1.1.3. Разложение почвы спеканием.

Спекание позволяет проводить разложение почвы при температуре ниже точки плавления. Процессы, происходящие при спекании, относятся к твердофазным процессам, т.е. к таким, в которых как исходные, так и конечные продукты твердые. Эти процессы в большинстве случаев очень сложные и до конца не достаточно изучены.

В процессе спекания происходит разрыхление кристаллической решетки минералов, и диффузия щелочных металлов в глубь решетки кристалла при этом диффузия ионов натрия идет быстрее, чем ионов калия.

При спекании особое внимание обращают на тщательное растирание почвенного образца и равномерное перемешивание его с плавнем, для того чтобы обеспечить их тесный контакт.

При разложении почвы спеканием в качестве плавня используют карбонат натрия (Na₂CO₃). Спекание проводят при температуре 850-900⁰С в фарфоровых тиглях в присутствии нитрата калия служащего окислителем.

Для определения валового содержания натрия и калия проводят спекание почвы с плавнем, состоящим из карбоната кальция и хлорида аммония при температуре 750-800⁰С. В этом случае для калинатриевого полевого шпата имеет место следующая реакция:

2KNaAlSi₃O₈ + 6CaCO₃ + 2NH₄Cl = 6CaSiO₃ + Al₂O₃ + 6CO₂↑ + 2NH₃↑ + H₂O + KCl + NaCl

При выщелачивании спека водой в раствор переходят хлориды щелочных металлов, большое количество хлорида кальция и гидроксида кальция. Остальные компоненты спека в воде не растворяются. Кальций осаждают в виде оксалата или карбоната кальция, а натрий и калий остаются в растворе.

Для проведения валового анализа берут три навески почвы. Одна навеска служит для определения содержания гигроскопической влаги, вторая навеска – для определения потери при прокаливании, третью навеску используют для спекания почвы. Ниже приводится сокращенный экспресс-метод валового анализа по Ю.И.Добрицкой (1973) с дополнениями по Е.В.Аринушкиной (1970) и Л.А,Воробьевой (2006).

1.2. Определение гигроскопической влажности

Величина гигроскопической влаги находится в тесной зависимости от относительной влажности воздуха, с которым соприкасается почва. Чем выше насыщенность воздуха водяными парами, тем выше и гигроскопическая влажность почвы. Поэтому одни и те же образцы почвы, высушенные в разных условиях, будут иметь различную гигроскопическую влажность и, следовательно, при взятии одинаковой навески содержат разное количество почвы. Во избежание этого аналитические расчеты производят на абсолютно сухую массу почвы.

Ход анализа. Стеклянный стаканчик с притертой крышкой (бюкс) просушивают до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 100-105^оС, охлаждают в эксикаторе с СаCl₂ на дне и взвешивают на аналитических весах. В этом стаканчике отвешивают на аналитических весах около 5 г воздушно-сухой почвы, просеянной через сито с отверстиями диаметром 1 мм. Почву в стаканчике (крышку открыть) сушат в сушильном шкафу 5 ч, после чего стаканчик закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе с СаCl₂ на дне и взвешивают. Затем просушивают снова в течение 2 ч. Если масса стаканчика с почвой после второй сушки осталась постоянной, то просушивание заканчивают. Допустимое расхождение в массе не должно превышать 0,003 г. Результаты записывают в форму 1.

Форма 1.

Почва, генетический горизонт, глубина образца, см	Номер бюкса	Масса пустого бюкса, г	Масса бюкса с воздушно-сухой почвой, г	Масса бюкса с сухой почвой, г	Масса сухой почвы (m), г	Масса испарившейся воды (а), г	W, %

Гигроскопическую влажность W (%) вычисляют по формуле:

W = ,

где а – масса испарившейся воды, г; m – масса сухой почвы, г.

Коэффициент пересчета результатов анализа воздушно-сухой почвы на сухую вычисляют по формуле:

=

Пример расчета. После просушивания почвенного образца получены следующие данные (табл. 2).

Таблица 2. Результаты определения гигроскопической влажности

Почва, генетический горизонт, глубина образца, см	Номер бюкса	Масса пустого бюкса, г	Масса бюкса с воздушно-сухой почвой, г	Масса бюкса с сухой почвой, г	Масса сухой почвы (m), г	Масса испарившейся воды (а), г	W, %
Серая лесная, Апах 0-20	15	18,0368	23,0121	22,7671	0,2450	4,7303	5,18

Величина гигроскопической влажности равна:

W =

Находим коэффициент пересчета на сухую почву: