Определение буферности почвы по Ремезову
Буферностью почвы называется способность устойчиво удерживать свою реакцию (pH) при добавлении к почве разбавленных минеральных кислот или щелочей. Буферность нейтральных почв (в особенности карбонатных) значительна при добавлении к ним кислот, а буферность кислых почв — при добавлении щелочей (NaOH, КОН), щелочноземельных оснований — Ca(OH)2, Ba(OH)2 и др., а также так называемых гидролитически щелочных солей — CH3COONa, Ca(HCO3)2 и др. На буферности почв основаны методы Иенсена, Ремезова и других исследователей.
Буферность почв по отношению к кислотам или щелочам обусловлена в основном количеством содержащихся в почвах поглощенных оснований (Ca, Mg и др.), карбонатов, а также ионов водорода (или алюминия) или свободных органических кислот.
Приведем следующие реакции, поясняющие схематически сущность буферности почв:
В примере I добавленная соляная кислота нейтрализовалась почвой, во II — кислую почву нейтрализовал добавленный к ней углекислый кальций. В том и другом случае полученные результаты обусловлены буферностью этих почв в отношении кислот и оснований.
Ход анализа. Берут несколько конических колб емкостью по 100 мл с каучуковыми пробками или того же объема несколько реактивных банок с притертыми пробками. В каждую колбу помещают по 10 г почвы, отвешенной на технохимических весах, прибавляют по 25 мл 1,0 н. раствора хлористого кальция и затем последовательно возрастающие количества 0,04 н. раствоpa Ca(OH)2. Обычно в первую колбу раствор гидроокиси кальция не прибавляют, и она служит для определения pH в солевой суспензии; во вторую колбу прибавляют 5 мл щелочного раствора Ca(OH)2, в третью — 10 мл, в четвертую — 15 мл и т. д. до 25—30 мл. Следует иметь в виду, что каждые 2,5 мл 0,04 н. раствора Ca(OH)2 соответствуют 1 мг-экв на 100 г почвы.
После прибавления щелочи колбы закрывают пробками, взбалтывают и оставляют на 24 часа для установления равновесия. По прошествии этого времени в суспензиях определяют pH электрометрическим методом. Полученные данные наносят на миллиметровую бумагу таким образом: по вертикальной оси откладывают величины pH, по горизонтальной — число миллилитров прибавленого раствора Ca(OH)2. От точки пересечения кривой, соединяющей найденные величины pH, с линией, соответствующей желаемой величине pH (например, pH 7,0), опускают прямую, перпендикулярную горизонтальной оси. Точка пересечения этой линии с горизонтальной осью будет соответствовать тому количеству щелочи, которое следует прибавить к суспензии почвы, чтобы сделать ее насыщенной при избранном pH, или, другими словами, будет соответствовать величине кислотности почвы при данной реакции.
Найденное количество миллилитров щелочи умножают на поправку к титру для пересчета на точный 0,04 н. раствор Ca(OH)2 и затем делят на 2,5; частное от деления будет соответствовать величине кислотности в миллиграмм-эквивалентах на 100 г почвы.
При установлении дозы извести найденную величину кислотности почвы в миллиграмм-эквивалентах умножают на 15, что дает необходимое количество чистого CaCO3 в центнерах на 1 га.
Коэффициент 15 вычислен на основании следующего расчета: 1 мг-экв соответствует 0,001 г H или 0,100:2 г CaCO3, или 0,050 г CaCO3 на 100 г почвы, что в пересчете на 1 кг дает 0,5 г CaCO3. Принимая, как обычно, вес пахотного слоя 1 га в 3 млн кг, мы получаем, что 1 мг-экв кислотности на 100 г почвы соответствует 15 ц CaCO3 на 1 га. Следует указать, что вес пахотного слоя колеблется обычно от 2 до 3 млн кг в зависимости от механического состава почвы, содержания органического вещества, глубины пахоты и т. д. Поэтому рекомендуется производить его определение для более или менее резко разнящихся между собой почвенных районов.
Величина pH, до которой производится нейтрализация почвы, устанавливается в зависимости от особенностей возделываемых в данном районе растений и их отношения к извести.
Автор не затрагивает вопроса о величине полевого коэффициента в условиях предложенного им метода.
Реактивы: 1. Нормальный раствор хлористого кальция. Кристаллический хлористый кальций (CaCl2*6Н2О) имеет молекулярный вес 219. Для приготовления 1,0 н. раствора берут 110 г этой соли на 1 л. Отвешенное на технических весах количество соли сначала растворяют в химическом стакане в небольшом количестве воды, фильтруют через складчатый фильтр в мерный цилиндр и доливают до метки дистиллированной водой. Хранить раствор надлежит в склянке, снабженной сифоном; удобно приспособить к склянке автоматически наполняющуюся пипетку на 25 мл.
2. 0,04 н. раствор Ca(OH)2. Раствор приготовляется из чистого CaO. На технических весах отвешивают 40—50 г CaO и обливают в фарфоровой чашке равным по весу количеством дистиллированной воды, после чего, закрыв кристаллизатором, оставляют стоять. Когда дно чашки остынет, содержимое смывают дистиллированной водой в склянку емкостью 10 л; заполнив водой и снабдив сифоном (конец которого на 4—5 см не доходит до дна), склянку оставляют стоять. Отстоявшийся прозрачный раствор сливают при помощи описанного выше сифона в склянку с бюреткой, из которой предварительно удалена углекислота воздуха. Удаление углекислоты достигается продуванием воздуха, прошедшего предварительно через две промывные склянки с 50%-ным раствором КОН. Титр приготовленного раствора определяют согласно требованиям аналитической химии.
Примечание. Следует указать, что метод Н.П. Ремезова существенно отличается, например, от метода Каппена тем, что определение кислотности производится титрованием щелочью солевых вытяжек из почв, доведенных до разных pH. В этом методе в большей мере учитывается буферность, а значит, и кислотность почвы. В методе отпадает необходимость пользования переводным коэффициентом Каппена 1,75 и др.
