Страница 4: Временные методические рекомендации по контролю загрязнения почв. Часть II. (45200)

VI.3.2. Приготовление рабочих растворов

Раствор фенолята натрия. 62,5 г фенола растворяют в малом количестве эталона, добавляют 18,5 мл ацетона, этанолом доводят объем раствора до 100 мл, перемешивают (раствор А). 27 NaOH растворяют в 100 мл дистиллированной воды (раствор Б). Оба раствора хранят в холодильнике. Перед употреблением по 20 мл растворов А и Б смешивают и объем доводят до 100 мл, перемешивают.

Раствор гипохлорита натрия. Исходный препарат разбавляют водой до концентрации активного хлора, равной 0,9 %. К приготовленному исходному раствору гипохлорита натрия прибавляют дистиллированную воду в отношении 1:10. Раствор устойчивый.

VI.3.3. Реактивы

Сернокислый аммоний ((NH4)2SO4) ч.д.а., ГОСТ 3769-60.

Фенол (С6Н5ОН) ч., ГОСТ 6417-52.

Углекислый натрий безводный (Na2CO3) ч.д.а., ГОСТ 83-63.

Хлорная известь (продажная) (хлорка белая CaOCl2).

Гипохлорит натрия (натрий хлорноватистокислый NaClO).

Гидроокись натрия (NaOH) х.ч., ГОСТ 4328-66.

Раствор NaClO получают следующим образом. Тщательно размешивают 100 г хлорной извести с содержанием активного хлора 35-36 % с 170 мл дистиллированной воды в течение 15 мин и в смесь при непрерывном перемешивании вносят раствор Na2CO3 (70 г в 170 г дистиллированной воды). Масса сначала густеет, затем опять разжижается. Жидкость отделяют от осадка СаСО3 на воронке Бюхнера, используя полотняный фильтр. Получается 320 мл раствора NaClO с содержанием активного хлора 71-100 г/л.

VI.4. Определение нитратного азота дисульфофеноловым методом [2-4]

5 г свежей почвы помещают в колбу, приливают 50 мл 0,05 %-ного раствора R2SO4, приготовленного на безаммиачной дистиллированной воде, содержимое колбы взбалтывают в течение 3 мин. Одновременно берут навеску почвы для определения влажности.

Вытяжку фильтруют через складчатый фильтр из плотной бумаги, предварительно промытый горячей безаммиачной водой. Первые порции фильтрата отбрасывают, мутный раствор несколько раз перефильтровывают через тот же фильтр.

В зависимости от ожидаемого содержания нитратов берут 10-20 мл подготовленной вытяжки, помещают в фарфоровую чашечку соответствующего объема и выпаривают на электрической плитке с закрытой спиралью. После выпаривания чашки с сухим остатком охлаждают и по каплям добавляют 1 мл дисульфофеноловой кислоты.

Сухой остаток тщательно растирают с дисульфофеноловой кислотой стеклянным пестиком или стеклянной палочкой с оплавленным концом и оставляют на 10 мин. Затем в каждую чашку приливают по 15 мл дистиллированной воды, так как без добавления воды возможно разбрызгивание содержимого чашек при последующей нейтрализации кислоты щелочью. Смачивают водой всю поверхность чашек, чтобы собрать все продукты нитрования. 20 %-ным раствором NaОН или КОН кислый раствор нейтрализуют и доводят до щелочной реакции, затем добавляют избыток щелочи (одну каплю). Окрашенные в желтый цвет растворы переливают в мерные колбочки на 50 мл, обмывают чашечку вместе с палочкой 3-4 раза дистиллированной водой и прибавляют эту воду к раствору. Объем раствора доводят до метки дистиллированной водой. Растворы перемешивают и фотометрируют при ??=440 нм.

Содержание нитратного азота находят по стандартной калибровочной кривой, используя для расчета формулу

(VI.4.1)

где X - количество нитратного азота, мкг N-NO3/100 г; С - концентрация N-NO3, найденная по калибровочной кривой; V1 - общий объем вытяжки (50 мл), V2 - объем аликвотной части, a - навеска почвы (5 г), К - коэффициент пересчета веса почвы на вес высушенной при температуре 100-150°С почвы.

Присутствие в вытяжке значительных количеств аммонийных солей снижает результаты определения. Для предотвращения отрицательного влияния солей перед выпариванием вытяжки в фарфоровую чашку добавляют 2-3 капли 10 %-ного раствора сернокислого калия. Присутствие в вытяжках Сl- также мешает определению. При содержании Cl более 30 мг в 1 л к 100 мл вытяжки прибавляют 0,1 г AgSO4, смесь взбалтывают 25 мин. Для осаждения избытка Аg+ в раствор добавляют в виде сухих реактивов 0,2 г Са(ОН)2 и 0,5 г MgCO3, взбалтывают 5 мин и фильтруют через складчатый фильтр. Далее выпаривают аликвоту, как указывалось выше. При удалении хлора серебром подщелачивание раствора проводят не NaOH или КОН, а аммиаком.

VI.4.1. Приготовление стандартных растворов нитрата калия и построение калибровочной кривой

Основной раствор 0,722 г KNO3, перекристаллизованного и высушенного при 100-105°С до постоянного веса, отвешивают на аналитических весах, переносят в мерную колбу на 1 л, растворяют в дистиллированной воде, объем раствора доводят водой до метки, хорошо перемешивают. 1 мл раствора содержит 0,01 мг N-NO3.

Рабочий раствор. Готовят разведением основного раствора в 50 раз водой.

Рабочий раствор содержит 0,002 мг N-NO3 в 1 мл. Его используют для приготовления образцовых стандартных растворов. Для этого 1, 5, 10, 15, 20 мл рабочего раствора выпаривают в фарфоровых чашках. После выпаривания чашки с сухим остатком охлаждают и по каплям добавляют в них 1 мл дисульфофеноловой кислоты, стараясь смочить находящийся на дне и стенках чашки остаток. Сухой остаток тщательно растирают с дисульфофеноловой кислотой стеклянным пестиком или стеклянной палочкой с оплавленным концом и оставляют на 10 мин. Затем в каждую чашку приливают по 15 мл дистиллированной воды, смачивая всю поверхность чашек, чтобы собрать все продукты нитрования. Затем 20 %-ным раствором KOH или NaOH нейтрализуют кислый раствор и доводят до щелочной реакции и добавляют избыток щелочи (1 каплю). Окрашенные в желтый цвет растворы переносят в мерные колбы на 50 мл, при этом чашку и стеклянную палочку несколько раз ополаскивают водой, которую присоединяют к раствору в мерной колбе. Объем растворов доводят водой до метки. Растворы перемешивают. Оптическую плотность растворов определяют тотчас же после развития окраски. Интенсивность окраски при стоянии испытуемых растворов снижается. Измерения проводят на приборах фотоэлектроколориметра, пользуясь синим сфетофильтром, или спектрофотометре (??=440 нм). Пример результатов измерений оптической плотности растворов на приборе ФЭК-М представлен в табл. VI.4.1, а кривая зависимости оптической плотности растворов от концентрации нитрат-иона на рис. VI.4.1.

Таблица VI.4.1

Результаты измерений оптической плотности растворов КNО3 на приборе ФЭК-М

Линейная зависимость оптической плотности от концентрации стандартных растворов для кюветы толщиной 1 мм сохраняется в интервале концентрации от 0,1 до 2 мкг/50 мл.

Рис. VI.4.1. Калибровочная кривая для определения концентрации N-NO3

VI.4.2. Приготовление рабочих растворов

Раствор дисульфофеноловой кислоты. Навеску 30 г чистого свежеперегнанного фенола помещают в плоскодонную колбу емкостью 500 мл, туда же приливают 200 мл концентрированной H2SO4 пл. 1.84, осторожно перемешивают, закрывают корковой пробкой со вставленной в нее длинной стеклянной трубкой, служащей обратным холодильником.

Конец трубки в пробке должен находиться на уровне ее нижней поверхности, чтобы сгущающиеся пары воды стекали по стенкам колбы и не падали в реактивную смесь. Колбу опускают в кипящую водяную баню и держат в ней 6 ч. Готовую дисульфофеноловую кислоту охлаждают и хранят в темной склянке.

20%-ный раствор NaOH или КОН. 20 г NaOH или КОН растворяют в 100 мл дистиллированной воды.

VI.4.3. Реактивы

Фенол ч., ГОСТ 6417-52.

H2SO4 пл. 1,84, ГОСТ 4204-66.

NaOH х.ч., ГОСТ 4328-66.

КОН х.ч., ГОСТ 4203-65.

Аммиак 30%, ГОСТ 3760-64.

Нитрат калия КNО3, х.ч.

AgSO4 х.ч., МРТУ 6-09-6353-69.

Са(ОН)2 ч.д.а., ГОСТ 9262-66.

МgСО3 х.ч.

VI.5. Определение сульфатов в почве [2-6]

В настоящее время существует ряд методов определения обменных сульфатов. Наиболее известны из них три: весовой, колориметрический с металлоиндикатором нитхромазо и турбидиметрический. Сравнительные характеристики методов даны в табл. VI.5.1.

Первый из перечисленных методов основан на весовом определении осадка сульфата бария, образующегося при осаждении сульфатной серы хлористым барием. Возможные потери и длительность анализа делают этот метод малопригодным.

Колориметрический метод заключается в определении сульфатов с помощью солей бария в присутствии индикатора нитхромазо. Недостатком данного метода является то, что определению сульфатов мешает присутствие катионов Са++, К+, Na+, NH3+, которые с реагентом нитхромазо дают ту же цветную реакцию.

Таблица VI.5.1

Сравнительные характеристики методов определения сульфатов в почве

В настоящих методических указаниях для определения сульфатов в почве рекомендуется турбидиметрический метод, основанный на измерении интенсивности падающего и прошедшего через мутный раствор света. Сульфат-ионы из исследуемого раствора осаждаются с помощью хлористого бария, в результате чего раствор мутнеет. Степень помутнения раствора просматривается на приборах: фотоэлектроколориметре или спектрофотометре при длине волны 365 нм. Для избежания ошибок в работе при турбидиметрическом анализе необходима стандартизация условий подготовки к турбидиметрическому анализу, так как воспроизводимость оптических свойств дисперсных систем зависит от ряда факторов, таких, как рН среды, температура, порядок смешения растворов, их концентрация, скорость смешения, время хранения образовавшейся суспензии. Данный метод является удовлетворительным при содержании сульфатов в пробе более 1 мкг и имеет ошибку измерения 10 %.

Для определения сульфатов 1-20 г (в зависимости от содержания сульфатов) воздушно-сухой почвы, а влажной - с учетом влажности, помещают в коническую колбу на 500 мл, заливают 100 мл 1 н раствора хлористого калия и взбалтывают на аппарате АВУ-1 в течение 1 ч. Затем суспензию фильтруют через плотный фильтр 2 раза для получения бесцветных прозрачных растворов. Из фильтрата берут аликвоту 2 мл и переносят ее в пробирку, затем прибавляют 2 мл 0,01 н безводного хлористого бария, рН которого на рН-метре с помощью 0,1 Н НСl доводят до 3-4 с целью установления равновесного дисперсного состава смеси, а также для устранения мешающего действия анионов, таких как F-, МnO4-, СO3-- и др. Спустя 1 ч степень помутнения растворов просматривают на спектрофотометре при длине волны 365 нм в кюветах с толщиной слоя 1 см по сравнению с контролем. Для приготовления контрольного раствора, не содержащего ионы SO4--, 2 мл бидистиллированной воды смешивают с 2 мл раствора хлористого бария (табл. VI.5.2). В случае высокого содержания сульфатов перед взятием аликвоты раствор разводят в несколько раз, что затем учитывают в расчетах.

Таблица VI.5.2

Схема приготовления стандартных растворов

Содержание ионов SO4-- ведется по формуле

где X - концентрация ионов SO4--, г/кг, в почве; С - содержание ионов SO4-- в растворе, найденная по калибровочной кривой, мкг; V1 - общий объем вытяжки, 100 мл; V2 - аликвота, 2 мл; а - навеска почвы, 1 г.

Численные коэффициенты даны для перевода единицы измерения содержания ионов SO4-- из мкг/г в г/кг.

VI.5.1. Приготовление стандартных растворов и построение калибровочной кривой

Для приготовления основного стандартного раствора на аналитических весах отвешивают 54,42 мг K2SO4 марки "ОСЧ" и растворяют в 1 л бидистиллированной воды.

Получают раствор, 1 мл которого содержит 30 мкг SO4--. Из полученного раствора готовят серию рабочих стандартных растворов (табл. VI.5.2), содержащих 0, 6, 15, 30, 45, 60 мкг SO4--. Для этого пипеткой на 2 мл отбирают соответственно 0, 0,2, 0,5, 1,0, 1,5, 20 мл исходного стандартного раствора и переносят в пробирки, затем в каждую пробирку прибавляют соответственно 2, 1,8, 1,5, 1,0, 0,5, 0 мл бидистиллированной воды и тщательно перемешивают. Затем прибавляют по 2 мл 0,01 М раствора ВаСl2 и тут же тщательно перемешивают. Оптическую плотность D полученных растворов определяют на спектрофотометре и строят калибровочный график зависимости D от концентрации сульфат-ионов в стандартном растворе (табл. VI.5.3. рис. VI.5.1).

Таблица VI.5.3

Результаты измерения оптической плотности растворов K2SO4 на СЭФ-16