Лабораторная работа_3_Почв

Лабораторная работа № 3

Определение содержания гумуса в почвах по Тюрину

в модификации Цыпленкова

Цель работы: Освоить определение содержания гумуса в почвах по методу Тюрина в модификации Цыпленкова.

Реактивы и оборудование, электрическая плитка, солевая баня, фотоэлектроколориметр, пробирки размером 150x15 мм (диаметр пробирок должен быть строго определенным (15,0+ 0,2) мм)*, пипетки объемом 10 см³, маленькие воронки, бюретка, раствор двухромовокислого калия с молярной концентрацией эквивалента 0.4 моль/дм³ в концентрированной серной кислоте (1:1), раствор сахарозы с концентрацией 1мг углерода в 1см³ раствора.

Принцип метода: Метод основан на окислении органического вещества раствором двухромовокислого калия в серной кислоте и последующем определении трёхвалентного хрома, эквивалентного содержанию органического вещества, фотометрическим методом.

Приготовление реактивов.

Приготовление раствора двухромовокислого калия в серной кислоте (хромовая смесь) Навеску двухромовокислого калия 40.00 г помещают в мерную колбу вместимостью 1000.0 см³, растворяют в воде, доводя объём до метки на колбе дистиллированной водой и переливают в фарфоровую кружку. К полученному раствору приливают порциями по 100 см³ с интервалом 10-15 минут 1000.0 см³ концентрированного раствора серной кислоты. Раствор двухромовокислого калия в серной кислоте хранят в склянке из тёмного стекла. Приготовление раствора сахарозы

Навеску сахарозы 2,3750 г, отвешенную на аналитических весах, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1000.0 см³, добавляют 500 см³ дистиллированной воды, растворяют, перемешивают и доводят до метки дистиллированной водой. В 1 см³ такого раствора содержится 1 мг углерода.

Приготовление раствора для солевой бани

Солевой раствор для бани готовят из хлористого кальция из расчета не менее 145 г СаС1₂ на каждые 100 см³ воды.

Ход работы:

1. Навески от 0.05 до 0.10 г** почвы берут на аналитических весах (на листочке кальки) с точностью до 0.001 г и аккуратно переносят в пробирки. Анализ проводят в двукратной повторности.

* Для отбора пробирок с одинаковым диаметром берут большую партию пробирок и в каждую пипеткой приливают по 10 мл воды. Все пробирки, в которых уровень воды установится на одинаковой высоте, имеют одинаковый диаметр, и их можно применнять для сжигания навесок и приготовления шкалы.

** Пробу почвы для определения гумуса освобождают от корешков и пропускают через сито с отверстием 0.25 мм

2. Из бюретки в пробирки с почвой приливают по 10 мл 0.4 молярной хромовой смеси. Если при переносе почвы с кальки в пробирки частички почвы задерживаются на внутренних стенках пробирок, то их смывают, приливая хромовую смесь.

3. Одновременно в одну пустую пробирку (без почвы) приливают 10 мл хромовой смеси. Эта пробирка является «холостой» пробой.

4. Пробирки с почвой, залитой хромовой смесью, а также пробирку с холостой пробой закрывают стеклянными колпачками-холодильниками (или маленькими воронками) и помещают в отверстия диска, служащего одновременно крышкой бани. Глубина погружения пробирок в баню должна быть строго определенной. Она регулируется ограничительными резиновыми кольцами, надетыми на пробирки (их нарезают из резиновых трубок). Дно пробирок не должно касаться дна бани.

5. После того, как все пробы готовы для сжигания, а баня разогрета до 140°, диск со вставленными в него пробирками помещают на баню и выдерживают при температуре (140±2)°С в течение 20 мин.

6. По истечении положенного времени диск с пробирками снимают с бани.

7. После охлаждения пробирок, их нижнюю часть (которая погружалась в солевой раствор) обмывают дистиллированной водой, добавляют из бюретки или пипеткой строго 10 мл дистиллированной воды, закрывают пробирки пробками, тщательно перемешивают содержимое и устанавливают пробирки в штатив для оседания почвенных частиц (обычно для этого необходимо 24 часа).

8. После полного осветления надосадочной жидкости в пробирках, ее аккуратно, не взмучивая осадок, переносят (переливают) в чистые сухие пробирки и измеряют оптическую плотность полученных растворов относительно «холостой» пробы при длине волны 590 нм.

9. Содержание органического углерода в анализируемой пробе определяют по градуировочному графику.

Расчет массовой доли углерода в почвах проводят по формуле:

ώ(С) = А·100% / m·b, где

ώ(С) - массовая доля углерода, %;

m - масса почвы, г;

А - оптическая плотность;

b - коэффициент градуировочного графика.

Содержание гумуса в почве определяют, умножая величину массовой доли углерода на коэффициент 1,724.

10. Построение градуировочного графика. Для установления параметров градуировочного графика готовят серию стандартных растворов с известным содержанием органического углерода (табл. 1). Для этого в семь пробирок приливают пипеткой аликвоты (от 0 до 6 мл) стандартного раствора сахарозы с концентрацией 1 мг углерода в 1 мл раствора (табл. 1) и упаривают на водяной бане досуха. В каждую пробирку приливают по 10.00 см³ хромовой смеси (пипеткой или бюреткой) и проводят процедуру определения в соответствии с пп 3-8.

Таблица 1

Объем сахарозы, добавляемый в пробирки при приготовлении стандартных растворов

Номер стандартного раствора сахарозы	1	2	3	4	5	6	7
Объём раствора сахарозы, см3	0.00	1.00	2.00	3.00	4.00	5.00	6.00
Масса углерода в данном объеме сахарозы, г	0.000	0.001	0.002	0.003	0.004	0.005	0.006
Значение оптической плотности раствора, А	0,000	0,105	0,201	0,298	0,402	0,507	0,618

По результатам фотометрирования строят градуировочный график, откладывая по оси ординат оптическую плотность растворов сахарозы, а по оси абсцисс - массу углерода, соответствующую данной оптической плотности (рис.1). График показан в виде примера, для каждой работы со своими реактивами он будет изменяться.

m(Copr), r

Рис. 1. График зависимости оптической плотности от массы углерода в серии стандартных растворов сахарозы.

Построить график зависимости можно с помощью Мастера диаграмм программы Microsoft Excel , который при построении графика одновременно приводит уравнение зависимости вида у = b·х, где у - это значение оптической плотности А, х - значение массы углерода, a b - коэффициент градуировочного графика.

11. Полученные результаты оформите в виде следующих таблиц и рисунков:

Таблица 2

Экспериментальные данные для построения градуировочного графика

Номер стандартного раствора сахарозы	1	2	3	4	5	6	7
Объём раствора сахарозы, см3
Масса углерода в данном объеме сахарозы, г
Значение оптической плотности раствора, А

Таблица 3

Результаты определения содержания гумуса в почвенных пробах

№ почвен­ ного образ­ца	Повтор- ность	Масса почвы,	Оптическая плотность	Массовая доля органического углерода в почве ώ(Сорг)	Содержание гумуса в почве,	Среднее значение содержания гумуса в почве
	n	г	А	%	%	%
	1
	2
	3

Вопросы для контроля:

1. Что служит источником органических веществ в почве?

2. Какие компоненты входят в состав почвенного органического вещества?

3. Какова роль гумуса в плодородии почв?

4. Как влияет гумус на физические и биологические свойства почв?

5. Как влияют природные условия на характер и скорость гумусообразования?

6. Чем отличаются гуминовые кислоты от фульвокислот?