Определение карбонатов методом Голубева
Наиболее распространенными приборами для определения карбонатов являются кальциметры различной системы, основанные на объемном определении углекислоты.
Предложенный И. Ф. Голубевым вариант кальциметра для определения карбонатов отличается большой простотой и позволяет определять карбонаты с достаточной точностью (рис. 1). Он может быть рекомендован там, где требуется массовое определение CO2 при исследовании карбонатных почв, мергелей и известковых туфов. Этим методом определение CO2 производится в течение 10—15 мин.
В основу работы кальциметра И. Ф. Голубева положено измерение добавочного давления, получаемого от CO2, выделившейся при воздействии 18%-ного раствора HCl на содержащиеся в почве карбонаты. Давление измеряют по высоте поднявшегося ртутного столба в стеклянной трубке. Отсчет производят по специальной шкале. Шкала наносится эмпирически, путем определения показаний давления при различных навесках х. ч. и абсолютно сухого CaCO3. Для составления шкалы удобно брать следующие навески: 0,005 г; 0,007; 0,01; 0,0125; 0,015 и т. д. до 0,2 г.
Прибор состоит из следующих частей: шкалы 1 высотой 30 см с нанесенными на ней величинами навесок CaCO3; предохранителя 2 от выбрасывания ртути при очень больших дозах карбонатов; резервуарчика 3 для ртути; стеклянной банки 4 емкостью 125—150 мл с каучуковой пробкой а и металлическим кольцом б, дающим возможность погружать пробку до определенной глубины; тигля 5 и крана 6, изолирующего прибор от внешнего воздуха.
Определение CO2 сводится к следующему. Навеску почвы от 1 до 5 г (в зависимости от содержания карбонатов) помещают в банку прибора. Так как объем банки рассчитан на 5 г почвы, навеску меньше 5 г (в случае большого содержания карбонатов) досыпают до 5 г тонкорастертым песком, не содержащим карбонатов. Затем в специальный тигель 5 наливают 5 мл 18%-ного раствора HCl, тигель при помощи пинцета с резиновыми наконечниками осторожно помещают в банку. После того, как навеска высыпана и тигелек с HCl помещен в банку, ее при открытом кране 6 плотно прикрывают пробкой до отказа (по кольцу б) и, закрыв кран, изолирующий прибор от воздуха, а следовательно, и от атмосферного давления, начинают слегка встряхивать банку; тигелек при этом опрокидывается, HCl выливается и приходит в соприкосновение с почвой. Вследствие выделения CO2 в приборе образуется добавочное давление, которое поднимает столб ртути на ту или иную высоту в зависимости от содержания карбонатов в почве. Когда ртуть в трубочке перестает подниматься, производят отсчет по шкале.
Для того чтобы банка не нагревалась от рук во время работы, верх ее обматывают марлей и при встряхивании держат через марлю.
Шкалу можно составить таким образом, чтобы она соответствовала количеству CO2 в граммах, тогда сразу будет видно, сколько CO2 находится во взятой для анализа навеске. Затем производят пересчет содержания CO2 на 100 г высушенного вещества (почвы, известняка и т. д.). Шкала прибора пригодна только для определенной температуры воздуха. Поэтому следует иметь несколько шкал, приготовленных при разной температуре (15, 20, 25°), которыми и необходимо пользоваться в зависимости от температуры воздуха в лаборатории. Изменения барометрического давления не оказывают заметного влияния на результаты анализа. Точность работы прибора зависит исключительно от точности нанесения шкалы. Если шкала составлена в пересчете на CaCO3, то полученное количество CaCO3 надо помножить на коэффициент 0,44 для перевода величины CaCO3 в CO2, а затем произвести пересчет CO2 на 100 г почвы, высушенной при 105° С.
