Ионометрический экспресс-метод

определения нитратного азота в почве

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, 3р}NО₃ – 10^{-3 М, 4р}NО₃ – 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 К}NО₃ 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