Загальний вміст мінеральних речовин

З погляду мінерального складу компонентами ґрунту є: частки ґрунтотворних (материнських) порід, глинисті частки та неорганічні сполуки Розміри й склад мінеральних часток впливають на властивості ґрунту, у тому числі на його родючість. Від кількості мінеральних часток у ґрунті залежить перебіг фізико-хімічних процесів у ньому. На розподіл мінеральних часток у ґрунті впливають органічна речовина ґрунту, розчинні солі, малорозчинні речовини.

Загальний вміст мінеральних речовин у ґрунтах (у %) розраховують за формулою

мм.р. = 100-ВПП,

де мм.р. - маса мінеральних речовин; 100-загальна маса речовин у ґрунті; ВПП-утрата при прожарюванні.

Визначення карбонатів

У ґрунті широко представлені карбонати — кальцит, доломіт й ін Карбонати мають лужну реакцію і впливають на рН ґрунту.

ІСО 10693 установлює метод визначення вмісту карбонатів у пробах ґрунту Метод можна застосовувати при аналізі повітряно-сухих проб ґрунту будь-якого типу.

Суть методу полягає в розкладанні карбонатів ґрунту хлоридною кислотою та визначенні діоксиду вуглецю, що виділяється із проби в порівнянні з діоксидом вуглецю, отриманим із чистого карбонату кальцію.

За даним методом вміст карбонатів у ґрунті виражається як еквівалентна концентрація карбонату кальцію (СаСОз). Але фактично в ґрунті можуть бути присутніми бікарбонати, а також карбонати у формі кальциту й арогоніту (СаСОз), доломіту [CaMg(CO₃)O₂], сидериту (FeCO₃), родохрозиту (МпСО₃). У

грунтах сухих і посушливих районів може бути присутнім карбонат натрію (Na₂CO₃10Н₂О). Коли відомо, що в досліджуваних пробах грунту головним чином присутні карбонати, відмінні від карбонату кальцію, результати аналізу можуть бути адаптовані до основної хімічної форми карбонату.

При обробці деяких проб ґрунту хлоридною кислотою може виділятися сірководень, від якого вуглекислий газ повинен бути очищений Якщо в пробах Грунту присутні сульфіди, до розчину хлоридної кислоти додають хлорид ртуті (HgCy. У такому випадку утворюється нерозчинний сульфід ртуті (HgS), і сірководень не виділяється.

Реактиви

Для дослідження використовують лише реактиви аналітичної якості. Вода з питомою електропровідністю не вище ніж 0,2 мкСм/м при 25°С. Хлоридна кислота, С(НС1)= 4 моль/л. Розбавляють 340 мл концентрованої хлоридної кислоти (р=1,19) водою до 1 л. Карбонат кальцію (СаСО₃) у вигляді порошку.

Прилади й устаткування

1. Апарат Шейбера, пристосований для проведення серійних аналізів (рис. 17).

2. Аналітичні ваги.

3. Реакційні посудини із широкою шийкою об'ємом 150 мл.

4. Пластикові чашки об'ємом близько 10 мл.

5. Щипці кислотозахисні.

6. Годиникове скло.

Методика визначення

Пробу грунту з розміром часток 2 мм обробляють відповідно до вимог 1СО 11464. Частину проби використовують для визначення вмісту вологи за ІСО 11465.

Для попередньої оцінки вмісту карбонатів у пробі наважку проби поміщають на годинникове скло і додають невелику кількість розчину хлоридної кислоти. За інтенсивністю і тривалістю протікання реакції за табл. 20 оцінюють зразковий вміст карбонатів у пробі.

Рис. 17. Апарат Шейбера: *

А - реакційна судина;В - пластикова чашка із хлоридною кислотою; С - гумова пробка;

D1 і D2- краян;Е - U-поаібна калібрувальна трубка; F - посудина з карбонатом кальцію;

G - штатив; Н - трубка для впускання повітря

Зразковий вміст карбонатів у пробі

Таблиця 20

Інтенсивність і тривалість реакції	Вміст карбонатів, г/кг	Наважка проби, г
Не відбувається чи дуже слабка Помітна протягом невеликого відрізка часу Інтенсивна тривалий час Дуже інтенсивна тривалий час	20 20-80 80-160 >160	5 2,5 <1

Якщо маса досліджуваної проби менше 2 г, то наважку для попереднього дослідження беруть із представницької лабораторної проби з розміром часток 250 мкм.

Ґрунти з рН (Н₂О) 6,5 містять карбонати у виняткових випадках, наприклад, якщо недавно було проведене вапнування фунту чи в ньому присутня малорозчинна яєчна шкаралупа.

Визначення карбонатів у пробі, проведення холостого досліду й аналіз стандартної проби карбонату кальцію проводять в однакових умовах. У кожну серію визначення включають два холостих визначення й аналіз наважок 0,200 і 0,400 г карбонату кальцію.

Наважку проби зважують і кількісно переносять у реакційні посудини, додають по 20 мл води. Зважують наважки карбонату кальцію по 0,200 г і 0,400 г, також переносять їх кількісно в реакційні посудини й додають по 20 мл води. Для холостого визначення використовують реакційну посудину з 20 мл води (якщо аналізують проби грунту з високим вмістом органіки, обсяг доданої води збільшують у всіх пробах).

Реакційні посудини поміщають в апарат Шейбера (рис. 16) таким чином, що холості проби й посудини з карбонатом кальцію, використовуваним як стандарт, були розподілені рівномірно серед реакційних судин із пробами. Відкривають крани D) і D₂ і доводять рівень води в трубках Н для проб і стандартів до 3 мл і для холостих проб до 20 і 80 мл відповідно. Закривають кран D₂. У пластикові чашки наливають по 7 мл розчину хлоридної кислоти й вміщують їх за допомогою щипців у реакційні посудини з аналізованою пробою. До приєднання реакційних посудин до апарата Шейбера не повинно бути взаємодії між кислотою і пробами грунту. Реакційні судини приєднують після зволоження гумових пробок приладу.

Закривають кран D| і перевіряють рівень води в трубках. Обережно додають хлоридну кислоту до грунту шляхом нахилу реакційної посудини. Газ, що виділився, знизить рівень води в правій трубці й підвищить - в лівій. Реакційну посудину струшують протягом 5 хв й відзначають припинення зміни об'єму. Якщо об'єм змінюється, продовжують струшувати реакційну посудину доки об'єм не буде стабільний протягом 1 год. Відзначають об'єм газу, що виділився.

Необхідно виявляти обережність, щоб під час струшування реакційної посудини різниця між рівнями води в обох трубках не перевищувала 3 мл. Цей процес можна контролювати, періодично відкриваючи кран D₂.

Після припинення струшування реакційної посудини доводять об'єм води в обох трубках до однакового рівня і визначають об'єм газу, що виділився, у калібрувальній трубці з точністю до 0,1 мл.

Під час аналізу холостих проб зміна об'єму не повинна перевищувати 1,0 мл. При аналізі грунтів із великим вмістом органіки до проби додають більше води.

Розраховують зміну об'єму газу проби, що виділився, (V|), стандартного карбонату кальцію (V₂) і холостої проби (V₃) шляхом обчислення початкового об'єму газу в каліброваній трубці з кінцевого об'єму газу.

89 Вміст карбонатів у г/кг проби розраховують за рівнянням

_mi(V₂-V₃) 100
де Ш| — маса аналізованої проби фунту, г; ;

m₂ — середня маса карбонату кальцію, використовуваного як стандарт, г; Vj — об'єм вуглекислого газу, що виділився при обробці проби грунту, мл; V₂ — середній об'єм вуглекислого газу, що виділився при обробці карбонату кальцію, мл;

V₃ — зміна об'єму вуглекислого газу при проведенні холостого досліду, мл (ця величина може бути негативною);

со(Н₂0) — вміст вологи в пробі фунту, визначений за ІСО 11465, % (m/m). Точність методу

Відтворюваність двох окремих повторних вимірів повинна задовольняти умовам (табл. 21).

Таблиця 21 Відтворюваність методу

Вміст карбонатів, г/ кг	Допустиме відхилення
0-50	3 г/кг
> 50-150	6% від величини
> 150-180	9 г/кг
>180	5% від величини

Звіт про визначення

Звіт про визначення повинен містити таку інформацію:

а) посилання на міжнародний стандарт ІСО 10693;

б) повна ідентифікація проби;

в) результат визначення;

¹¹ г) будь-які відхилення від стандартної методики, що могли вплинути на результат визначення.

Визначення сульфатів

Присутні в фунті сульфати задовольняють потреби багатьох сільськогосподарських культур у сульфурі. Сульфати надходять у фунт з атмосфери (кислотні опади) і з добривами (суперфосфати). У кислих фунтах відбувається накопичення сульфатів.

ІСО 11048 установлює методи приготування водних і кислотних екстрактів із проб фунту для подальшого визначення вмісту сульфатів фавіметричним методом.

Сутність методу полягає в додаванні до водного чи кислотного екстракту з проб грунту хлориду барію і визначенні маси висушеного осадженого сульфату барію. Гравіметричний метод визначення сульфату барію практично збігається з методикою ІСО 9280.

Методи екстракції проб Грунту водою (у співвідношенні 1:5 чи 1:2) придатні для отримання сульфатів із Грунту й оцінки придатності сульфатів для рослин. Метод екстракції в співвідношенні 1:2 застосовується для вилучення сульфатів із будівельних матеріалів.

Застосування методів екстракції водою і розчином хлоридної кислоти дозволяє розрізняти в пробі грунту присутність розчинних і нерозчинних у воді сульфатів, як, наприклад, гіпс.

Визначення сульфатів гравіметричним методом можливе при концентрації іонів сульфату в розчині 10 мг/л і більше. При екстракції сульфатів водою мінімальна концентрація водорозчинних сульфатів у повітряно-сухих пробах грунту, визначена гравіметричним методом, складає 50 - 20 мг/кг, а при екстракції розчином хлоридної кислоти мінімальний вміст кислоторозчинних сульфатів становить 500 мг/кг. Якщо необхідно визначити вміст сульфатів у грунті при більш низьких концентраціях, то для аналізу екстрактів замість гравіметричного методу стандарт рекомендує застосування методів іонної хроматографії, спектрометрію з індуктивно-зв'язаною плазмою, атомно-емісійну спектрометрію.

У більшості типів грунтів присутність сульфатів виявляють в екстракті розчину хлоридної кислоти чи у водному екстракті. Методики екстракції й аналізу за ІСО 11048 застосовні до різних типів сільськогосподарських грунтів і грунтів із забруднених місць. Однак у деяких випадках можуть виникати труднощі при екстракції і визначенні сульфатів. Ґрунти, що містять сульфати, потребують додаткової уваги, як і грунти з місць газовидобутку, вугільних шахт, які містять елементарний сульфур, сульфати, сульфіти, тіосульфати.

Зазначені сполуки сульфуру здатні взаємоперетворюватися при зміні хімічних умов чи впливі мікробіологічних факторів. Присутність інших іонів може впливати на розчинність сполук сульфуру.

Таким чином, при роботі із зазначеними пробами слід приділяти особливу увагу підготовці проб й інтерпретації результатів.

При відборі проб зі звичайних місць через обмежену розчинність деяких сульфатів (наприклад, сульфату кальцію), а також через перешкоди, викликані іншими іонами, спостерігається неповне вилучення водорозчинних екстрактів. Тому рекомендується повторити екстракцію однієї й тієї ж проби чи значно збільшити співвідношення вода/грунт. Для інших стандартних матеріалів застосовують екстракцію буферним розчином.

Якщо іон кальцію є єдиним катіоном, присутнім у розчині, то сульфат-іон може мати в цьому розчині максимальну концентрацію 1441 мг SO₄²~Ai при 20 °С. При такому вмісті сульфатів у пробі при водній екстракції (10 г грунту/50 мл води) може бути витягнуто 7205 мг SO₄²"/Kr, а при екстракції в співвідношенні 50 г грунту /100 мл води — 2882 мг SO₄²7Kr.

Процедури попередньої обробки проб застосовні до повітряно-сухих проб фунту.

Визначення вмісту сухої матерії в частково змоченій і висушеній на повітрі пробі проводять за ІСО 11465, але при температурі, що не перевищує 75-80°С, для запобігання втрати кристалогідратної води.

МЕТОД ЕКСТРАКЦІЇ ПРОБ ГРУНТУ ВОДОЮ ПРИ СПІВВІДНОШЕННІ 1:5

Для екстрагування пробу грунту підготовляють таким чином. Висушують, пропускають її через сито з розміром отворів 2 мм і обробляють за методикою ІСО 11464. Потім пропускають пробу ґрунту через сито з розміром отворів 2 мм і за допомогою подільника за ІСО 11464 одержують пробу масою приблизно 100 г. Цю фракцію перемелюють так, щоб вона проходила через сито з розміром отворів 250 мкм. За допомогою подільника одержують пробу для обробки масою близько 10 г.

Отриману пробу поміщають у скляний контейнер і висушують у сушильній шафі при температурі не більше 40 °С. Проби ґрунту вважають сухими, коли різниця між послідовними зважуваннями не перевищує 0,1% від маси проби. Висушену пробу залишають остигати в ексикаторі. Якщо часточки гіпсу, що містяться в ґрунті, не проходять через сито з розміром отворів 2 мм, то їх варто зібрати, подрібнити й приєднати до просіяної проби.

Для поділу проби застосовують жолобковий подільник чи інший або застосовують квартування проби.

Реактиви, прилади й устаткування

1. Вода дистильована.

2. Судини для екстрагування об'ємом 100 мл.

3. Лійка Бюхнера діаметром 100 мм.

4. Вакуумна фільтрувальна колба.

5. Фільтрувальний папір, розмір пор 8 мкм.

6. Вакуумний насос із гумовими сполучними трубками.

7. Механічний збовтувач.

8. Терези з точністю зважування 0,001 г.
Методика екстракції

Екстрагування суміші, що складається з 1 частини фунту на 5 частин води, проводять при 20 - 25 °С. Для цього наважку 10±0,1 г проби ґрунту поміщають у посудину для струшування, додають 5О±О,5 мл води, закриту посудину закріплюють на механічному збовтувачі й включають його для перемішування протягом 16 год. Після закінчення пробу фільтрують на лійці Бюхнера через фільтрувальний папір.

МЕТОД ЕКСТРАКЦІЇ ПРОБ ГРУНТУ ВОДОЮ

ПРИ СПІВВІДНОШЕННІ 1:2

Для екстрагування проби фунту підготовляють таким чином. Висушують пробу фунту, пропускають її через сито з розміром отворів 2 мм і обробляють за методикою ІСО 11464. Потім пропускають пробу фунту через сито з розміром отворів 2 мм, за допомогою подільника за ІСО 11464 одержують пробу масою

приблизно 125 г. Перемелюють цю фракцію так, щоб вона проходила через сито з розміром отворів 250 мкм, і за допомогою подільника одержують пробу для обробки масою приблизно 50 г.

Отриману пробу поміщають у скляний контейнер і висушують у сушильній шафі при температурі не більше 40°С.

Проби грунту вважаються сухими, коли різниця між послідовними зважуваннями не перевищує 0,1 % від маси проби. Висушену пробу залишають остигати в ексикаторі.

Реактиви, прилади й устаткування (див попередній метод).

Методика екстракції

Екстрагування суміші, що складається з 1 частини грунту на 2 частини води, проводять при 20 - 25 °С. Для цього наважку 5О±О,5 г проби грунту поміщають у посудину для струшування, додають 100±1 мл води, закриту посудину закріплюють на механічному збовтувачі й включають його для перемішування протягом 16 год. Після закінчення пробу фільтрують на лійці Бюхнера через фільтрувальний папір.

Якщо в лабораторії є центрифуга, то суспензію центрифугують і 25 мл чистого екстракту відбирають для аналізу.

МЕТОД ЕКСТРАКЦІЇ ПРОБ ГРУНТУ РОЗВЕДЕНОЮ ХЛОРИДНОЮ КИСЛОТОЮ

Кислоторозчинні сульфати як природні, так і внесені ззовні, визначають у пробі грунту гравіметричним методом після екстракції розведеною хлоридною кислотою.

Будь-які сульфіди руйнуються при кислотній екстракції; якщо вони окиснюються, то можливе одержання додаткового вмісту сульфатів у пробі. Сульфіди можуть бути присутні в сланцях, порожніх породах вугільних шахт, шлаках.

Реактиви

1. Вода дистильована.

2. Хлоридна кислота. Змішують 500±10 мл концентрованої хлоридної кислоти
(р=1,18) з водою, доводячи до 1 л у мірному циліндрі. Розчин зберігають у
скляній чи поліетиленовій посудині. Розчин стабільний протягом тривалого
часу.

3. Аміачний розчин. Розбавляють 500 мл розчину гідроксиду амонію (р=0,88)
водою до 1 л.

4. Розчин нітрату срібла, C(AgNO₃>=0,l моль/л. Розчиняють 17±1 г нітрату
срібла у 800 мл води й доводять водою до 1 л у мірному циліндрі. Розчин
зберігають у посудині з темного скла.

5. Нітратна кислота концентрована, р= 1,42.

6. Червоний лакмусовий папір.

Прилади й устаткування

1. Конічні колби об'ємом 500 мл з годинниковим склом і скляними
паличками.

2. Електрична плитка з регульованою потужністю.

3. Фільтрувальний папір, середній (розмір пор 8 мкм) і тонкий (розмір пор
2,5 мкм).

4. Лійка Бюхнера.

5. Вакуумна фільтрувальна колба.

6. Бюретка об'ємом 10 мл.

7. Вакуумний насос.

8. Терези з точністю зважування 0,001 г.
Методика екстракції'

Переносять 2 г проби ґрунту в конічну колбу чи хімічну склянку об'ємом 500 мл.

Масу проби (т₃) визначають за різницею мас попередньо зваженої колби й колби з пробою.

До проби грунту додають 100±1 мл розчину хлоридної кислоти, не допускаючи втрати пінистої маси. Колбу закривають годинниковим склом, кип'ятять пробу у витяжній шафі протягом 15 хв. Потім нижню поверхню годинникового скла промивають дистильованою водою, у колбу додають до киплячого розчину кілька крапель концентрованої нітратної кислоти. При постійному перемішуванні з бюретки додають до суспензії розчин гідроксиду амонію до переходу кольору лакмусового паперу з червоного в синій.

Суспензію фільтрують через тонкий паперовий фільтр у конічну колбу об'ємом 500 мл. Фільтр промивають дистильованою водою доти, доки промивні води не будуть вільні від хлоридів. Відсутність хлоридів перевіряють додаванням до невеликого об'єму промивних вод декількох крапель нітратнокислого срібла.

Визначають загальний об'єм (V_E) екстракту, який не повинен перевищувати 200 мл.

Примітки

1. Ґрунти навколо газопромислів можуть бути забруднені ціанідами Тому
при обробці таких проб усі операції слід проводити у витяжній шафі.

2. Маса досліджуваної проби залежить від вмісту в грунті сульфатів.
Оптимальна маса проби повинна бути такою, щоб при аналізі осад сульфату
барію мав масу близько 0,2 г.

3. Проби із сульфідами виявляють по запаху при додаванні кислоти. Для
попередження впливу на результати визначення додаткових сульфатів, що
утворяться при окисненні сульфідів, проводять попередню підготовку проби.

4. При додаванні розчину гідроксиду амонію може утворитися важкий
об'ємний осад, адсорбуючий деякі сульфати, що спричиняє заниження
результатів. У такому випадку рекомендується повторне осадження. Фільтр з
осадом переносять у вихідну колбу, додають 10% розчин хлоридної кислоти
(звичайно досить 20 мл), перемішують усе, доводять до кипіння, потім знову
додають розчин нашатирного спирту й продовжують процес. _ti ,„,,., .„w

ВИЗНАЧЕННЯ ВМІСТУ СУЛЬФАТІВ У РОЗЧИНІ Гравіметричним методом можливе визначення сульфатів у діапазоні

концентрацій 25 - 5000 мг/л. Більш високі концентрації визначають після

розведення проби. Реактиви При аналізі використовують реактиви аналітичної якості й дистильовану (чи

еквівалентної чистоти) воду.

1. Хлоридна кислота, з(НС1)=6 моль/л. Обережно змішують 500±10 мл
концентрованої хлоридної кислоти (р=1,18) з водою, доводячи до 1 л у
мірному циліндрі. Розчин зберігають у скляній чи поліетиленовій посудині.
Розчин стабільний протягом тривалого часу.

2. Хлорид барію дигідрат, розчин 100 г/л. Розчиняють 100 г дигідрату хлориду
барію (ВаСІ₂2Н₂О) у 800 мл води при невеликому нагріванні. Розчин
охолоджують і розбавляють водою до 1 л у мірному циліндрі.

3. Гідроксид натрію, розчин C(NaOH)=5 моль/л. Розчиняють 20 г гідроксиду
натрію в 100 мл води при перемішуванні. Розчин зберігають у поліетиленовій
посудині.

4. Метилоранж, розчин 1 г/л.

5. Нітрат агрентуму, розчин C(AgNO₃)=0,l моль/л. Розчиняють 17±1 г нітрату
агрентуму у 800 мол води й доводять до 1 л у мірному циліндрі.

6. Етанол, 95% розчин.

7. Хлорид натрію, розчин 100 г/л. Розчиняють 10±0,1 г хлориду натрію в 100 мл
води.

8. Карбонат натрію безводний.

Прилади й устаткування

1. Скляні фільтрувальні тиглі ємністю ЗО мл зі ступенем пористості 4.

2. Колба Бюхнера для вакуумного фільтрування. Терези з точністю зважування
0,0002 г.

3. Платинова чашка об'ємом 250 мл.

Методика визначення

Аналізовані проби рекомендується досліджувати в день відбору. Допускається збереження проб при 2 - 5 °С не більш одного тижня. Проби зберігають у скляних чи поліетиленових посудинах, заповнених під пробку для усунення ризику окиснення.

Об'єм аналізованої проби повинний бути від 10 до 200 мл і містити не більше 50 мг сульфат-іонів.

Аналізовану порцію проби (V_A) відбирають піпеткою і переносять у колбу об'ємом 500 мл, додають 2 краплі індикатора метилоранжу. Пробу нейтралізують додаванням хлоридної кислоти чи гідроксиду натрію до вихідного рН. Додають 2±0,2 мл хлоридної кислоти і за необхідності додають воду до об'єму 200±20 мл. Отриману пробу кип'ятять не менше 5 хв.

Якщо отриманий розчин після кип'ятіння непрозорий і містить нерозчинний матеріал, то гарячу суміш фільтрують через щільний беззольний фільтр, який

промивають невеликою кількістю гарячої води, промивні води й фільтрат поєднують. Відфільтрований матеріал зберігають для додаткового аналізу на наявність сульфатів.

За наявності в пробі кварцу чи органічних речовин проводять попередню обробку проби, описану нижче.

До закип'яченого розчину проби повільно додають за допомогою піпетки 10±5 мл гарячого (близько 80°С) розчину хлориду барію. Розчин кип'ятять ще 1 год, охолоджують і залишають на ніч при температурі 50±10°С. Повільне додавання гарячого розчину хлориду барію знижує можливість співосадження. Подальше нагрівання полегшує коагуляцію осаду й знижує його аморфність.

Для фільтрації осаду скляний тигель висушують при 105±2^сС протягом 1 год й дають охолонути в ексикаторі. Тигель зважують з точністю до 0,0002 г і записують масу (ті). Потім його установлюють на колбі Бюхнера і фільтрують осад при невеликому розрядженні, змиваючи осад на фільтр водою. Отриманий на фільтрі осад промивають.

Відбирають 5 мл промивних вод у невелику мензурку, що містить 5 мл розчину нітрату срібла. Якщо не утвориться осад хлориду срібла, то в пробі хлоридів немає. У противному разі промивання осаду продовжують. Необхідно також перевірити, щоб не залишилося слідів хлоридів на краях і на внутрішній поверхні тигля. Потім тигель висушують при 105±2°С протягом 1 год, охолоджують у ексикаторі й зважують. Повторно сушать тигель ще 10 хв і після охолодження зважують.

Якщо другий результат зважування відрізняється від першого не більше ніж на 0,0002 г, то записують другий результат т₂. У протилежному випадку сушіння, охолодження та зважування повторюють доти, поки два послідовних результати зважування не будуть розрізнятися не більше ніж на 0,0002 г. Сушіння можна прискорити, промивши осад три рази порціями етанолу по 5 мл .

Для внесення виправлень проводять холосте визначення. Для цього через тигель пропускають 200±20 мл води, використовуваної в аналізі. Після сушіння віднімають масу прожареного тигля перед фільтрацією від маси тигля після фільтрації й одержують масу холостого досліду (т₀).

Вираження результатів

Масу сульфату барію розраховують за рівнянням

т⁼т2-Ш]-то

де V^ — об'єм аналізованої порції, мл, 0,4116-гравіметричний фактор.

де тїь - маса тигля з осадом, г; ті - маса тигля без осаду, г; т₀ - холоста маса. Концентрацію сульфату С_ь у мг/л, у розчині визначають за рівнянням

Концентрацію сульфатів С₂, у мг/кг повітряно-сухого ґрунту, у ґрунті
визначають за рівнянням

де Ve - загальний об'єм екстракту, мл; .

т₅ - маса проби ґрунту, г.

Примітки

Сульфіди й сульфіти можуть впливати на результати, якщо до початку аналізу проби довго контактували з повітрям. Будь-які сульфіди й сульфіти на початку аналізу видаляють у вигляді H₂S і SO2 кип'ятінням при попередній обробці проби.

Органічні сполуки, присутні у значних кількостях (наприклад, проби з перманганатним індексом >30 мг О₂/л), можуть заважати шляхом абсорбції чи співосадження. їх видаляють таким чином. Відмірену пробу поміщають у платинову чашку, додають 2 краплі метилоранжу, нейтралізують до початкового рН додаванням розчину гідроксиду натрію чи хлоридної кислоти. Розчин випарюють майже досуха на водяній бані, додають п'ять крапель розчину хлориду натрію, знову випарюють досуха і нагрівають чашку до матово-червоного кольору (близько 700°С) у муфельній печі чи над газовим пальником до озолення проби. Дають пробі охолонути, змочують золу 10 мл води, додають п'ять крапель хлоридної кислоти й випарюють досуха на водяній бані. Злегка охолодивши пробу, додають 3±1 мл води, доводять суміш до кипіння і далі продовжують аналіз за основною методикою.

Зауваження щодо методики

Фільтрувальні тиглі очищають від сульфату барію вимочуванням протягом ночі в розчині 5 г трилона Б и 25 мл етаноламіну на 1 л води. Після вимочування тиглі промивають фільтруванням води й використовують повторно.

Якщо є підозра, що в нерозчиненому осаді, що осів при фільтрації на беззольному фільтрі, міститься нерозчинний сульфат, то фільтр піддають такій обробці: поміщають його у платинову чашку з кришкою і спалюють, нагріваючи чашку на слабкому полум'ї' пальника Бунзена чи при 500°С в муфельній печі. Золу фільтра потім змішують із 4±0,1 г безводного карбонатного натрію, розплавляють суміш і витримують у такому стані 15 хв. Дають суміші охолонути, додають 50 мл води, нагрівають чашку до розчинення суміші й розчин фільтрують через паперовий фільтр. Фільтр промивають 20 мл води. Потім фільтрат і промивні води обробляють як зазначено в розділі «Методика визначення» (починаючи з етапу «...додають 2 краплі індикатора метилоранжу»).

Отримані результати включають в остаточний результат визначення сульфату

Звіт про визначення

Звіт про визначення повинен містити : ■ ■-,.

а) посилання на міжнародний стандарт 1СО 11048; .г*'- ' і\-

б) всю інформацію для ідентифікації проби;

в) деталі підготовки випробуваної проби;

г) результати аналізу та їх відтворюваність;

¹ д) усі операції, не зазначені в стандартній методиці та здатні вплинути на результати.

35 2 ВИЗИАЧЕННЯВУГЛЕЦЮ

Вуглець органічних сполук можна визначати декількома методами. Найбільш точним методом є газооб'ємний, при якому пробу прожарюють при температурі більше 950 °С і вимірюють за допомогою газоаналізатора об'єм діоксиду вуглецю, що утворився внаслідок згоряння органічних сполук. Більш простий експресний метод оснований на мокрому спалюванні органічних сполук. При цьому до грунту додають дихромат калію в сульфатнооксидому середовищі й органічні сполуки окиснюються до СО₂:

ЗС(орг) +2К₂Сг₂О₇ + 8H₂SO₄ = 2Cr₂(SO₄)₃ + 2K₂SO₄ + 8Н₂О + ЗСО₂

Залишок дихромату калію титрують розчином солі Мора. Вміст вуглецю органічних сполук визначають за різницею концентрації дихромату калію до і після проведення реакції.

Результати аналізу на вуглець органічних сполук не будуть вірними при високому вмісті гумусових речовин (понад 15%), карбонатів, хлоридів (більше 1%).

Якщо при кип'ятінні розчину з дихроматом він стає зеленим, значить було недостатньо дихромату для повного окиснення органічних сполук і необхідно брати меншу пробу для аналізу.

Методика визначення

Залежно від очікуваного вмісту гумусових речовин у пробірку відбирають наважку повітряно-сухої проби грунту у кількості 0,05—0,5 г при вмісті гумусових речовин у межах від 15 до 1%.

При аналізі піщаних грунтів та донних відкладів з малим вмістом гумусу наважку проби збільшують до 1 г.

Пробу фунту переносять у суху конічну колбу на 100 мл і за різницею маси пробірки з пробою і без неї знаходять масу наважки. Додають по краплинах 10 мл розчину К₂Сг₂О₇ з концентрацією 0,40 моль екв/л у розведеній сульфатній кислоті (1 : 1), закривають колбу лійкою і ставлять на гарячу піщану баню. Після початку кипіння, яке супроводжується виділенням з розчину дрібних пухирців СО₂₎ витримують рівно 5 хв, стежачи за тим, щоб кипіння не було інтенсивним і щоб із лійки не виділялась пара.

Кип'ятіння розчину є відповідальною стадією, від якої значною мірою залежить результат аналізу. Повільне слабке кипіння протікає в межах температури 140—180 °С, при якій дихромова кислота ще не розкладається. Якщо допустити випаровування води, то кислотність розчину збільшується і дихромова кислота частково розкладається, що впливає на результат аналізу.

У процесі кипіння забарвлення розчину змінюється від оранжевого до буруватого. Якщо розчин стає зеленим, то це свідчить про повне відновлення

Cr(VI) до Сг(ІІІ) і про нестачу дихромату калію. У такому випадку для аналізу беруть меншу наважку проби грунту або донних відкладів.

Після закінчення кип'ятіння колбу охолоджують, додають ЗО — 40 мл дистильованої води й залишок дихромату титрують 0,25 моль/л розчином солі Мора з індикатором фенантроліном.

Вміст вуглецю органічних сполук, %, обчислюють за формулою

де 10 — об'єм розчину дихромату калію, необхідний для окиснення органічних сполук, мл;

С — його концентрація, моль-екв./л;

V — об'єм розчину солі Мора, витрачений на титрування залишку дихромату, мл;

С1 — концентрація розчину солі Мора, моль/л; g — маса наважки повітряно-сухої проби грунту, г;

М— молярна маса еквівалента вуглецю, М(1/4 С)=3; К — коефіцієнт перерахунку на суху пробу.

При аналізі донних відкладів К=1, а величина g дорівнює масі наважки сухоїпроби.