Определение подвижных форм соединений макро- и микроэлементов

Определение легкогидролизуемого азота по Тюрину и Кононовой

Значение анализа. Для оценки подвижности азота в почве важное значение имеет определение, наряду с нитратами и аммонием, легкогидро-лизуемых органических соединений этого элемента. При обработке почвы слабым раствором кислоты происходит переход аминокислот, амидов, аминосахаров и других легкогидролизуемых азотсодержащих органических соединений, а также минеральных форм азота (N-NO₃ ^- + N-NO₄^-) в гидролизат. Поскольку легкогидролизуемые органические соединения быстро минерализуются, содержащийся в них азот рассматривается как ближайший резерв минерального азота в почве. Специальными исследованиями выявлена положительная корреляция между концентрацией легкогидролизуемого азота в почве, эффективностью азотных удобрений сельскохозяйственных культур.

Принцип метода. Почву на холоде обрабатывают 0,5 н. раствором серной кислоты при соотношении почвы и раствора 5:5. В гидролизате определяют общий азот объемным методом после перевода его в аммонийную форму. Метод учитывает присутствующие в кислотной вытяжке минеральные формы азота (N-NO₃^- + N-NO₄ ^-) и легкогидролизуемый органический азот (аминокислот, амидов, легкогидролизуемые группы белков).

Ход анализа. На технических весах отвешивают 20 г воздушно-сухой почвы, просеянной через сито с диаметром отверстий 1 мм, из которой предварительно выбраны корешки. Навеску почвы помещают в коническую колбу емкостью 200 - 250 мл и приливают 100 мл 0,5 н. H₂SO₄. Встряхивают содержимое колбы в течение 3 мин и оставляют на 16 - 18 ч при комнатной температуре. Затем вытяжку фильтруют через сухой складчатый фильтр, давая фильтрату стечь полностью. В зависимости от предполагаемого содержания легкогидролизуемого азота пипеткой переносят 25 - 50 мл в коническую колбу емкостью 100 мл, прибавляют для восстановления нитратов до аммиака 0,5 г смеси цинковой пыли и восстановленного железа, закрывают воронкой и нагревают на закрытой электроплитке до слабого кипения и полного растворения прибавленной смеси.

После охлаждения обмывают воронку дистиллированной водой, из бюретки приливают в колбу 5 мл концентрированной H₂SO₄ (плотностью 1,84) и выпаривают раствор на слабом газовом пламени или электрической плитке до появления белых паров воды с оксидами серы или побурения жидкости в колбе. Охладив колбу, добавляют 2 мл 20%-ного раствора хромовой кислоты или 2,5 мл 10 % раствора дихромата калия (К₂Сг₂О₇), закрывают ее маленькой воронкой и кипятят в течение 10 мин до появления интенсивной зеленой окраски раствора.

Содержимое конической колбы после охлаждения переносят в отгонную колбу Кьельдаля емкостью 300 - 500 мл, обмывают коническую колбу несколько раз дистиллированной водой с таким расчетом, чтобы общий объем жидкости в колбе Кьельдаля составил 100 - 120 мл. В отгонную колбу опускают несколько гранул цинка или пемзу. Перед этим в стакан емкостью 250 - 300 мл наливают 15 мл 0,02 н H₂SO₄, прибавляют 5 капель индикатора конго красного или Гроага. Данный стакан и служит приемником для отгоняемого аммиака. В отгонную колбу приливают 20 мл 50 % NaOH и быстро присоединяют ее к каплеуловителю прибора, который соединен со стеклянной трубкой, опущенной в приемник с 15 мл 0,02 н H₂SО₄. В течение 30 минут - 1 часа ведут отгонку аммиака.

Окончание отгонки азота определяют путем контрольной пробы с реактивом Несслера. Часть взятой в приемник кислоты идет на связывание аммиака; остаток же несвязанной H₂SO₄ оттитровывают 0,02 н щелочью (NaOH). При вычислении количества легкогидролизуемого азота в почве исходят из того, что 1 мл 0,02 н H₂SO₄ соответствует 0,28 мг азота. Содержание легкогидролизуемого азота (х) в миллиграммах на 1 кг почвы находят по формуле:

Х =

где 15 - количество 0,02 н H₂SO₄, взятой в приемный стакан при отгонке аммиака, мл;

Т₁ - поправка к титру Н₂SO₄,

a - количество 0,02 NаОН, израсходованное на титрование несвязанной аммиаком кислоты в приемном стакане (за вычитанием контрольного анализа), мл;

Т₂ - поправка к титру NaOH;

0,28 - масса N, соответствующая 1 мл 0,02 н H₂SO4, мг;

1000 - коэффициентдля пересчета результатов анализа на 1 кг почвы;

н - навеска почвы, соответствующая объему анализируемого фильтрата (взятого для отгонки), г.

Реакции при гидролизе, отгоне и связывании аммиака.При обработке почвы 0,5 н H₂SO₄ происходит гидролиз органических соединений, в результате чего в раствор переходит, наряду с нитратами и аммонием, некоторое количество азота аминокислот, амидов и простых белков. При взаимодействии амидов с серной кислотой образуются органические кислоты и выделяется аммиак, который сразу же связывается избытком H₂SO₄;

R-CO-NH₂+H₂O+ H₂SO₄ = R-COOH + (NH₄)₂SO₄.

Органические кислоты в дальнейшем окисляются дихроматом калия (К₂Сг₂О₇) до СО₂ и Н₂О. Дихромат калия окисляет также аминокислоты по следующей схеме:

R-COO(NH₂)-COОH + К₂Сг₂О₇ + H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + (NH)₂S0₄ + СО₂ + Н₂О.