Методичні вказівки

До виконання лабораторної роботи з курсу «Біогеохімія»

Для студентів спеціальності 7.070801

«Екологія та охорона навколишнього середовища»

Лабораторна робота № 3

«Комплексометричне визначення кальцію і магнію в рослинах»

Мета лабораторної роботи: На основі рослинних зразків визначити вміст кальцію та магнію комплексометричним методом

Затверджено на засіданні

кафедри

прикладної екології

протокол

№_2__від _11.10___2010 р.

Кривий Ріг

2010

Обладнання, об'єкти, реактиви: аналітичні терези і різноважки; муфельна піч; електроплитка; тиглі, термостійкі колби місткістю 250—300 мл; мірні колби місткістю 100— 500 мл; бюретки; піпетки місткістю 1, 2, 5 мл; досліджувані рослини; Реактиви: 25 %-й розчин НСІ, ацетат натрію, 30%-й розчин NaOH, 2 %-й розчин Na₂S, мурексид.

Розчин трилону Б (0,1 М). 37,21 г трилону розчиняють віл дистильованої води, розчин не повинен містити Са і Mg, відсутність їх перевіряють індикаторами мурексидом і еріохромом чорним (при наявності Са і Mg утворюється червоний колір). Розчин НСІ-гідроксшаміну (1%-й). 1 г (NPLOH)₂-HCI розчиняють у дистильованій воді і розбавляють до 100 мл.

Аміачний буферний розчин. 35 мл 25%-го аміаку розчиняють в 100 мл дистильованої води, додають 5,4 г NH4CI, збовтують і зберігають у склянці з притертим корком. Еріохром чорний Т можна замінити хромогеном чорним ЕТ-ОО. 0,2 г одного або другого індикатору і 20 г х. ч. NaCl висипають у ступку і старанно розтирають. Зберігають реактив у темній склянці.

Основні відомості. Важливу роль в обміні речовин рослини відіграють кальцій і магній. Вони є необхідними скидовими частинами цитоплазми рослинної клітини. Наприклад, Са, Mg входять до складу ядра, рибосом, клітинного соку тощо. Кальцій, насамперед, є дуже важливим фактором для підтримування необхідних колоїдно-хімічних властивостей цитоплазми. Магній активує більшість ферментів, які беруть участь у процесах дихання і бродіння. Без кальцію і магнію рослина не може нормально рости і розвиватися, утворювати високоякісну продукцію. Тому визначення вмісту Са і Mg в грунті і рослинах має велике теоретичне й практичне значення. Цей метод ґрунтується на творенні стійких комплексів іонів Са²+ і Mg²+ з динатрієвою сіллю етилендіамінотетраоцтової кислоти (Na₂H2C₁₀Hi2O₈N2* 2Н₂0) трилоном Б. Реакція відбувається за таким рівнянням:

Na₂H₂C,oH₁₂0₈N₂ + Са² = Na₂CaC₁₀Hi₂0₈N₂+2Н+.

Спочатку визначають вміст С а² титруванням досліджуваного розчину трилоном Б. Кальцій і магній визначають в іншій порції розчину, титруючи трилоном Б, при наявності індикатору еріохрома чорного.

Проведення роботи. Наважку 2—5 г повітряно-сухого матеріалу кладуть у прожарений фарфоровий тигель і спалюють у муфелі. До золи в тиглі додають кілька крапель дистильованої води і 5 мл 25 %-го розчину НСІ, помішуючи скляною паличкою.

Розчин переносять у мірну колбу місткістю 100 мл, доливають дистильованою водою до риски, добре збовтують і відстоюють. 50 мл розчину переносять у термостійку колбу місткістю 250—300 мл, додають кілька крапель H₂S0₄ і випаровують до появи парів S0₂, охолоджують, додають 5 г ацетату натрію і розбавляють водою до 250 мл. Якщо випадає осад, його відфільтровують, а фільтрат переносять у мірну колбу місткістю 500 мл, об'єм якої доливають водою до риски.

^r

Для визначення кальцію до 200 мл фільтрату додають 5 мл 30%-го розчину лугу, доводячи рН розчину до 12, 1—2 мл 2 %-го розчину Na₂S і 0,1г мурексиду. При цьому розчин забарвлюється в червоний колір. Його титрують трилоном Б до появи фіолетового кольору (1 мл 0,1 н. розчину трилону Б відповідає 4,008 мг Са). Кальцій і магній визначають окремо в 100 мл розчину, в який послідовно додають 5 крапель 1 %-го розчину сульфату гідроксиламіну, аміачного буферного розчину (pli = 10), 1—2 мл сульфіду натрію і 0,1 г еріохрому чорного Т. Забарвлений у червоний колір розчи н підігрівають до 40 °С і титрують трилоном Б до появи синього забарвлення. Вміст кальцію і магнію обчислюють за такими формулами:

де а- об’єм трилону Д витраченого на титрування першої порції фільтрату з мурексидом мл; б - кількість трилону Д затраченого на титрування другої порції фільтрату з ерюхромом чорним Г, мл; Я - наважка речовини, взята для аналізу, г; 4,008 - кількість Са яка відповідає 1 мл розчину трилону Д мг; 2,432 - кількість М_§, що відповідає 1 мл розчину трилону Д мг; 100 - коефіцієнт перерахунку в проценти.

Середні результати визначення азоту, фосфору, калію, кальцію та інших макроелементів у досліджувальних рослинах опрацьовують математично, записують у протоколи робіт і роблять відповідні висновки залежно від мети дослідів.

Контрольні запитання. 1. Яка фізіологічна роль кальцію і магнію в рослинному організмі? 2. На чому ґрунтується комплексометричне визначення кальцію і магнію в рослинах?

Методи визначення деяких найбільш поширених мікроелементів у рослинах. Для живлення рослин потрібні макро- і мікроелементи (бор, марганець, мідь, молібден цинк кобальт тощо).

Мікроелементи характеризуються високою біологічною активністю. Вони входять до складу ферментів, вітамінів, гормонів, і отже, беруть участь у регулюванні фізіолого- бюхімічннх процесів у рослинних і тваринних організмах. Нестача мікроелементів в груні затримує ріст і розвиток рослин, порушує нормальний перебіг біохімічних процесів знижує врожайність і якість утвореної продукції. Отже, наявність мікроелементів у грунті в доступній для рослин формі є необхідного умовою вирощування високих урожаїв сільськогосподарських культур.

Міністерство освіти і науки України

Криворізький технічний університет

Кафедра прикладної екології