пор, занятых водой), порозность аэрации, для 4 генетических горизонтов почвы, используя полученные значения плотности твердой фазы, по формулам:

где:

  Р_общ – общая порозность почвы, %;

d_v – плотность почвы, г/см³;

где W_v – объемная влажность почвы, %;

W_m – массовая влажность почвы, %;

    

где Р_аэр – порозность аэрации, %.

1) результаты определения плотности твердой фазы почвы для 4 генетических горизонтов почвы занесите в табл. 5.2;