Ионометрический экспресс-метод
определения нитратного азота в почве
Принцип метода. Сущность метода заключается в извлечении из почвы нитратов 1%-ным раствором алюмокалиевых квасцов или 0,05%-ным раствором R2SO4 при соотношении проба (навеска): раствор 1: 2,5 и определении концентрации нитрат-иона в солевой суспензии с помощью ионоселективного электрода. Данный метод используется для определения нитратов во всех почвах, кроме засоленных, в которых массовая доля хлор-иона в 50 раз и более превышает массовую долю нитратов.
Ход анализа. Пробу сухой почвы, просеянную через сито с диаметром отверстий 1 – 2 мм, или влажной почвы, просеянной через сито с диаметром отверстий 5 мм, массой 20 г помещают в конические колбы или банки объемом 100 см3, добавляют 50 см3 1%-ного раствора алюмокалиевых квасцов или 0,05%-ного раствора К2SО4 и перемешивают в течение 3 мин. В полученной суспензии нитратным ионоселективным электродом измеряют активность нитрат-иона. При определении нитратов во влажной почве одновременно отбирают навеску массой 5 – 10 г для определения влажности почвы и последующего пересчета результатов анализа на сухую почву.
Измерение активности нитрат-иона в пробе проводить в рNО или в мВ (рNО = - lg a NO , где а NО - активность нитратного иона). Следует помнить, что понятие активность и концентрация иона не тождественны, хотя и тесно связаны:
а = сf,
где а – активность иона;
с – концентрация иона;
f – средний коэффициент активности.
В сильно разбавленных растворах, когда концентрация стремится к нулю, f = 1 и а = с.
Таким образом, в ходе анализа определяется не концентрация нитрат-иона, а его активность. В целом ионоселективный метод является достаточно точным и благодаря использованию неложных приборов и быстроте.
Порядок работы на универсальном ионометре ЭВ-74. Определение активности нитратного иона проводят в режиме работы прибора «mV» (милливольтметра). В этом случае нитратный электрод подключают к гнезду «Изм.», а хлорсеребряный вспомогательный электрод – к гнезду «Всп.». Для работы и в промежутках между определениями на приборе мембранный нитратный электрод ЭМ-NO3-01 помещают в 0,1 М раствор КNО3. Вспомогательный хлорсеребряный электрод в промежутках между работой хранят в воду. Перед началом работы оба электрода помещают на 10 мин в дистиллированную воду.
Подготовка прибора к работе. Перед включением ионометра ЭВ-74 в сеть переключатели прибора устанавливают в положение «t» и «1 ÷ 19», после чего прибор включают и прогревают в течение 30 мин. При изучении активности NO измерительный и вспомогательный электроды промывают дистиллированной водой, просушивают фильтровальной бумагой и погружают в стаканчик с исследуемым или образцовым раствором. Электроды при этом не должны касаться стенок стаканчика. Для измерения активности нитрат-иона нажимают клавишу «mV», включают диапазон излучения рН = 1 ÷ 4, делают отсчет по средней шкале с оцифровкой 1 ÷ 4 и умножают отсчет на 100 mV. После снятия отсчета (его производят после установления стабильного положения стрелки на шкале) необходимо нажать на клавишу «t0». При погружении электродов в стаканчик со следующим раствором нажимают клавишу mV, снимают отсчет и т.д. После окончания работы нажимают клавиши «t» и «1 - 19» и отключают прибор от сети.
Для нахождения активности нитрат-ионов в пробах используют калибровочный график, построенный на миллиметровой бумаге. На оси абсцисс откладывают величины pNO , соответствующие стандартным растворам КNО3 в молях: 2рNО3 – 10-2 М, 3рNО3 – 10-3 М, 4рNО3 – 10-4 М, на оси ординат – ЭДС, mV.
В том случае, если при измерении стандартных растворов разность показателей на приборе между двумя растворами меньше 48 – 50 mV, то электрод находится в нерабочем состоянии. Электрод имеет линейную функцию в диапазоне рNО3 1 – 4 с наклоном 56 ± 3 mV на единицу рNО3. Найдя по графику значение рNО3 для исследуемой пробы, делают расчет содержания N - NО в пробе.
При измерении активности иона нитрата в величинах рNО3 ручки «Температура раствора» и «рХn» ставят в крайне левое положение и нажимают клавишу «Анионы / катионы» и клавишу диапазона изменения рН = 1 ¸ 4, настраивают прибор по двум стандартным растворам: рNО3 = 4 рNО3 – 10-4 М КNО3 с помощью ручки «Калибровка», 2рNО3 – 10-2 М КNО3 – ручкой «Температура раствора». Когда измеряют величину рNО3, то нажимают клавишу «рХ», при размыкании цепи – клавишу «t0». На стекле шкалы делают надписи восковым карандашом слева направо 4, 3, 2, 1рNО3 соответственно цифрам 0, 1, 2, 3 средней шкалы прибора.
Вычисление результатов. Соединение нитратного азота в почве вычисляют по формуле:
N – NО = 10-рNО · 14 · 103,
где 14 – атомная масса азота;
V – объем экстрагирующего раствора, см3;
m – масса пробы почвы, г;
рNО3 – отрицательный логарифм концентрации натрат-ионов.
Преобразование формулы позволяет упростить расчеты. При соотношении почвы и раствора 1 : 2,5 содержание N – NО3, мг/кг почвы = Antilog (4,54 - рNО ). Полученные в ходе анализа величины рNО3 переводят в мг N – NО почвы по таблице 4.
При анализе проб почвы в состоянии естественной влажности результат пересчитывают на сухую почву, умножая на коэффициенты К1 и К2, учитывающие массовую долю влаги в почве и увеличение объема экстрагирующего раствора, взаимодействующего с анализируемой навеской за счет содержащейся в почве влаги, которые вычисляют по формулам:
К1 = ; К2 = ,
где W – массовая доля влаги в анализируемой почве;
2,5 – соотношение массы пробы почвы и объема экфелирующего раствора.
Массовую долю азота нитратов (N - NО ) в пересчете на сухую почву (Х1) вычисляют по формуле:
Х1 = Х · К1 · К2,
где Х – массовая доля азота нитратов во влажной почве, мг/кг.
Таблица 4 - Расчет содержания нитратного азота (мг/кг почвы) по величине рNО3 при соотношении почвы и раствора 1 : 2,5 на основе формулы N - NО мг/кг = Antilog (4,54 - рNО )
рNО | N–NО3, мг/кг | рNО | N–NО3, мг/кг | рNО | N–NО3, мг/кг | рNО | N–NО3, мг/кг | рNО | N–NО3, мг/кг |
2,55 | 97,7 | 3,16 | 24,0 | 3,76 | 6,0 | ||||
2,57 | 93,3 | 3,18 | 22,9 | 3,78 | 5,8 | ||||
2,59 | 89,1 | 3,20 | 21,9 | 3,80 | 5,5 | ||||
2,61 | 85,1 | 3,22 | 20,9 | 3,82 | 5,2 | ||||
2,63 | 81,2 | 3,24 | 20,0 | 3,84 | 5,0 | ||||
2,65 | 77,6 | 3,26 | 19,1 | 3,86 | 4,8 | ||||
2,67 | 74,1 | 3,28 | 18,2 | 3,88 | 4,6 | ||||
2,69 | 70,8 | 3,30 | 17,4 | 3,90 | 4,4 | ||||
2,71 | 67,6 | 3,32 | 16,6 | 3,92 | 4,2 | ||||
2,73 | 64,6 | 3,34 | 15,9 | 3,94 | 4,0 | ||||
2,75 | 61,7 | 3,36 | 15,1 | 3,96 | 3,8 | ||||
2,78 | 58,9 | 3,38 | 14,5 | 3,98 | 3,6 | ||||
2,80 | 55,0 | 3,40 | 13,8 | 4,00 | 3,5 | ||||
2,82 | 52,5 | 3,42 | 13,2 | 4,02 | 3,3 | ||||
2,84 | 50,1 | 3,44 | 12,6 | 4,04 | 3,2 | ||||
2,86 | 47,9 | 3,46 | 12,0 | 4,06 | 3,0 | ||||
2,88 | 45,7 | 3,48 | 11,5 | 4,08 | 2,9 | ||||
2,90 | 43,6 | 3,50 | 11,0 | 4,10 | 2,8 | ||||
2,92 | 41,7 | 3,52 | 10,5 | 4,12 | 2,6 | ||||
2,94 | 39,8 | 3,54 | 10,0 | 4,14 | 2,5 | ||||
2,96 | 38,0 | 3,56 | 9,6 | 4,16 | 2,4 | ||||
2,98 | 36,2 | 3,58 | 9,1 | 4,18 | 2,3 | ||||
3,00 | 34,7 | 3,60 | 8,7 | 4,20 | 2,2 | ||||
3,02 | 33,1 | 3,62 | 8,3 | 4,22 | 2,1 | ||||
3,04 | 31,6 | 3,64 | 7,9 | 4,24 | 2,0 | ||||
3,06 | 30,2 | 3,66 | 7,6 | 4,26 | 1,9 | ||||
3,08 | 28,8 | 3,68 | 7,2 | 4,28 | 1,8 | ||||
3,10 | 27,5 | 3,70 | 6,9 | 4,30 | 1,7 | ||||
3,12 | 26,3 | 3,72 | 6,6 | ||||||
3,14 | 25,1 | 3,74 | 6,3 |
Определение нитратов в растениях и кормах
Дата добавления: 2021-01-11; просмотров: 419;