Практикум по агрохимии - 2-е изд. - Минеев В.Г.
ISBN 5-211-04265-4
Скачать (прямая ссылка):
Разложение органического вещества до углекислого газа и воды может быть осуществлено методами сухого или мокрого озоления.
Сухое озоление органического вещества. При использовании метода сухого озоления по Г. Г. Густавсону достигается практически полное разложение органических веществ, так как реакция протекает при температуре около 600°С. Количество выделившегося в результате разложения углекислого газа может быть определено гравиметрически,
211
волюмометрически или титриметрически. В классической модификации этот метод отличается большой трудоемкостью и длительностью проведения анализа. Однако поскольку метод отличается высокой точностью и воспроизводимостью, то именно его обычно используют в автоматических анализаторах для определения углерода. Так как в этих приборах температура, при которой происходит сжигание, может быть установлена точно, то исключается практически единственный недостаток этого метода - возможность разложения присутствующих в почве карбонатов с выделением углекислого газа при температуре более 7000C
Мокрое озоление органического вещества. Как правило, в аналитической практике при определении углерода органических соединений используют метод Кнопа-Сабанина - мокрое озоление почвы раствором бихромата калия (K2Cr2O7) в серной кислоте. О количестве углерода органических соединений, подвергшихся мокрому озолению, можно судить как непосредственно по количеству выделившегося углекислого газа, так и по количеству окислителя, пошедшего на сжигание органического вещества. Классический метод Кнопа-Сабанина предусматривает прямое гравиметрическое определение выделившегося при, разложении органических веществ углекислого газа. Многие современные модификации предусматривают определение остаточного количества окислителя титриметрическими (метод Тюрина) или фотометрическими (метод Орлова-Гриндель) методами. Поскольку все предлагаемые ниже методы представляют собой модификации этого подхода, т.е. мокрого сжигания органического вещества с последующим определением избытка окислителя, рассмотрим вначале общие принципы, лежащие в его основе.
Принципы определения гумуса методом мокрого озоления
Отбор проб почвы и подготовка их к анализу. При агрохимическом исследовании почвы наибольший интерес представляет, как правило, определение содержания в почве специфических гумусовых соединений. Между тем в процессе мокрого озоления разложению до углекислого газа и воды могут повергаться все органические вещества, содержащиеся в пробе, в том числе негумифицированные растительные остатки и органические вещества негумусовой природы. Поэтому при подготовке почвы к анализу особое внимание следует обратить на возможно полное отсутствие в ней корешков и различных органических остатков растительного и животного происхождения. Тем не менее при определении общего содержания углерода органических соединений в почвах, используемых в земледелии, даже после тщательной подготовки проб следует иметь в виду, что получаемые результаты могут характеризовать количество углерода не только гумусовых веществ, но и не подвергшихся гумификации неспецифических органических соединений, поступивших в почву с навозом или различными компостами. Так как навеска почвы
212
при определении общего содержания углерода весьма невелика, ее однородность также имеет большое значение.
Из взятого в поле и доведенного до воздушно-сухого состояния образца берут среднюю пробу почвы массой около 50 г. Корни и видимые глазом органические остатки тщательно отбирают пинцетом. Раздавливают почвенные комки и вновь тщательно отбирают корешки, используя лупу. Почву растирают в агатовой или фарфоровой ступке и отбирают среднюю аналитическую пробу массой около 5 г, которую пропускают через сито с диаметром отверстий 1 мм, и вновь отбирают корешки. В процессе отбора корешков надо неоднократно перемешивать почву и вновь распределять ее тонким слоем.
Очищенную от органических остатков почву снова растирают в ступке и пропускают через сито с диаметром отверстий 0,25 мм. Трудно поддакшгуюся растиранию часть образца отбрасывать нельзя.
Особенности мокрого озоления органического вещества почв
Озоление (окисление) органических соединений почвы до углекислого газа и воды проводят 0,4 н. раствором K2Cr2O7 в серной кислоте, разбавленной водой в соотношении 1:1. Этот реактив часто называют хромовой или окислительной смесью. Процесс окисления углерода гумуса можно условно представить уравнением
2K2Cr2O7 + 8 H2SO4 + ЗС(гумуса) = 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 8H2O + 3CO2 (1)
Полнота окисления органического вещества составляет около 85 -95%, причем в оторфованных горизонтах она обычно ниже. Она также сильно зависит от температуры и времени протекания реакции. Воспроизводимость результатов обычно невелика, и поэтому определение следует проводить в не менее чем трехкратной повторности. В классической модификации, используемой в методе Тюрина, нагревание проводят на электрической плитке. В этом случае следует весьма тщательно контролировать идентичность условий сжигания для каждой пробы. Б.А. Никитин рекомендовал проводить сжигание в сушильном шкафу при температуре 1500C в течение 20 мин, что позволило несколько повысить воспроизводимость результатов и весьма упростило саму процедуру анализа. Хорошо воспроизводимые результаты дает также модификация метода, предложенная З.П. Антоновым и др. (1984).
