Определение емкости поглощения и обменных катионов в солонцах по методу Пфеффера
Метод Пфеффера был предложен для определения емкости поглощения карбонатных засоленных почв. Он был модифицирован Н.И. Беляевой в целях совместного определения емкости поглощения и состава обменных катионов в солонцовых почвах. Метод имеет ряд недостатков, в частности рассматриваемая методика применима для почв с относительно невысоким содержанием гумуса (не выше 5—6%).
Ход анализа. Навеску почвы 5 г, пропущенную через сито с отверстиями диаметром I мм, помещают в широкогорлую колбу на 100 мл, заливают 25 мл спирта ректификата для отмывания почвы от легкорастворимых солей, содержимое колбы сильно взбалтывают и сразу же, возможно полнее, сливают жидкость на фильтр (диаметр 11 см, белая лента). К оставшейся в колбе почве добавляют 15 мл спирта и, снова взболтав, фильтруют. При отмывке почвы от легкорастворимых солей время взаимодействия спирта с почвой во избежание обменных реакций должно быть минимальным. Поэтому одновременно можно работать с одной-двумя навесками; необходимо также, при возможно полном сливе промывной жидкости на фильтр, стараться переносить на него как можно меньше почвы. Обработку навески почвы спиртом повторяют 4—5 раз. Когда наберется примерно 100 мл фильтрата, проверяют реакцию на хлор. Как правило, 100 мл спирта вполне достаточно для отмывки почвы от легкорастворимых солей, а в ряде случаев его требуется и меньше, но для лучшей сопоставимости данных рекомендуется придерживаться во всех случаях вышеуказанной нормы — 100 мл.
Промывание производится 70%-ным спиртом ректификатом; в случае содовых солонцов начинать промывку следует 96%-ным спиртом (две—три промывки), а затем 70%-ным спиртом. После окончания промывки и в том, и в другом случае для быстрого высушивания почву в колбе и на фильтре промывают небольшим количеством 96%-ного спирта. Отмытую, высушенную на воздухе почву переносят вместе с фильтром в ту же колбу и обрабатывают реактивом Пфеффера. Почву заливают 25 мл реактива Пфеффера, взбалтывают в течение часа (или интенсивно взболтав в течение 3 мин., оставляют стоять на ночь), после чего жидкость фильтруют и почву декантацией промывают реактивом Пфеффера 5 раз по 15 мл. Для более полного вытеснения ионом аммония обменных катионов почвы всю партию следует интенсивно взболтать и жидкость сливать на фильтр только после полного оседания почвы в колбе и полной фильтрации предыдущей порции. Во время промывания почвы реактивом Пфеффера колбы должны быть закрыты пробками, а воронки — часовыми стеклами (во избежание испарения спирта).
Определение емкости поглощения. Для определения емкости поглощения из полученного фильтрата отбирают 20 или 25 мл в узкогорлую колбу на 100 мл, подогревают до появления первых пузырьков, добавляют 5 мл 35%-ного (не менее 30%-ного) раствора формальдегида, титруют 0,1 н. раствором NaOH с фенолфталеином до розовой окраски и, снова подогрев (до температуры 60—70° С) и прибавив 2—3 капли фенолфталеина, дотитровывают. Точно так же титруют реактив Пфеффера. Разность между количеством NaOH, пошедшим на титрование исходного раствора и фильтрата, соответствует величине емкости поглощения данного образца почвы.
Емкость поглощения (мг-экв) рассчитывают по формуле
где 0,1 — нормальность раствора NaOH; а — количество NaOH, пошедшее на титрование исходного реактива Пфеффера, мл; а1 — количество NaOH, пошедшее на титрование фильтрата, мл; К — поправочный коэффициент к титру раствора NaOH; С — навеска почвы, соответствующая количеству раствора, взятого на титрование, г; 100 — коэффициент для пересчета результатов анализа на 100 г почвы.
Определение обменных катионов. Из оставшейся части фильтрата берут для определения обменных катионов 50 мл и выпаривают в фарфоровой чашке на водяной бане досуха. Сухой остаток осторожно прокаливают при температуре 400° С (не выше) для удаления солей аммония.
После прекращения выделения аммонийных солей в виде дыма остаток прокаливают еще 3—4 мин. (не более!). Дают чашкам остыть, затем добавляют 2—3 капли концентрированной соляной кислоты, заливают горячей водой и фильтруют в мерную колбу на 250 мл. Фильтрование ведут до прекращения реакции на хлор, после чего содержимое колбы доводят до метки водой. Из полученного раствора берут 100 мл для трилонометрического определения кальция с мурексидом, 50 мл для определения суммы кальция и магния с хромогеном черным. Остаток используют для определения натрия и калия на пламенном фотометре.
Определение суммы кальция и магния. 50 мл раствора помещают в коническую колбу на 250 мл, разбавляют раствор водой примерно до 100 мл и подогревают до 60—70° С. Прибавляют для создания щелочной реакции 5 мл аммиачного буферного раствора, несколько кристалликов диэтилдитиокарбамата натрия (для связывания следов меди) и 1—2 мл 5%-ного раствора гидроксиламина, 10—15 мг индикатора хромогена черного, растертого с хлористым натрием, и титруют 0,02 н. раствором трилона Б до перехода окраски индикатора от вишнево-красной через фиолетово-синюю в чисто-голубую.
Определение кальция. 100 мл раствора помещают в коническую колбу на 250 мл, прибавляют несколько кристалликов диэтилдитиокарбамата натрия, 1—2 мл 5%-ного раствора гидроксиламина, 2 мл 10%-ного раствора NaOH и титруют 0,02 н. раствором трилона Б в присутствии индикатора мурексида до перехода ярко-пурпурной окраски в фиолетовую.
Сумма кальция и магния (в мг-экв на 100 г почвы) вычисляется по уравнению
где а — количество трилона Б, пошедшее на титрование кальция и магния, мл; 0,02 — нормальность раствора трилона Б; К — поправочный коэффициент к титру трилона Б; С — навеска почвы, соответствующая количеству раствора, взятого на титрование кальция и магния, г; 100 — коэффициент для пересчета результатов анализа на 100 г почвы.
Содержание кальция (в мг-экв на 100 г почвы) рассчитывается по той же формуле. Содержание магния рассчитывается по разности между суммой кальция и магния и количеством кальция.
Реактивы. 1. Реактив Пфеффера — 0,1 н. раствор NH4Cl в 70%-ном этиловом спирте. 5,35 г NH4Cl растворяют в 270 мл воды, добавляют 730 мл 96%-ного этилового спирта. Раствор доводят прибавлением аммиака до pH 7 по универсальному индикатору или по бромтимолблау.
2. 10%-ный раствор NaOH.
3. 35%-ный раствор формальдегида. Формальдегид, приобретенный в торговой сети,, может иметь кислую реакцию; поэтому его нужно предварительно нейтрализовать NaOH по фенолфталеину. При стоянии формальдегид, полимеризуясь, становится мутным, менее реактивоспособным, пользоваться им не следует.
4. 0,02 н. раствор трилона Б. 3,72 г реактива растворяют в 1 л воды.
5. Хлоридно-аммиачный буфер. 20 г х. ч. NH4Cl растворяют в 100 мл дистиллированной воды, приливают 100 мл 25%-ного раствора NH4OH, разбавляют дистиллированной водой до 1 л и тщательно перемешивают.
6. Хромоген черный и мурексид применяются в смеси, приготовленной из 1 части индикатора и 100 или 200 частей х. ч. NaCl. Смесь тщательно растирается и перемешивается в ступке.
7. 5%-ный водный раствор гидроксиламина.
