 |
Определение потенциальной кислотности почв
|
|
|
|
Цель работы: определение количественного содержания подвижных ионов водорода в почве.
Теоретическая часть
Одной из важнейших химических реакций, происходящих в почвах является катионный обмен, происходящий между твердыми фазами почвы и почвенным раствором. Обменные катионы участвуют также и в формировании потенциальной кислотности почв. Отличие состоит в том, что кислотность почв обусловлена двумя ионами - водорода и алюминия.
Кислотность почв проявляется при воздействии на почву нейтральной соли, как правило, хлорида калия, отсюда ее название - потенциальная кислотность. Между поглощающим почвенным комплексом и почвенным раствором происходит обмен катионами, который выражается следующими формулами:
, 
, НС1
НС1 = Н+ + Сl‾;
ПА13+ + 3 КСl = ПК3++АlСl3.
Под влиянием почвенной влаги протекает гидролиз соли:
АlСl3 + Н2O ⇔ AlOHCl2 + НСl;
Al3++Н2O ⇔AlOH2+ + H+.
В обоих случаях в почвенном растворе появляются ионы водорода (Н+), создающие кислую реакцию почвы.
Природная кислотность почв вызывается гуминовыми кислотами и карбоновой кислотой, образующейся в результате взаимодействия содержащегося в почве углекислого газа СO2 с почвенной влагой. Основная антропогенная причина повышения кислотности почв - это кислотные дожди.
Экспериментальная часть
Оборудование: весы технические; сито с отверстиями Ø 1 мм; колбы конические емкостью 250 см3; ротатор; бумага фильтровальная; бюретка калиброванная емкостью 100 см3; штатив; стакан химический.
Реактивы: почва исследуемая; раствор КСl (1 H); фенолфталеин; раствор NaOH (0,lH).
Ход работы
Исследуемую почву просеять через сито. Отвесить 60 г просеянной почвы, поместить в колбу. К навеске почвы прилить 150 см3 1Н раствора хлорида калия. Закрыть колбу пробкой, взбалтывать 20 минут на ротаторе. Затем раствор отфильтровать через бумажный фильтр в чистую колбу.
|
|
|
Налить по 50 см3 полученного фильтрата в две колбы, прилить 2-3 капли фенолфталеина. Бюретку заполнять до нулевой отметки 0,1H раствором гидроксида натрия. Произвести титрование фильтрата, находящегося в одной колбе, раствором гидроксида натрия. Титрование продолжать до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 1 минуты. Записать объем раствора NaOH, пошедшего на титрование.
Заполнить бюретку раствором гидроксида натрия до нулевой отметки и произвести титрование фильтрата во второй колбе. Записать объем раствора гидроксида натрия, пошедшего на титрование. Обратить внимание на то, что расхождение между двумя объемами NaOH, пошедшими на титрование, не должно превышать 0,1 см3. Если разница между двумя объемами раствора NaOH превышает указанную величину, произвести еще одно титрование.
По двум результатам титрования, наиболее близким друг к другу, рассчитать среднее значение объема NaOH, пошедшего на титрование, и по этому значению вычислить величину потенциальной кислотности в исследуемой почве.
Пример вычисления
На титрование 50 см3 почвенной вытяжки затрачено 1,2 см3 0,1Н раствора NaOH. Поскольку 50 см3 вытяжки соответствуют 20 г почвы, то для пересчета на 100 г почвы указанное количество раствора NaOH умножается на 5. Следовательно, указанная обменная кислотность в моль•экв Н+ на 100 г почвы в данном случае равна:
0,1 • 1,2 • 5 = 0,6 моль • экв Н+.
Так как при однократной обработке почвы раствором соли извлекается не весь обменный водород, а только часть, вводится коэффициент 1,75, на который умножают полученную величину обменной кислотности, чтобы получить представление о полной обменной кислотности, т. е.:
0,6 • 1,75 = 10,50 моль • экв Н+
Контрольные вопросы
|
|
|
1. Что такое обменная (потенциальная) кислотность почв?
2. Какими ионами обусловлена потенциальная кислотность?
3. Под влиянием чего проявляется потенциальная кислотность?
Произвести расчет обменной кислотности образца почвы, если на титрование 50 г почвы пошло 2,5 смЗ 0,1Н раствора гидроксида натрия
Форма отчета: Каждый студент выполняет задание и презентует полученный результат.
Учебная и специальная литература:
Основная литература
1. Трифонов К. И., Девисилов В. А.Физико-химические процессы в техносфере: Учебник. — М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2012. — 240 с.: ил. — (Высшее образование).
Дополнительная литература
2. Алексеенко, В. А., Алексеенко, Л. П. Геохимические барьеры: Учеб.пособие / В. А. Алексеенко, Л. П. Алексеенко.– М.: Логос, – 2003.- 144с.
3. Добровольский, В.В. Геохимическое землеведение: учеб пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности «география» / В. В. Добровольский. – М.: Гуманитарн. изд. центр ВЛАДОС, – 2008. – 207с.
4. Еськов, К. Ю. История Земле и жизни на ней (учебное пособие для старших классов)/ К. Ю. Еськов. — М.: МИРОС — МАИК Наука/Интерпериодика, – 2000. – 352 с.
5. Заварзин, Г. А. Лекции по природоведческой микробиологии / Г. А. Заварзин. – М.: Наука, – 2003, – 348с.
6. Исидоров, В.А. Введение в экотоксикологию /В.А. Исидоров СПб.: Химиздат, – 1999. – 143с.
7. Исидоров, В.А. Экологическая химия / В.А. Исидоров – СПб, Химиздат, – 2001, – 304с.
8. Линник, П. Н. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах / П. Н. Линник, Б.И. Набиванец. – Л.: Гидрометеоиздат, – 1986, – 270с.
9. Майстренко, В.Н. Эколого-аналитический мониторинг стойких органических загрязнителей/ В. Н. Майстренко, Н. А. Клюев. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, – 2009. – 323с.
10. МГЭИК, 2007, «Изменение климата, 2007 г.: физическая научная основа. Материал Рабочей группы I к Четвертому докладу Межправительственной группы экспертов по изменению климата об оценках» [Соломон, С., Д. Чин, М. Мэннинг, ЧенЖенлинь, М. Маркис, К.Б. Аверит, М. Тигнор и Х.Л. Миллер (ред.)])
11. Михайлов, В.Н. Гидрология: учебник для вузов / В. Н Михайлов, А. Д. Добровольский, С. А. Добролюбов. – М.: Высшая школа, – 2005. – 463с.
12. Орлов, Д. С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении: Учеб. Пособие для хим., хим.-технол. и биол. спец. вузов / Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова, И.Н. Лозановская. – М.: Высш. шк., – 2002. – 334 с.
|
|
|
13. Скальный, А. В. Химические элементы в физиологии и экологии человека/ А. В. Скальный. – М.: Издательский дом «Оникс 21 век»: Мир, – – 2004. – 216 с.
14. Сорохтин, О. Г., Ушаков, С. А.. Развитие Земли/ О. Г. Сорохтин, С. А Ушаков.– М.: Изд-во МГУ, – 2002, – 506с.
15. Астафьева Л. С. Экологическая химия: учебник / Л. С. Астафьева. - М., 2006. – 222 с.: ил., табл. - Рекомендовано МО.
|
|
|
