Работа 1. Определение актуальной и обменной кислотности почв потенциометрическим методом

Концентрация водородных ионов в растворе может быть определена потенциометрическим методом. Для этой цели применяются специальные приборы, называемые потенциометрами. Чаще всего используют лабораторный рН-метр ЛПУ-01 (лабораторный потенциометр универсальный). В последние годы широко применяют прибор для лабораторного и полевого исследования почв – преобразователь   рН-метрический «Статус-2» (2000).

Данные измерительные приборы состоят из собственно потенциометра и двух электродов: измерительного и электрода сравнения.

В качестве измерительного электрода применяют стеклянный и мембранный электроды, потенциал которых определенным образом связан с рН раствора или почвы и определяется им.

Стеклянный электрод представляет собой трубку с полым шариком из литиевого электродного стекла внизу. При погружении этого электрода в раствор в результате обмена ионы лития в поверхностном слое стекла замещаются ионами водорода. Трубка внутри заполнена раствором и содержит внутренний электрод.

В качестве электрода сравнения в природе чаще используют хлорсеребряный электрод, потенциал которого постоянен и не зависит от рН раствора. В нем насыщенный раствор хлористого калия медленно вытекает по трубке в анализируемый раствор, не допуская проникновения ионов из анализируемого раствора в систему электрода сравнения.

Потенциометрический метод определения рН основан на измерении электродвижущей силы (ЭДС), возникающей при опускании в почвенную суспензию, в водную или солевую вытяжку двух электродов. Между электродом сравнения и измерительным электродом возникает разность потенциалов, которую можно измерить. По ее величине можно рассчитывать величину рН анализируемого раствора. Если прибор градуирован в милливольтах и в единицах рН, то необходимость расчета отпадает. Преобразователь рН-метрический «Статус-2» цифренно преобразует входной сигнал в ЭДС и рН, которые отображаются на цифровом индикаторе прибора.

Цель работы: изучить и определить виды кислотности (актуальную и обменную) у различных типов почв, приобрести навыки работы с измерительными приборами.

Материалы и оборудование: рН-метр, почвенные сита с диаметром ячеек 1 мм, фарфоровые чашки с пестиками, колбы объемом 100 мл, мерные стаканчики, фильтровальная бумага, образцы почв.

Реактивы: дистиллированная вода, 0,1 н раствор НCl, насыщенный раствор КCl, 1 н раствор КCl, буферные растворы на рН-метр.

Объект исследования: различные типы почв (чернозём, дерново-подзолистая, темно-серая лесная, торф, солонец).

Ход работы. Для определения рН почвенного образца необходимо выполнить следующие этапы: подготовить электроды для работы, подготовить прибор для измерения, подготовить почвенные вытяжки для анализа.

При подготовке электродов их необходимо вымочить в 0,1 н растворе НCl в течение 5–7 суток до установления постоянного потенциала асимметрии. Электрод сравнения заполнить насыщенным раствором КCl и дать отстояться в течение суток.

Для подготовки прибора к работе следует проверить его исправность. После его включения и подключения электродов провести настройку прибора по буферным растворам и установить температурную компенсацию.

Известно, что при установлении рН в вытяжке из минеральных горизонтов, принято соотношение почва/вода (или раствор 1 н КCl) 1:5; при изучении торфяных почв и лесных подстилок – 1:25. Поэтому для приготовления почвенной вытяжки необходимо взвесить на весах две навески массой по 10 г воздушно-сухой почвы, просеянной через сито с диаметром отверстий 1 мм. Навески почвы поместить в конические колбы объемом 100 мл и добавить в одну колбу 50 мл дистиллированной воды (водная вытяжка почвы), а в другую – 50 мл раствора хлористого калия (солевая вытяжка). Водная вытяжка почвы служит для определения актуальной кислотности почвы, а солевая вытяжка с КCl – для определения обменной кислотности. Каждую колбу со смесью закрыть пробкой и взболтать в течение 5 минут. В полученной суспензии определить рН почвенного раствора на рН-метре. Для этого почвенную вытяжку перелить в стаканчик для анализируемого раствора и аккуратно погрузить туда электроды на глубину не менее 3 см. Перед погружением и после него электроды хорошо промыть дистиллированной водой и просушить фильтровальной бумагой. Измерения проводить при открытом отверстии электрода сравнения, после чего его закрыть во избежание испарения раствора хлористого калия в нерабочем режиме.

Задание: приготовьте водную и солевую (КCl) вытяжки различных типов почв, проведите измерения величины рН на приборе. Полученные результаты запишите в таблицу 13. Ранжируйте и сравните типы почв по кислотности.

Таблица 13

Кислотность почв

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: