Колориметрический метод с реактивом Несслера
Реактив Несслера широко используется при определении аммония в вытяжках из почвы. Метод основан на получении оранжевого комплекса HgO*Hg (NH2)J при взаимодействии реактива Несслера (щелочной раствор K2HgJ4) с солями аммония. Реакция очень чувствительна. Молярный коэффициент погашения ε = 6200 при λ — 400 нм. Предельная концентрация, допускающая определения аммония, не должна превышать 0,15 мг N — NH4 в 100 мл. При более высокой концентрации растворы приобретают оранжевый или красноватый цвет, и через несколько минут образуется муть или выпадает осадок. До указанной концентрации окраска растворов подчиняется закону Бера. Определению мешают присутствующие в почвенных вытяжках Ca2+ и Mg2+. Они осаждаются реактивом Несслера и вызывают опалесценцию растворов. Для устранения этого в вытяжку перед добавлением реактива Несслера вносят сегнетову соль, образующую с кальцием и магнием растворимые комплексные соединения.
Определение воднорастворимых соединений аммония. Ход анализа. Из почвы аммоний извлекают водной вытяжкой, используя почву с естественной влажностью сейчас же после взятия образцов. Параллельно определяют влажность почвы, учитывая ее при расчете содержания N — NH4 в почве. Способ приготовления водной вытяжки описан выше (см. определение нитратов с дисульфофеноловой кислотой).
Для установления содержания NH4 определенный объем вытяжки помещают в мерную колбу емкостью 50 мл, добавляют 2 мл раствора сегнетовой соли, приливают воды примерно до 45 мл. Смесь перемешивают взбалтыванием, добавляют 2 мл реактива Несслера, снова перемешивают и объем доводят водой до 50 мл. В растворе сейчас же начинает развиваться окраска, цвет ее должен быть чисто-желтым, светлого оттенка. Если раствор приобретает оранжевый или красноватый цвет, анализ повторяют, беря меньший объем вытяжки. Оптическую плотность раствора измеряют с помощью фотоколориметра. Содержание в растворе NH4 устанавливают по калибровочной кривой образцовых растворов. Для построения ее одновременно с испытуемыми растворами готовят образцовые растворы. В мерные колбы емкостью 50 мл помещают 2, 5, 7 и 10 мл рабочего образцового раствора хлористого аммония, в колбы добавляют раствор сегнетовой соли и реактив Несслера, как это указано при приготовлении испытуемого раствора. Просмотр окрасок образцовых и испытуемых растворов производят через 15 мин. после прибавления реактива Несслера. Окрашенные растворы могут стоять не более 30 мин., при удлинении срока в растворах появляется опалесценция.
При отсутствии фотоколориметра для сравнения окрасок испытуемых и образцовых растворов можно использовать визуальный колориметр.
Реактивы. 1. Вода, не содержащая аммиака. Получают перегонкой дистиллированной воды после слабого подкисления ее серной кислотой или прибавления алюмо-калиевых квасцов (на 5 л воды добавляют около 0,5 г квасцов). Свободную от NH3 воду используют для приготовления всех реактивов и при получении вытяжек.
2. Реактив Несслера.
3. Сегнетовая соль. Готовят 50%-ный водный раствор. Его проверяют на отсутствие солей аммония (с реактивом Несслера). При загрязнении сегнетовой соли аммонийными солями NH4 осаждают. К 100 мл раствора сегнетовой соли прибавляют 5 мл реактива Несслера, при этом сначала образуется муть, затем выпадает красно-бурый осадок. Осадку дают несколько дней отстояться. Прозрачный раствор декантируют и проверяют на полноту осаждения. Для этого к 10 мл слитого раствора добавляют 0,5 мл реактива Несслера. При отсутствии мути раствор используют для анализов, в противном случае проводят дополнительное осаждение добавлением еще 2—3 мл реактива Несслера. Раствор хранят в темном месте.
4. Образцовый раствор хлористого аммония. Растворяют в воде 0,7640 г х. ч. NH4Cl, объем в мерной колбе доводят водой до 1 л. Получают запасной образцовый раствор, в 1 мл его содержится 0,2 мг N-NH4. Рабочий образцовый раствор получают разбавлением запасного образцового раствора водой в 20 раз. Раствор содержит 0,01 мг N-NH4 в 1 мл. Его используют для приготовления образцовых растворов.
Определение обменного аммония методом Конева. Для извлечения обменного аммония применяется 0,05 н. раствор NaCl при широком отношении почвы к раствору. Метод одновременно учитывает присутствующий в почве воднорастворимый и обменный аммоний. Анализу подвергают почву с естественной влажностью, сразу же после взятия образцов. Влажность почвы учитывают при расчетах содержания N -NH4 в почве.
Ход анализа. Навеску 20 г свежевзятой почвы помещают в литровую бутыль, туда же приливают 500 мл 0,05 н. раствора NaCl и 0,5 мл толуола для предотвращения микробиологических процессов. Содержимое бутыли взбалтывают на ротаторе в течение 1 часа. Суспензию фильтруют через складчатый фильтр. Фильтр предварительно промывают горячим, а затем холодным раствором 0,05 н. NaCl для удаления солей аммония или поглощенного из воздуха аммиака, которые могут быть в фильтровальной бумаге. Если первые порции фильтрата мутные, их отбрасывают. Когда вытяжка полностью отфильтрована, приступают к определению аммония. Определенный объем вытяжки помещают в мерную колбу емкостью 50 мл. Раствор водой доводят до 40 мл, в колбу добавляют 2—4 мл раствора сегнетовой соли для связывания присутствующих в вытяжке Ca2+ и Mg2+. Затем вносят 2 мл реактива Несслера, взбалтывают, объем водой доводят до 50 мл и далее после 15-минутного стояния определяют оптическую плотность раствора с помощью фотоколориметра. Растворы окрашивают небольшими партиями, чтобы определение оптической плотности закончить в течение 15 мин. (при удлинении срока в окрашенных растворах может развиться опалесценция).
Одновременно готовят образцовые растворы для построения калибровочной кривой. Для этого в мерные колбы емкостью 50 мл помещают 2, 5, 7 и 10 мл рабочего образцового раствора хлористого аммония, объем доводят водой до 40 мл, добавляют раствор сегнетовой соли в том же количестве, которое использовалось для приготовления испытуемых растворов, и 2 мл реактива Несслера, соблюдая те же условия, что и при приготовлении испытуемых растворов для колориметрирования. Когда в вытяжках содержится большое количество Ca24 и Mg2+ и добавление сегнетовой соли не обеспечивает получения прозрачных растворов для колориметрирования, Ca и Mg осаждают. Для этого к 100 мл вытяжки, помещенной в стеклянный цилиндр, закрывающийся пробкой, добавляют 1—2 мл осаждающей смеси. Жидкость взбалтывают, дают отстояться в течение 12 час., затем прозрачный раствор сливают сифоном и фильтруют через фильтр, не содержащий аммиака. К полученному раствору прибавляют реактив Несслера и определяют NH4.
Для извлечения из почвы обменного аммония хлористый натрий может быть заменен 0,1 н. раствором KCl1 что позволяет более полно вытеснить NH4 из почвы. Б. П. Мачигин рекомендует применять для извлечения обменного аммония 1%-ный раствор KCl. По этой методике навеску 10 г свежевзятой почвы обрабатывают 100 мл 1 %-ного раствора KCl при часовом взбалтывании на ротаторе (или 5-минутном взбалтывании и последующем 18—20-часовом настаивании). В вытяжке аммоний определяют колориметрически с реактивом Несслера.
Реактивы. 1. Раствор хлористого натрия. Для приготовления 0,1 н. раствора 58,46 г х. ч. NaCl растворяют в 10 л воды. Реактив не должен давать желтого оттенка при прибавлении к 5 мл 2 капель реактива Несслера.
2. Сегнетовая соль.
3. Образцовый раствор хлористого аммония.
4. Реактив Несслера.
5. Осаждающая смесь. Растворяют 50 г NaOH и 50 г Na2COs в 600 мл воды. Раствор кипятят, не допуская разбрызгивания, охлаждают, доводят водой до 500 мл. Хранят в закрытых резиновыми пробками склянках.
Все реактивы готовят на воде, не содержащей аммиака (см. выше определение аммония с реактивом Несслера).
