3.2.2.2. Другие модификации метода и.В. Тюрина.

Хотя, усовершенствованный В.Н. Симаковым, метод объемного определения гумуса по И.В. Тюрину достаточно точен при значительной простоте и скорости определения, предложены различные его модификации. Они не вносят в метод ничего принципиально нового, но позволяют упростить и стандартизировать ход анализа, что делает метод более производительным.

3.2.2.2.1. Спектрофотометрический метод определения содержания гумуса (д.С. Орлов, н.М. Гриндель)

Сущность метода заключается в следующем. При окислении гумуса раствором дихромата калия шестивалентный хром восстанавливается до трехвалентного (Cr₂O₇^2-→ 2Сr³⁺), количество которого будет эквивалентно содержанию углерода органических соединений и других восстановителей в навеске почвы. Поэтому, если нет ограничений (присутствие ионов хлора, закисного железа и марганца), содержание углерода органических соединений можно определить по количеству образовавшегося в процессе реакции окисления Сr³⁺, используя для этого фотометрический метод.

В пределах видимой части спектра раствор дихромата калия имеет только один четко выраженный максимум поглощения с λ_max = 447 нм. По мере увеличения длины волны оптическая плотность быстро падает, достигая нулевого значения при 570-580 нм. Спектр поглощения раствора восстановленного трехвалентного хрома выглядит иначе. При переходе от ультрафиолетовой области к видимой оптическая плотность резко падает, достигая минимума при 490-500 нм, а затем вновь увеличивается, достигая максимума поглощения при 584-594 нм, то есть в той области, где поглощение дихромата калия (Cr₂O₇^2-) практически равно нулю. Таким образом, имеется реальная возможность, измерив оптическую плотность раствора при 590 нм, узнать количество восстановленного хрома, эквивалентное общему количеству гумуса (окислителя) в анализируемом образце.

Ход анализа. Навеску почвы около 0,3 г, взятую на аналитических или торзионных весах (такая навеска, по мнению авторов метода, пригодна для определения при содержании гумуса от 0,6-0,8 до 12 - 13%; при большем или меньшем содержании гумуса навеску изменяют), переносят в коническую колбу на 100 мл и приливают мерным цилиндром 20 мл хромовой смеси. Колбы должны быть проградуированы на объем 100 мл. Осторожно перемешивают содержимое, закрывают горло колбы маленькой воронкой и кипятят ровно 5 мин, как принято в методе Тюрина.

После окончания сжигания колбу охлаждают, ополаскивают дистиллированной водой воронку и стенки колбы и доводят общий объем в колбе до 100 мл. Колбу закрывают пробкой, смесь хорошо перемешивают и оставляют на ночь. Отстоявшийся раствор осторожно, чтобы не взмутить осадок, сливают в кювету и определяют оптическую плотность при длине волны 590 нм. «Нуль» прибора устанавливают по холостому раствору.

При содержании гумуса до 6-7% пользуются кюветой 5 см, при большем содержании – кюветой 3 см. Холостым раствором служат 20 мл дихромата калия прокипяченные и разбавленные до 100 мл.

Общая расчетная формула имеет вид:

где С – содержание углерода, %; D – оптическая плотность; ε_λ – коэффициент погашения; L – длина кюветы, см; m – навеска почвы, г; Кн₂о – коэффициент пересчета на абсолютно сухую почву.

Подставляя численные значения ε_λ (при λ= 590, ε_λ=0,06983) и размер

кюветы получим: для кюветы 3 см,

для кюветы 5 см,

Пример расчета. Определения оптической плотности после окисления органического углерода проведено в кювете размером 5 см. Величина оптической плотности равна 0,15. Коэффициент пересчета на абсолютно сухую почву – 1,02, навеска почвы – 0,228 г. Содержание органического углерода равно: Содержание гумуса составило:

Гумус = 0,58 ∙ 1,724 = 1,00%.

При работе с другой длиной волны значения коэффициентов погашения находятся по стандартному раствору соли Мора. Для этого в серию колб берут по 20 мл 0,4 н раствора дихромата калия (точно бюреткой), кипятят 5 мин. и по охлаждении в колбы приливают последовательно 1, 2, 5, 10, 25 мл 0,2 н (титрованного) раствора соли Мора. Объем раствора доводят в мерных колбах до 100 мл и измеряют оптические плотности растворов при длине волны, которая будет использована для определения гумуса. Коэффициент погашения определяют по формуле:

D = ε_λ ∙ C ∙ L,

где D – оптическая плотность, С – концентрация Сr³⁺ - иона, L – длина кюветы в см, ε_λ – коэффициент погашения при выбранной длине волны. Если концентрацию восстановителя выразить в мг-экв на 100 мл раствора, то можно найти коэффициент погашения ε_λ = D/( C ∙ L) мг-экв^-1 см^-1 100 мл.

Коэффициент погашения находят для каждого раствора в отдельности, а потом вычисляют среднее значение.