Определение обменных катионов трилонометрическим методом
Вытеснение обменных кальция и магния уксуснокислым аммонием. Метод основан на свойстве трилона В (двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты) давать устойчивые комплексные соединения с ионами двухвалентных металлов, в том числе с кальцием и магнием.
Трилонометрическое титрование следует проводить в условиях невысоких концентраций солей. Поэтому после вытеснения обменных катионов 1 н. раствором уксуснокислого аммония разрушают уксуснокислый аммонии выпариванием раствора, затем прокаливают полученный остаток на колбонагревателе или в муфеле при 400—600° С, причем получают кальций и магний в форме карбонатов или окислов. Органическое вещество при этом сгорает. Полученный осадок растворяют 10%-ной соляной кислотой и, убедившись в его полном растворении (не видно кристаллов на дне чашки), солянокислый раствор разбавляют горячей водой, фильтруют в мерную колбу емкостью на 200 мл и доводят до метки водой.
Уксуснокислый аммоний вытесняет из почвы небольшое количество полутораокисей, поэтому во многих случаях их не приходится выделять на раствора. Высокие концентрации железа мешают титрованию трилоном — переход окраски теряет четкость; кроме того, можно получить несколько завышенные данные. В таких случаях рекомендуют добавочное разбавление раствора водой для уменьшения концентрации железа либо выделение железа, если его очень много по отношению к кальцию и магнию. Это лучше сделать перед подготовкой раствора к выпариванию — выделить полутораокиси обычным способом с аммиаком, а затем довести выпаривание до конца и прокалить осадок.
Вредное влияние марганца уничтожается прибавлением солянокислого гидроксиламина (1—2 мл 5%-ного раствора), который препятствует образованию перекиси марганца, мешающей титрованию. Необходимо также устранить вредное действие меди. Все реактивы для этой цели готовятся на дистиллированной воде, не содержащей меди. Для связывания меди и других тяжелых металлов прибавляют несколько кристалликов диэтилдитиокарбамата натрия.
При титровании трилоном Б определяют сумму кальция и магния (титрование в присутствии индикатора хромогена черного) и кальций (титрование в присутствии индикатора мурексида), магний определяют по разности. Присутствующий в вытяжке марганец титруется вместе с кальцием и магнием и несколько завышает результаты для магния. Поскольку для большинства почв содержание марганца по сравнению с магнием мало, им пренебрегают.
Для определения суммы кальция и магния часть анализируемого раствора, содержащего обменные катионы (удобно брать 50 мл), помещают в коническую колбу емкостью 250 мл, разбавляют водой примерно до 100 мл. Раствор подогревают до 60—70° С, прибавляют для создания щелочной реакции 5 мл аммиачного буферного раствора, несколько кристалликов диэтилдитиокарбамата натрия, 1—2 мл 50%-ного раствора солянокислого гидроксиламина, 10—15 мг индикатора хромогена черного, растертого с хлористым натрием, и титруют 0,05 н. или 0,01 н. раствором трилона Б при энергичном помешивании до перехода окраски раствора от вишневокрасной через фиолетово-синюю в чисто-голубую в точке эквивалентности. При прибавлении избытка трилона окраска не меняется. Поэтому рекомендуется проводить титрование, сравнивая окраску раствора со «свидетелем» — заведомо перетитрованной пробой. Сумма кальция и магния (в мг-экв на 100 г почвы) находится по уравнению
Определение кальция трилонометрическим методом
можно производить в присутствии индикатора мурексида (аммонийная соль одноосновной пурпуровой кислоты). С ионами кальция анион пурпуровой кислоты в щелочной среде образует комплекс, окрашенный в красный цвет. Этот комплекс менее стоек, чем соединение кальция с трилоном, и при титровании происходит резкое изменение окраски от красной к лиловой в точке эквивалентности. Вредное влияние меди и марганца уничтожают так же, как и при титровании суммы кальция и магния.
Ход анализа. Определенный объем раствора помещают в коническую колбу емкостью 250 мл, разбавляют раствор водой примерно до 100 мл. Для предупреждения соосаждения кальция с магнием при прямом определении кальция с мурексидом в пробу предварительно (до добавления NaOH) вводят 2 мл 0,5 н. раствора Na2CO3. При этом кальций выпадает в осадок в виде CaCO3, образуя отдельную фазу, которая в ходе последующего титрования растворяется. Благодаря этому исключается возможность соосаждения кальция с Mg(OH)2 и обеспечивается полнота определения кальция. Прибавляют 2 мл 2 н. раствора NaOH, несколько кристалликов диэтилдитиокарбамата натрия, 1—2 мл 5 %-ного раствора солянокислого гидроксиламина, затем 10—15 мг индикатора мурексида и титруют 0,05 н. или 0,01 н. раствором трилона Б при интенсивном помешивании до перехода ярко-пурпурной окраски раствора в лиловую. В дальнейшем от прибавления трилона окраска не меняется, поэтому титрование лучше вести в присутствии «свидетеля» — заведомо перетитрованной пробы.
Содержание кальция (в мг-экв на 100 г почвы) рассчитывается по уравнению
Из суммы кальция и магния на 100 г почвы вычитают количество кальция и получают количество магния (в мг-экв на 100 г почвы).
Полученные данные по содержанию обменного кальция и магния пересчитывают на 100 г почвы, высушенной при 105° С.
Реактивы. 1. Раствор трилона Б. Для приготовления 0,05 н. раствора 9,3 г трилона растворяют в 1 л дистиллированной воды. 0,01 н. раствор готовится разведением 0,05 н. раствора. Титр раствора трилона устанавливают по раствору сернокислого магния, приготовленного из фиксанала.
Для проверки титра трилона 20 мл приготовленного раствора сернокислого магния переносят пипеткой в коническую колбу емкостью 250 мл, прибавляют 100 мл дистиллированной воды, 5 мл аммиачного буфера, 10—15 мг хромогена черного и титруют раствором трилона Б до перехода окраски раствора из вишнево-красной в голубую.
2. Буферный раствор. 70 г NH4Cl растворяют в дистиллированной воде, добавляют 570 мл 25%-ного раствора NH4OH и доводят объем до 1 л.
3. Индикаторы хромоген черный и мурексид. Растирают в ступке 5 г индикатора с 95 г NaCl или KCl до равномерно окрашенного состояния. Индикаторы хранят в темной банке с притертой пробкой.
4. 5%-ный водный раствор солянокислого гидроксиламина.
Вытеснение обменных кальция и магния хлористым натрием. Вытеснение обменных катионов 1,0 н. раствором хлористого натрия дает возможность определить кальций и магний трилонометрическим методом без специальной подготовки раствора.
5 г почвы промывают декантацией 1,0 н. раствором хлористого натрия (pH 6,5) в колбу емкостью 500 мл до потери реакции на кальций. Колбу доливают до метки дистиллированной водой и перемешивают. Две пробы по 50 мл помещают в конические колбы на 250 мл, разбавляют водой до 100 мл и титруют трилоном Б сумму кальция и магния с индикатором хромогеном черным и кальций с индикатором мурексидом, как описано выше. По разности между суммой кальция и магния и кальцием находят магний. Результаты выражают в миллиграмм-эквивалентах на 100 г почвы.
