Соединения алюминия в твердых фазах. Показатели и приемы оценки их группового состава

В твердых фазах почв алюминий представлен соединениями, различающимися по структуре, составу и свойствам. Он входит в состав алюмосиликатов – полевых шпатов, слюд, некоторых амфиболов, пироксенов, слоистых алюмосиликатов группы каолинитов, смектитов, гидрослюд, вермикулитов, хлоритов. В ходе выветривания и почвообразования алюминий образует ряд характерных для почв соединений, основу которых составляют оксиды и гидрооксиды алюминия – главным образом гиббсит и аморфный гидрооксид. Кроме свободных оксидов и гидрооксидов в почвах могут присутствовать рентгеноаморфные аллофаны ([n SiO₂ · mAl₂O₃] · H₂O) и имоголит, которые сходны по составу и оказывают существенное влияние на свойства почв.

В групповом составе соединений алюминия, так же как и железа, определяют силикатные соединения алюминия и содержание несиликатных, или «свободных», его соединений. В составе несиликатных соединений алюминия делаются попытки раздельно оценить содержание окристаллизованных и аморфных его соединений, в составе аморфных соединений выделяют фракцию алюминия, связанного с органическим веществом. Для определения группового состава алюминия часто используют методы, разработанные для исследования состава соединений железа.

Занятие 3. Определение несиликатных соединений алюминия по Дюшафуру-Сушье (9часов).

При проведении анализа экспериментально определяют содержание несиликатных соединений алюминия, а содержание силикатных соединений находят по разности.

Исследования С.В. Зона и А.И. Травлеева (1992) показали перспективность применения щелочного метода Дюшафура-Сушье для извлечения несиликатных соединений алюминия. Этот метод позволяет извлекать значительные количества окристаллизованных соединений и слабо затрагивает алюминий силикатов.

 

Выполнение определения

В коническую колбу, емкостью 250 мл помещают 1-2 г почвы и приливают 100мл 1 М раствора NaOH. Колбу в течение 4 час выдерживают на водяной бане при температуре 60⁰, перемешивая содержимое колбы круговыми движениями каждые 30 мин. Затем содержимое колб фильтруют и в фильтрате определяют алюминий фотоколориметрическим методом, предварительно разрушив органическое вещество (разрушение органического вещества проводят так же, как при определении железа), см. выше по тексту.

 

Занятие 4. Определение аморфных соединений алюминия в вытяжке Тамма (6часов).

Выполнение определения

Навеску воздушно-сухой почвы, пропущенной через сито с диаметром отверстий 1мм, массой 2 г помещают в колбу емкостью 250 мл, приливают 100 мл раствора Тамма, взбалтывают 1 час и фильтруют через фильтр с белой лентой. Затем фильтр с почвой помещают обратно в ту же колбу, приливают еще 100 мл раствора Тамма, вновь взбалтывают 1 час, после чего фильтруют и трижды промывают почву на фильтре холодной водой. Фильтрат часто бывает мутным, поэтому его целесообразно собирать в другую колбу-приемник и перефильтровывать до получения прозрачного фильтрата. Если необходимо, проводят третью обработку навески почвы раствором Тамма. Прозрачные фильтраты объединяют, перемешивают и выпаривают на водяной бане досуха. Объем фильтрата не должен превышать больше половины объема чашки, для предотвращения потерь осадка при выпаривании.

В сухом остатке разрушают оксалат-ион и перешедшее в фильтрат из почвы органическое вещество. Для этого прокаливают чашки с осадком в муфельной печи 3-5 мин при температуре 400-500⁰. После полного разрушения органического вещества и оксалатов, осадок в чашке обрабатывают 2-3 раза концентрированной соляной кислотой, чтобы перевести входящие в состав осадка соли в хлориды, каждый раз выпаривая содержимое чашек до суха, Затем в чашки приливают 2-3 мл концентрированной соляной кислоты и 20-30 мл горячей дистиллированной воды, чашки выдерживают на водяной бане 5-10 мин, и их содержимое фильтруют через фильтр с белой лентой. Фильтрат собирают в мерные колбы 250 мл. Осадок на фильтре промывают горячим 1% раствором соляной кислоты до потери реакции на железо (реакция с роданидом аммония). Фильтрат из под воронки собирают в пробирку и капают 2-3 капли роданида аммония. Красный цвет – железо не отмыто из осадка на фильтре. Промывание осадка продолжают до тех пор, пока фильтрат из под воронки с роданидом аммония не будет изменять цвет, т.е. останется бесцветным. Затем содержимое мерной колбы доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают и берут из нее аликвоту для определения алюминия. Алюминий определяют фотоколориметрическим, или комплексонометрическим методами (см. выше по тексту)

Занятие 5. Определение показателей группового состава соединений алюминия (3часа).

В почвах алюминий присутствует в почвенных растворах в виде разнообразных ионов, в ППК – в виде обменных катионов и в твердых фазах – в составе различных минералов. Алюминий является одним из химических элементов, которому в современных исследованиях уделяется повышенное внимание. С алюминием связывают формирование почвенной кислотности, способность почв к фиксации фосфатов, он токсичен для многих растений. Алюминий обладает достаточно высокой подвижностью, групповой состав его соединений и распределение алюминия в почвенном профиле используют для диагностики почв и почвенных процессов.

 Задание на занятие:

Рассчитать соотношения силикатных и несиликатных соединений алюминия, используя полученные аналитические данные.

1. Оценить содержание обменного и экстрагируемого алюминия, проследить его связь с обменной кислотностью.

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный федеральный университет»

(ДВФУ)

Школа естественных наук

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

по дисциплине «Химия почв»

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться: