Определение ионов кальция и магния

Ионы кальция и магния определяются трилонометрическим (комплексометрическим) методом, основанным на способности трилона Б (двунатриевой соли этилендиаминотетрауксусной кислоты) давать с двухвалентными катионами прочные комплексные соединения. Менее прочные комплексы, но имеющие характерную окраску, образуют двухвалентные катионы с индикаторами — хромогеном черным и мурексидом. Трилон Б по мере накопления в растворе отбирает двухвалентные катионы от индикаторов и возвращает им их первоначальную окраску: в первом случае сине-голубую, во втором – бледно-сиреневую. Наиболее энергично реакции взаимодействия двухвалентных катионов с трилоном Б и индикаторами протекают в щелочной среде. Определение двухвалентных катионов в водной или солевой вытяжке производится в следующей последовательности: сначала определяют сумму кальция и магния, затем кальций, магний же находят расчетным путем.

Определение суммы кальция и магния. Для анализа берут 25 мл вытяжки, приливают 10 мл аммиачного буфера (25%-ный раствор хлористого аммония в нашатырном спирте), добавляют крупинку индикатора хромогена черного. Вытяжку титруют 0,05 моль/л раствора трилона Б до перехода вишнево-красной окраски в сине-голубую.

Са²⁺ Са²⁺

Mg²⁺ – хромоген черный + трилон Б → трилон Б + хромоген

комплекс вишнево- Mg²⁺ ____ сине-голубой

красного цвета бесцветный

Содержание Са²⁺ + Mg²⁺, мг-экв, вычисляют по формуле

мг-экв (Са²⁺ + Mg²⁺) = а·0,05·100/5, где

а – количество трилона Б, пошедшее на титрование, мл; 0,05 – молярная концентрация трилона Б; 100 — коэффициент пересчета на 100 г почвы; 5 — количество г почвы, соответствующее взятой доле вытяжки.

Определение иона кальция.В коническую колбу на 100 мл помещают 25 мл водной вытяжки, добавляют от 2 до 5 мл 10%-ного раствора едкого натра и крупинку порошкообразного индикатора мурексида. Вытяжку титруют 0,05 моль/л раствора трилона Б до перехода бледно-малиновой окраски в бледно-сиреневую.

Са²⁺

Са²⁺ мурексид + трилон Б → трилон Б + мурексид

комплекс бледно- бесцветный бледно-

малинового цвета комплекс сиреневый

Расчет иона кальция, мг-экв, производят по формуле

мг-экв Са²⁺ = а·0,05·100/5, где

а – количество трилона Б, пошедшее на титрование, мл; 0,05 – молярная концентрация трилона Б; 100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы; 5 – количество граммов почвы, соответствующее взятой доле водной вытяжки.

Содержание кальция, г, рассчитывают по формуле

г Са²⁺ = В·20/1000, где

В – количество кальция, мг-экв на 100 г почвы; 20 – молярная масса кальция; 1000 – коэффициент пересчета в г.

Определение иона магния. Содержание магния рассчитывают по формуле

мг-экв Mg²⁺ = мг-экв (Са²⁺ + Mg²⁺) – мг-экв Са²⁺

Пересчет мг-экв Mg²⁺ в г производят по формуле

г Mg²⁺ = мг-экв Mg²⁺·12/1000, где

12 – молярная масса магния; 1000 – коэффициент пересчета в г.

Определение иона натрия

Натрий, как и магний, определяют расчетным путем. Так как при образовании солей анионы и катионы соединяются в эквивалентных количествах, при анализе водной вытяжки представляется возможным не прибегать к аналитическим методам для определения натрия. Содержание натрия (вместе с калием) можно установить, вычитая из суммы всех анионов (НСО₃^- + Cl^- + SO₄^2-), мг-экв, сумму известных катионов (Са²⁺ + Mg²⁺), мг-экв.

мг-экв Na⁺ = ∑(НСО₃^- + Cl^- + SO₄^2-) - ∑( Са²⁺ + Mg²⁺)

г Na⁺ = мг-экв Na⁺·23/1000, где

23 – молярная масса Na⁺; 1000 коэффициент пересчета в г или %.

Полученные данные заносят в таблицу.

Таблица 19-Содержание ионов в водной вытяжке

(численность – г или % к массе абсолютно сухой почвы,

знаменатель – мг-экв на 100 г почвы)

Тип, подтип почвы	Глубина, горизонт, см	Сухой ос- таток, %	Анионы	Катионы	Сумма ионов, %	Na+ мг-экв Са2+ мг-экв
НСО3-	CI-	SO42-	Са2+	Mg2+	Na+

Лабораторная работа № 12