Метод определения содержания гумуса в почве по Тюрину в модификации Никитина

Метод определения содержания гумуса в почве по Тюрину в модификации Никитина

1. Введение.

Метод распространяется на анализы почв, выполняемые при почвенном или  почвенно-мелиоративном обследованиях, не пригоден для почв с содержанием  гумуса свыше 15%, засоленных хлоридами более 0.6%, содержащих ионы закисного железа.

2. Метод анализа.

Метод определения содержания гумуса в  почве по Никитину основан на окислении  гумуса раствором калия двухромовокислого  в серной кислоте при нагревании в сушильном шкафу при температуре 150° в течении 20 минут с последующим определением образовавшегося при этом трехвалентного хрома на фотоэлектроколориметре. Допустима взаимозаменяемость колориметрирования титрованием с фенилантраниловой кислотой.

3. Оборудование, реактивы.

3.1. Весы торсионные или аналитические с точностью взвешивания до 0.001г.

3.2. Сушильный  шкаф с регулируемым нагревом, погрешность поддержания температуры  ±2° С.

3.3. Фотоколориметр  с проточной кюветой.

3.4. Бюретки  вместимостью 50, 100 см3, ГОСТ 20292-74.

3.5. Колбы конические термостойкие вместимостью 50, 100 см3, ГОСТ 25336-82.

3.6. Цилиндр  вместимостью 100 см3, ГОСТ 1770-74.

3.7. Глюкоза,  чда, ГОСТ 6038-79.

3.8. Калия  гидроокись, хч, чда, или ч, ГОСТ 4203-65.

3.9: Калий  двухромовокислый, хч, или чда, ГОСТ 4220-75.

3.10. Калий  марганцовокислый, хч, или чда, ГОСТ 4527-65.

3.11. Натрий  углекислый, хч или чда, ГОСТ 93-79.

3.12. Пирогаллол, чда или ч, ГОСТ 10451-63.

3.13. Сахароза, чда, ГОСТ 5833-75.

3.14. Серная  кислота концентрированная, хч  или чда, ГОСТ 4204-77.

3.15. Соль  Мора, хч или чда, ГОСТ 4208-72.

3.16. Фенилантраниловая  кислота, чда, ТУ 6-09-3592-74.

3.17. Вода  дистиллированная, ГОСТ 6709-72.

4. Требования безопасности.

Необходимо  соблюдать основные правила безопасной работы с едкими веществами и электроприборами.

5. Требования к квалификации аналитиков.

К самостоятельному выполнению анализа допускаются  лица, имеющие специальное техническое  или высшее образование.

6. Подготовка к выполнению анализа.

6.1. Образцы почв, поступающие на анализ, должны  быть предварительно доведены до воздушно-сухого состояния, измельчены и просеяны через сито с отверстиями, диаметром 1 мм.

Из образца берут  для дополнительного измельчения  среднюю пробу не менее 5 г, отбирают пинцетом мелкие корни, растирают всю  пробу и просеивают через сито с отверстиями, диаметром 0.25 мм. При удалении растительных остатков из образцов высокогумусных почв не следует пользоваться наэлектризованной эбонитовой палочкой, т.к. вместе с растительными остатками уносятся частицы гумуса.

6.2. Приготовление хромовой смеси.

40 г тонко измельченного  в фарфоровой ступке кристаллического  К2Сг2О7 взвешенного с погрешностью  не более 0.1 г, растворяют в  600 см3 дистиллированной воды в мерной колбе вместимостью 1000 см3. Объем раствора доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают, переливают в колбу вместимостью 3000 см3 из термостойкого стекла. К полученному раствору приливают под тягой небольшими порциями, примерно по 100 см3, 1000 см3 концентрированной H2S04 при осторожном перемешивании. Колбу с раствором накрывают стеклянной воронкой, оставляют стоять до полного охлаждения до следующего дня, а затем переливают в склянку с притертой пробкой. Хранение раствора неограниченно.

6.3. Приготовление  образцовых растворов для определения  органического углерода.

6.3.1. Приготовление исходного образцового раствора.

2.502 г глюкозы  или 2.377 г сахарозы взвешивают  с погрешностью не более 0.001 г, растворяют в дистиллированной  воде, доводя объем до 2000 см3, тщательно  перемешивают. Полученный раствор  содержит 0.5 мг органического углерода в 1 см3 .

6.3.2. Приготовление  рабочей шкалы образцовых растворов.

В пять конических колб вместимостью 100 см3 приливают последовательно 2.5; 5.0; 10.0; 15.0; 20.0 см3 исходного раствора. Содержимое колб выпаривают досуха на водяной бане, далее проводят все операции анализа одновременно с анализом проб: приливают по 10 см3 хромовой смеси, помещают в сушильный шкаф на 20 минут, после нагревания охлаждают и разбавляют до 100 см .

6.4. Приготовление  0.2 н раствора соли Мора.

80 г соли (NH4)2SO4 FeSО4 • 6Н2О взвешенной с погрешностью не более 0.1, растворяют в 700 см3 1н раствора серной кислоты. Раствор фильтруют через двойной складчатый фильтр в мерную колбу, вместимостью 1000 см, доводят объем раствора до 1000 см3 дистиллированной водой и хорошо перемешивают. Раствор хранят в бутыли из темного стекла, к которой с помощью сифона присоединяют бюретку. Для защиты раствора от кислорода воздуха используют склянку Тищенко со щелочным раствором пирогаллола.

Нормальность  соли Мора проверяют каждые 3 дня  по 0.1н раствору перманганата калия, приготовленному из стандарт-титра. Для определения нормальности к 10 см3 раствора соли Мора приливают 5 см3 10 %-ной серной кислоты, около 25 см3 кипящей  дистиллированной воды и титруют 0.1н раствором перманганата калия до слаборозовой окраски, неисчезающей в течение одной минуты. Титрование проводят три раза и берут средний результат.

Нормальность  раствора соли Мора вычисляют по формуле:

где: h1 — нормальность раствора соли Мора, взятого для титрования;

h2 —  нормальность раствора КМnO4;

V2 —  объем раствора КМnO4, пошедший  на титрование, см3;

V1 —  объем раствора соли Мора, взятый  для титрования, см3.

6.5. Приготовление  щелочного раствора пирогаллола. 12.0 г пирогаллола растворяют в  50 см3 дистиллированной воды, 180 г  гидрата окиси калия растворяют  в 300 см3 дистиллированной воды. Оба  раствора смешивают.

6.6. Приготовление  раствора фенилантраниловой кислоты. 0.5 г фенилантраниловой кислоты и 0.5 г Na2CO3 растирают в агатовой ступке с несколькими каплями воды и растворяют в 250 см3 горячей дистиллированной воды при тщательном перемешивании.

7. Выполнение анализа.

Пробу почвы массой от 0.05 до 0.4 г взвешивают с погрешностью не более 0.001 г и помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3. Размер пробы определяют, принимая во внимание тип почвы и характерное для него содержание гумуса (визуальное определение по цвету и наименование почвы в ведомостях-заказах). Для почв с содержанием гумуса 10-15% берут навеску около 0.05 г; с содержанием гумуса 7-10 % — 0.1 г; с содержанием гумуса 1-2 % -0.4 г. При содержании гумуса свыше 10 % рекомендуется, не уменьшая навеску, увеличить количество окислителя в два раза.

В колбу  с пробой приливают 10 см3 хромовой смеси. Приливание производят быстрой струей, используя бюретку. Содержимое колбы  хорошо перемешивают, стараясь перемешивать так, чтобы на ее станках не осталось частиц почвы. Колбу ставят в сушильный  шкаф, предварительно нагретый до температуры 150-160°, и нагревают 20 минут. Время нагрева отсчитывают с момента достижения температуры 150° после постановки колб в сушильный шкаф. Колбы ставят в удалении от стенок шкафа на 3- 4 см для обеспечения более равномерного нагрева.

После нагревания колбы охлаждают, содержимое разбавляют дистиллированной водой  до 100 см3, используя для этого  мерный цилиндр. Оставляют до последующего дня для оседания почвенных частиц и полного осветления раствора. Если раствор остается мутным, отстаивание продляют на сутки.

Осветленный раствор колориметрируют при  длине волны 590 нм, используя оранжевый  или красный светофильтр.

В качестве оптического нуля используют раствор  холостой пробы. Холостая проба: 10 мл хромовой смеси нагревают 20 минут в сушильном шкафу, охлаждают, доводят объем до 100 см3 дистиллированной водой. При титриметрическом окончании анализа приливают раствор бихромата калия из бюретки быстрыми каплями с одинаковой скоростью. В колбу добавляют 5-7 капель 0.2% раствора фенилантраниловой кислоты и титрируют 0.2 н раствором соли Мора до перехода вишнево-фиолетовой окраски в темно-зеленую, т.к. переход окраски очень резкий, раствор соли Мора следует приливать в конце титрования по каплям. Параллельно проводят холостой опыт.

8. Обработка результатов анализа.

По результатам  фотоколориметрирования шкалы образцовых растворов строят градуировочный график, на котором по оси абсцисс откладывают  показания прибора в единицах оптической плотности, а по ординат  — концентрацию органического углерода в мг на см3.

Содержание  органического углерода в анализируемых  пробах находят по градуировочному  графику.

Содержание  гумуса вычисляют по формуле:

9. Оформление результатов анализа.

Оформление  результатов анализа проводится в журнале исполнителя.

Предлагается  форма записи:

10. Контроль точности анализа.

Применяется 15% внутрилабораторный контроль, который  осуществляется за счет введения в  каждую партию стандартного образца и ранее проанализированных проб. Допустимые расхождения между результатами параллельных определений, между определенным содержанием в стандартном образце и паспортным значением этого образца не должны превышать:

Содержание  гумуса в %	Допустимые  отклонения в %
до 2	±20
от 2 до 5	±10
свыше 5	±5