Лабораторная работа № 15 Определение емкости катионного обмена по Бобко-Аскинази-Алешину в модификации ЦИНАО

 

Материалы, оборудование и реактивы:

· ступка и пестик по ГОСТ 9147-80;

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

· колбы тип Кн вместимостью 100, 250, 500 мл;

· стеклянная палочка;

· стаканы вместимостью 50 мл по ГОСТ 25336-82;

· воронки 45 по ГОСТ 19908-90;

· пипетки градуированные 25 мл по ГОСТ 29227-91;

· шкаф сушильный;

· весы лабораторные по ГОСТ 24104-2001;

· рН-метр с погрешностью измерения не более 0,1 рН;

· электрод стеклянный для определения активности ионов водорода;

· ротатор;

· бумага фильтровальная лабораторная (медленной фильтрации («синяя лента»)) по ГОСТ 12026-76;

· дистиллированная вода по ГОСТ 6709-72;

· 0,1 н. раствор гидроксида натрия (NaОН);

· 0,1 н. буферный раствор хлорида бария ВаСl₂ (рН = 6,5);

· 0,05 н. раствор серной кислоты Н₂SО₄;

· фенолфталеин (индикатор), 1%-ый спиртовой раствор;

· образцы почвы.

Последовательность проведения:

1) разотрите воздушно-сухую почву пестиком в ступке, просейте измельченный образец почвы через сито с отверстием 1 мм;

2) взвесьте 5…20 г почвы (если почвы богаты гумусом или содержат большое количество физической глины достаточно 5 г, бедны гумусом или песчаные – 10…20 г);

3) перенесите навеску в стакан или в ступку вместимостью 50 мл;

4) прилейте 25…30 мл буферного 0,1 н. раствора хлорида бария (ВаСl₂) (рН = 6,5) и тщательно перемешайте стеклянной палочкой;

5) фильтруйте полученную суспензию через воронку с сухим бумажным фильтром («синяя лента») в колбу вместимостью 500 мл; тщательно смойте остатки почвы из стакана на фильтр буферным 0,1 н. раствором хлорида бария (ВаСl₂) – фильтрат 1;

6) продолжайте насыщение почвы барием, приливая к навеске почвы на фильтре буферный 0,1 н. раствор хлорида бария (ВаСl₂) порциями по 10…15 мл; каждую последующую порцию раствора приливайте после того, как полностью отфильтруется предыдущая; обработку почвы раствором бариевых солей провести до полного вытеснения из ППК обменных катионов; для полного вытеснения катионов из взятой навески почвы и насыщения ее барием расходуют: для легких почв – 150…200 мл, средне- и тяжелосуглинистых – 200…225 мл; насыщение кислых почв продолжают до тех пор, пока рН фильтрата не станет равным исходному значению (рН = 6,5); проверьте рН насыщенного барием фильтрата на рН-метре;

7) по окончании насыщения барием пробу почвы на фильтре и фильтр промойте 2…3 раза дистиллированной водой;

8) почву на фильтре подсушите;

9) перенесите подсушенный фильтр с почвой в колбу вместимостью 250 мл;

10) добавьте в нее из бюретки 100 мл 0,05 н. раствора серной кислоты (Н₂SО₄) – фильтрат 2;

11) взболтайте содержимое в течение 5 минут на ротаторе;

12) фильтруйте полученный раствор через воронку с сухим бумажным фильтром («синяя лента») в колбу вместимостью 250 мл;

13) отберите пипеткой по 20 мл фильтрата в колбу вместимостью 100 мл – фильтрат 3;

14) добавьте 2 капли фенолфталеина (индикатора);

15) титруйте 0,1 н. раствором NaOH до слабо-розовой окраски (рН = 8,3);

16) проведите контрольное титрование, для этого отберите пипеткой 20 мл исходного 0,05 н. раствора серной кислоты (H₂SО₄) и перенесите в колбу вместимостью 100 мл; добавьте 2 капли фенолфталеина (индикатора); титруйте 0,1 н. раствором гидроксида натрия (NaOH) до слабо-розовой окраски.

Задание:

1) определите для 3 генетических горизонтов почвы показатели: V´NaOH, VNaOH;

2) рассчитайте значения ЕКО для 4 генетических горизонтов почвы по формуле:

где:

ЕКО – емкость катионного обмена, мг·экв/100 г почвы;

V´_NaOH – объем 0,1 н. раствора NaOH, пошедший на титрование 20 мл 0,05 н. раствора Н₂SО₄ (контрольное титрование), мл;

V_NaOH – объем 0,1 н. раствора NаОН, пошедший на титрование 20 мл фильтрата (после взаимодействия 0,05 н. раствора Н₂SО₄ с почвой, насыщенной барием), мл;

V – общий объем раствора (количество 0,05 н. H₂S0₄, прилитое к почве) (100), мл;

V₁ – объем фильтрата, взятого для титрования (20), мл;

С_экв – нормальная концентрация NаОН (0,1);

100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы;

m – навеска почвы, г;

К_Г – коэффициент пересчета на абсолютно-сухую почву;

3) оцените величину ЕКО для 4 генетических горизонтов почвы, используя данные табл. 15.1;

Таблица 15.1 - Группировка почв по емкости катионного обмена

ЕКО, мг·экв/100 г почвы	Категория оценки	Почвы
менее 10	очень низкая	песчаные, супесчаные, подзолы, подбуры, элювиальные горизонты подзолистых почв
10-15	низкая	подзолистые почвы суглинистого состава
15-30	средняя	серые лесные, буроземы, каштановые
более 30	высокая	черноземы, болотные, гумусовые горизонты различного происхождения с высоким содержанием гумуса

4) рассчитайте степень насыщенности почв основаниями по формуле:

где:

V – степень насыщенности почв основаниями, %;

S – сумма обменных оснований, мг·экв/100 г почвы;

ЕКО – емкость катионного обмена, мг·экв/100 г почвы;

5) оцените значения степени насыщенности почв основаниями для 3 генетических горизонтов почвы, используя данные табл. 15.2;

Таблица 15.2 - Группировка почв по степени насыщенности почв основаниями

№ Группы	Категория оценки	Степень насыщенности основаниями (V), %
	очень низкая	менее 30,0
	низкая	30,1…50,0
	средняя	50,1…70,0
	повышенная	70,1…90,0
	высокая	более 90,0

6) результаты определения емкости катионного обмена (ЕКО) для 4 генетических горизонтов почвы занесите в табл. 15.3;

Таблица 15.3 - Результаты определения емкости катионного обмена (ЕКО) почвы

Индекс горизонта	Глубина залегания горизонта, см	Масса навески почвы (m), г	Номер колбы с фильтратом			Объем 0,1 н NaOH, пошедший на титрование, мл		Коэффициент пересчета (КГ)	ЕКО, мг·экв/100 г почвы
						V´NaOH	VNaOH

7) результаты расчета степени насыщенности почв основаниями для 3 генетических горизонтов почвы занесите в табл. 15.4;

Таблица 15.4 - Результаты расчета степени насыщенности почв основаниями

Индекс горизонта	Глубина залегания горизонта, см	Степень насыщенности основаниями (V), %

8) проведите сравнительный анализ и оценку емкости катионного обмена (ЕКО) для 3 генетических горизонтов почвы;

9) проведите сравнительный анализ и оценку степени насыщенности почв основаниями для 3 генетических горизонтов почвы.

Результаты (Модуль №2)

 

Номер модуля	Номера выполненных лабораторных работ	Результаты выполнения контрольной работы № 1	Итоги