Сумма обменных оснований как найти

Метод основан на
вытеснении обменных оснований ионом
водорода 0,1 н раствора НСl
по схеме:

+ 4НСl


+ СаСl₂
+ MgCl₂

Количество
перешедших в раствор обменных оснований
определяют по разности между содержанием
Н⁺
в растворе до, и после взаимодействия
кислоты с почвой. Однако следует
учитывать, что часть кислоты расходуется
на побочные реакции и при однократной
обработке почвы кислотой вытесняются
не все обменные основания. Поэтому для
подзолистых и дерново-подзолистых почв
обычно получаются завышенные результаты,
а для черноземов – заниженные.

Ход анализа. 1.
Взвешивают на технохимических весах
20 г воздушно-сухой почвы, просеянной
через сито с отверстиями диаметром 1
мм. 2. Почву высыпают в колбу на 350-500 мл.
3. Из бюретки приливают 100 мл 0,1 н. раствора
НС1, взбалтывают 1 ч на ротаторе и оставляют
на сутки. 4. Вытяжку фильтруют через
сухой беззольный фильтр. Если первые
порции фильтрата окажутся мутными, то
их снова выливают на тот же фильтр, а
колбу ополаскивают дистиллированной
водой. 5. Пипеткой отбирают 25-50 мл
прозрачного фильтрата в коническую
колбу на 150-200 мл, прибавляют 2-3 капли
фенолфталеина, кипятят 1-2 мин, для
удаления СО₂
и титруют 0,1 н. раствором NаОН
до слабо-розовой окраски не исчезающей
в течение 1 мин.

Сумму обменных
оснований вычисляют по формуле:

,

где S
– сумма обменных оснований, мг-экв. на
100 г почвы; V₁
– количество фильтрата HCl,
взятого для титрования, мл; н₁
– нормальность НСl;
V₂
– количество
раствора NaOH,
пошедшего на титрование взятого объема
фильтрата, мл; н₂
– нормальность NaOH;
100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы;
V₀
– общий объем фильтрата, мл; m
– навеска
почвы, г; К_Н2О
– коэффициент гигроскопичности.

Если сумма обменных
оснований в почве ожидается больше 15
мг-экв., то соляной кислоты берут 200 мл
или уменьшают навеску почвы до 10 г.
Обычно руководствуются следующими
придержками: для анализа дерново-подзолистых
и светло-серых лесных почв берут 20 г
почвы и 100 мл HCl,
для анализа серых, темно-серых лесных
почв и черноземов – 20 г почвы и 200 мл
НС1.

Пример расчета.
К навеске почвы равной 20,0 г прилито 100
мл 0,108 н. раствора НСl.
После взаимодействия почвы с кислотой
вытяжка отфильтрована. На титрование
50 мл фильтрата пошло 40 мл 0,106 н. NaOH.
Коэффициент гигроскопичности равен
1,05.

= 12,2 мг-экв/100 г
почвы.

2.2.2.4. Определение гидролитической кислотности

Определение
гидролитической кислотности основано
на том, что при взаимодействии раствора
СН₃СОONa
с почвой образуется уксусная кислота,
которая оттитровывается щелочью. По
количеству щелочи, пошедшей на титрование,
и судят о величине гидролитической
кислотности.

Ход анализа.
1. На технохимических весах отвешивают
20 г воздушно-сухой почвы, просеянной
через сито с диаметром отверстий 1 мм,
и высыпают в колбу на 200 мл.

2. К почве приливают
50 мл 1,0 н. раствора СН₃СОONa
и взбалтывают содержимое колбы в течение
1 ч. Часовое взбалтывание можно заменить
пятиминутным взбалтыванием рукой с
последующим отстаиванием суспензии в
течение суток.

3. Суспензию
отфильтровывают через сухой складчатый
фильтр. Перед фильтрованием жидкость
хорошо взбалтывают, чтобы перенести
почву на фильтр. Если фильтрат окажется
мутным, его следует снова профильтровать
через тот же фильтр.

4. Отбирают пипеткой
25 мл прозрачного фильтрата и переносят
в коническую колбу на 100 мл.

1. Прибавляют 1-2
   капли фенолфталеина и титруют фильтрат
   0,1 н. раствором NaОН
   до слабо-розовой окраски, не исчезающей
   в течение 1 мин.

Гидролитическую
кислотность вычисляют по формуле:

гдеН_Г
–
гидролитическая кислотность, мг-экв.
на 100 г почвы; V₁
– количество раствора NaОН,
пошедшего на титрование взятого объема
фильтрата, мл; н. – нормальность NaOH;
100 – коэффициент пересчета на 100 г почвы;
V₀
–общий объем фильтрата, мл; V₂
– объем фильтрата, взятого для титрования,
мл; 1,75 – поправка на полноту вытеснения
ионов водорода; m
– навеска почвы, г.

Пример расчета.
Для определения величины гидролитической
кислотности к навеске воздушно-сухой
почвы массой 20,0 г прилито 50 мл 1,0 н.
раствора СН₃СООNa.
После того как суспензия была отфильтрована,
взято 25 мл фильтрата, на титрование
которого пошло 2,2 мл 0,104 н. раствора NaOH.
Коэффициент гигроскопичности равен
1,05. Величина гидролитической кислотности
равна:

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Реакция почвенного раствора зависит не только от размеров обменной и гидролитической кислотности, но и от степени насыщенности почвы основаниями. Сумма поглощенных оснований показывает общее содержание катионов оснований (Са +, Mg2+, К+, Na+, NH4 и т.д.) в почвенном поглощающем комплексе (ППК). При сопоставлении значений суммы поглощенных оснований и гидролитической кислотности можно сделать предположение о степени кислотности почв. Этот показатель необходим для расчета емкости катионного обмена и степени насыщенности почв основаниями. Сумму обменно-поглощенных катионов кальция, магния, калия и натрия называют суммой обменных оснований (S).

Глино-гумусовый комплекс может связывать как основания, полезные для питания растений (катионы Са2+, Mg2+, К+, Na), так и ионы Н+ и А13+. Степень насыщенности основаниями (V) вычисляется как отношение суммы обменных оснований к общей емкости катионного обмена, выраженное в процентах. В зависимости от соотношения почвы делят на насыщенные (V> 80%) и ненасыщенные (V=” 50-70%) основаниями.

Лучшими считаются почвы, насыщенные основаниями, например, черноземы с высоким содержанием Са2+ и Мg2+. Они имеют нейтральную или слабощелочную реакцию. В таких почвах органические и минеральные коллоиды сохраняются и накапливаются, что способствует увеличению общей емкости поглощения катионов.

Преобладающее содержание ионов Н+ и А13+ в почвенном поглощающем комплексе (ППК) обуславливает высокую кислотность почвы и со временем приводит к разрушению минералов. Емкость поглощения катионов уменьшается, ухудшается структура. В таких почвах создается неблагоприятный водно-воздушный режим, на поверхности постепенно образуется корка.

Определение степени насыщенности почвы основаниями позволяет более точно решить вопрос об очередности и необходимости известкования. Этот показатель характеризует относительное место гидролитической кислотности в ППК. Может быть так: два участка почвы имеют одинаковую гидролитическую кислотность, но степень насыщенности основаниями разная, тогда потребность, и очередность в известковании разные

Степень насыщенности основаниями используется при определении нуждаемости почв в известковании. При V более 80% известкование проводить не нужно, при V менее 50% — потребность в нем высокая, в промежутке — средняя и слабая.

Соотношение катионов калия, магния и кальция влияет на потенциальную структуру почвы. Кальций делает структуру почвы рыхлой; он удерживает частицы глины на расстоянии друг от друга и действует как связующее вещество между глиной и органическим веществом. Магний действует аналогичным образом, но не является связующим элементом между органическим веществом и песком или глинистыми частицами. Слишком большое количество калия и натрия приводит к поверхностному уплотнению почвы. Оптимальная структура это идеальный баланс ионов Ca, Mg и K, связанных с глиной и гумусом. Этот баланс определяет какое удобрение требуется для улучшения почвы. Например, если в почве превышено содержание кальция и не хватает магния, то для улучшения структуры почвы необходимо использовать удобрения, содержащие магний. Если же наоборот есть нехватка кальция и избыток магния, то желаемый результат даст применение известковых удобрений.

Меньшая доля катионов Ca+ и большая Mg+ не вызовет больших проблем напрямую. Магний удерживает частицы глины на расстоянии, как и кальций, но он связывается с органическим веществом. Однако слишком большое количество K+ делает почву восприимчивой к поверхностному уплотнению. Слишком малое количество K+, в свою очередь, приводит к снижению урожайности. Состояние почвы ухудшается и при избыточной доле Na+ в составе обменных катионов: усиливается разрушение почвенной структуры, возрастет распыленность. Из-за уменьшения пористости, особенно некапиллярной, снижается скорость фильтрации воды вплоть до полной водонепроницаемости.

Один из факторов влияющих на плодородие почвы это способность почвы к катионному обмену. Высокая способность означает, что почва может содержать много питательных веществ, необходимых растениям. При низком показателе питательные вещества не связаны частицами гумуса и глины, поэтому легко вымываются из почвы и уходят под пахотный слой.

При оценке способности почвы к катионному обмену учитываются три фактора: емкость катионного обмена (ЕКО), насыщенность питательными веществами и соотношение между катионами химических элементов в почве.

Емкость катионного обмена (емкость поглощения) — общее количество катионов одного рода, которое может быть вытеснено из почвы. Чем показатель выше, тем почва плодороднее. Помимо минералогического и гранулометрического состава почвы, на ЕКО влияет содержание органических веществ, то есть значение в основном зависит от доли глины и гумуса в почве. Показатель также повышается при увеличении pH участка.

На кислых почвах катионы водорода, алюминия, марганца и железа вытесняются из ППК внесением извести. При этом отрицательно влияющие на растения катионы в ППК замещаются кальцием, что позволяет считать его стражем почвенного плодородия

Используя степень насыщенности основаниями рассчитывается один из важнейщих показателей плодородия почвы – буферная способность почвы.

Буферность почвы это способность противостоять изменению реакции среды. Буферность характеризуется величиной емкости катионного поглощения, составом поглощенных катионов и катионо-анионным составом почвенного раствора. Показатель используется для расчета оптимальных доз, форм, сроков и способов внесения удобрений и мелиорантов под сельскохозяйственные культуры. Чем выше значение ЕКО, тем выше буферность почвы.

Буферность почв проявляется также в устойчивости к временному изменению концентрации почвенного раствора, вызванному недостатком влаги, неравномерным или периодическим внесением удобрений и мелиорантов. Почвы с высокой буферностью, ЕКО и разнообразным составом поглощенных ионов легко удерживают в поглощенном состоянии максимально допустимые разовые дозы мелиорантов и удобрений без значительного повышения концентрации почвенного раствора.

Малобуферные и малоемкие почвы не могут без увеличения концентрации почвенного раствора и роста потерь элементов от вымывания удерживать большие разовые дозы мелиорантов и удобрений, поэтому на таких почвах удобрения вносят дробно.

Решение задач 1. Чему равна сумма обменных оснований, если дано в мг-экв/100 г почвы: а) Са++=12, Mg++=6, K+=3, Na+=3; б) Са++=4, Mg++=3, Н+=2, Al+++=2, 5, K+=1, 5; в) Са++=18, Mg++=11, Н+=3 2. Определите ЕКО, если дано в мг-экв/100 г: 1) S=47, Hz=4, Са++=23; 2) S=35; H+=2, Al+++=2: 3) Са++=20, Al+++=2, Hz=5 3. Какова емкость поглощения почв (ЕКО), если дано в мг-экв/100 г почвы: 1) S=15; Hz=7; 2) Са++=20, Mg++=5, Na+=8; 3) S=25, Na+=4; 4) S=47, Hz=4, Са++=23; 5) S=15; H+=7, Al+++=2

Если степень насыщенности: < 50%, то почва сильно нуждается в известковании; 50 -70%, то почва средне нуждается в известковании; 70 -80%, то почва слабо нуждается в известковании; > 80%, то почва не нуждается в известковании

Расчет дозы извести Рт/га, сасо = Hz x h x d x 5 Hz – гидролитическая кислотность, мг 3 экв/100 г почвы h – мощность горизонта, м d – плотность горизонта 5 – коэффициент пересчета мг-экв/100 г почвы в т/га

1. Определить степень насыщенности почв основаниями (V=? ), если дано в мг/экв на 100 г почвы: 1) S=36, Hz=3; 2) Ca++=2, 5, Mg++=1 Hz=8; 3) S=12, Al+++=1, 5 Hz =4; 4) ЕКО=21, Hz=5 2. По данным состава поглощенных катионов в ППК (мг/экв) определите, что это за почва: 1) Ca++=7, 5, Mg++=2, 3, Na+=8, 1 2) Ca++=12, 2, Mg++=2, Н= 5, 2, Al+++=1, 6 ЕКО=21, 0 3. Определить степень насыщенности почв основаниями (V=? ), если дано в мг/экв на 100 г почвы: 1) Ca++=4, 6, Mg++=1, 3, ЕКО=7, 4; 2) S=10, 4, ЕКО=14, 2; 3) Ca++=4, 4, Hz=3, 5

4. По данным, выраженным в мг-экв/100 г почвы рассчитайте величину гидролитической кислотности и степень насыщенности основаниями, если ЕКО=23, а S= 35? 5. По данным, выраженных в мг-экв/100 г почвы, решите, нуждается ли почва в химической мелиорации, в какой именно и какая доза мелиоранта необходима: ЕКО=20, S=12, р. НН 20 < 7. Мощность горизонта 20 см, плотность сложения 1, 2 г/см 3. Содержание извести в мелиоранте составляет 50%. 6. Определите, нуждается ли почва в химической мелиорации, в какой именно и какая доза мелиоранта необходима, если дано в мг/экв на 100 г почвы: 1) S=18 ЕКО=25 р. Н Н 2 О<7; 2) ЕКО=28 S=22.

Степень солонцеватости V= Na/S *100% Na – содержание обменного натрия, мг-экв/100 г почвы S – сумма обменных оснований, мгэкв/100 г почвы

Классификация солонцов по степени солонцеватости Малонатриевые солонцы – обменный натрий составляет < 10% от суммы обменных оснований Средненатриевые солонцы – обменный натрий составляет 10 -25% от суммы обменных оснований Многонатриевые солонцы – обменный натрий составляет >25% от суммы обменных оснований

Расчет дозы гипса Ca. SO 4*2 Н 2 От/га = 0, 086(Na-0, 05 T)* h xd Na – обменный Na, мг-экв/100 г почвы T – ЕКО, мг-экв/100 г почвы h – мощность слоя, см d – плотность солонцового горизонта 0, 086 – значение 1 мг-экв. гипса, г

1. Рассчитайте степень солонцеватости почвы и дозу гипса, если Na+=5, S=20 мг-экв/100 г почвы. Мощность мелиорируемого слоя – 25 см, плотность почвы – 1, 2. 2. Рассчитайте дозу гипсосодержащего мелиоранта, если Na+=8, S=40 мгэкв/100 г почвы. Содержание гипса в мелиоранте – 25 %

Домашнее задание Задача 1. Определите степень насыщенности почв основаниями, если ЕКО = 40 мг-экв. /100 г и Нz = 5 мг экв. /100 г почвы. Задача 2. Определите степень солонцеватости, если обменного натрия содержится 15 мг-экв. /100 г почвы, а Ca++ – 35 и Mg++=10 мг-экв. /100 г

Домашнее задание Задача 3. Степень насыщенности основаниями составляет 95 % г почвы, при сумме поглощенных оснований 30 мг-экв/100 г почвы. Найти Нz и дать оценку полученному значению. Задача 4. Степень насыщенности основаниями составляет 45 % при сумме поглощенных оснований 6 мг-экв/100 г почвы. Найти Нz и дать оценку полученному значению.

Домашнее задание Задача 5. Содержание обменного натрия составляет 16 мг-экв/100 г почвы, сумма обменных оснований (Са, Mg, К)– 24 мг-экв/100 г почвы. Мощность горизонта – 20 см. Плотность – 1, 7 г/см 3. Определите нуждаемость почвы в химической мелиорации, вид и дозу мелиоранта Задача 6. Определите, нуждается ли почва в химической мелиорации, в какой именно и какая доза мелиоранта необходима, если дано в мг/экв на 100 г почвы: 1) S=18 ЕКО=40 р. Н Н 2 О<7;