Определение калийного потенциала при помощи водной вытяжки
Ход анализа. 30 г воздушно-сухой почвы помещают в полиэтиленовую или стеклянную центрифужную пробирку на 50—100 мл и добавляют 20 мл 0,01 %-ного водного раствора азида натрия NaN3.
Азид натрия по Ульриху необходим для подавления микробиологических процессов во время определения потенциала. Взаимодействие почвы с раствором осуществляют при 25 ± 1° С путем пропускания через пробирку в течение 15 мин. тока воздуха, для чего используют компрессор типа КВМ-3. В целях экономии времени можно пропускать воздух сразу через несколько пробирок. Замена взбалтывания пропусканием атмосферного воздуха для достижения равновесия между почвой и раствором способствует поддержанию постоянного парциального давления CO2. Последнее исключает образование иона HCO3, который может перевести в раствор дополнительное количество ионов Ca2+ за счет образования Ca(HCO3)2. После 15-минутного пропускания воздуха содержимое пробирок центрифугируют в течение 20 мин. при 15 тыс. оборотов в минуту и пропускают через плотный фильтр для удаления корней и других органических остатков, не осаждающихся при центрифугировании. Фильтраты двух или трех параллельных пробирок смешивают для получения достаточного количества «почвенного раствора». Последнее может быть достигнуто увеличением навески почвы до 60 г, а количества воды до 40 мл, для чего, однако, потребуются центрифужные пробирки большего размера. Фильтрат анализируют на содержание калия, кальция и магния.
Содержание калия определяют на пламенном фотометре и пересчитывают в моль на литр:
где Ск+ — содержание калия в почвенном растворе, моль/л; В — содержание калия в почвенном растворе, мг/л; 39,1 — атомный вес калия; 1000 — коэффициент для пересчета миллиграммов в граммы.
В случае повышенного содержания кальция в почве (карбонатные или известкованные почвы) определение калия в фильтрате почвенного раствора производят после осаждения кальция щавелевокислым аммонием по общепринятой методике или вводят компенсацию на кальций.
Суммарное содержание кальция и магния в фильтрате определяют трилонометрическим методом, путем титрования определенного объема фильтрата 0,02 н. раствором трилона Б. Полученные результаты пересчитывают в моли на литр:
где Ca2+ — содержание кальция в почвенном растворе, моль/л; В — количество трилона Б, пошедшее на титрование, мл; 0,02 — нормальность раствора трилона Б; К — поправка к титру трилона Б; А — количество фильтрата, взятое на титрование, мл; 2 — валентность Ca.
Расчет величины калийного потенциала производят следующим образом:
1. Вычисляют ионную силу раствора по формуле
2. Рассчитывают коэффициенты активности ионов калия и кальция по уравнению Дебая-Гюккеля
где f — коэффициент активности соответствующего катиона (Ca2+ пли К+); z — валентность катиона (для Ca2+ z = 2, для К+ z = 1); μ — ионная сила раствора.
3. Вычисляют активности ионов калия и кальция:
где аК+ — активность ионов калия; аСа2+ — активность ионов кальция; СК+ — содержание калия в почвенном растворе, моль/л; CCa2+ — содержание кальция в почвенном растворе, моль/л; fK+ — коэффициент активности ионов калия; fСа2+ — коэффициент активности ионов кальция.
4. Вычисляют величину рК — 0,5 рСа, где рК = -lg аK+, a pCa = - lgaCa2+.
Для облегчения расчетов Ульрих дает график, по которому, зная ионную силу раствора, можно найти коэффициенты активностей одно-, двух- и трехвалентных катионов (рис. 1).
Навеску почвы, равную 5 г, заливают 50 мл 0,002 M раствора CaCl2 и взбалтывают в течение 12 час. при 25 ± 1 °С. После взбалтывания суспензию фильтруют и в фильтрате определяют калий на пламенном фотометре, а кальций и магний трилонометрически, как и в случае определения калийного потенциала в водной вытяжке. Шкалу образцовых растворов для определения калия готовят на 0,002 M растворе CaCl2.
Вычисление калийного потенциала производят так же, как при определении его в водной вытяжке по методу Ульриха.
Реактивы. 1. 0,002 M раствор CaCl2. Растворяют 0,438 г CaCl2*6Н2О в 1 л дистиллированной воды.
Остальные реактивы те же, что при определении кальция и магния в водной вытяжке.
