Методы определения основных минеральных компонентов почв.

 

Методы определения кремния.

Среднее содержание кремния в почвах 30 – 45%. Он представлен различными модификациями SiO₂, а также силикатами и алюмосиликатами.

Эти соединения труднорастворимы в воде и поэтому определение кремния возможно только после сплавления или спекания. При растворении сплава или спека, а также при растворении нативного SiO₂, образуются растворы ортокремниевой кислоты:

(SiO₂)_x + 2H₂O ↔ H₄SiO₄ + (SiO₂)_{x -1}

Эти соединения способны к поликонденсации с образованием гидрозолей и гидрогелей. Полимеризованные и неполимеризованные кремниевые кислоты обладают разными свойствами: полимеризованные легко коагулируют и выпадают в осадок при добавлении желатина;моно- и дикремниевые кислоты образуют окрашенные соединения с молибдат-ионом и могут быть определены фотометрически. Скорость полимеризации максимальна в очень кислых средах ( С_HCl= 8моль/л) и при высоких температурах. Реакция заметно обратима. В связи с этим кремниевую кислоту осаждают из концентрированных, нагретых до кипения растворов, немедленно после растворения солей. Осадок быстро отфильтровывают и промывают 1% раствором соляной кислоты. Он обладает высокоразвитой поверхностью и соосаждает катионы многих металлов, которые не могут быть удалены промыванием. Определение оксида кремния обычно заканчивают гравиметрически (отгонка SiF₄), а остаток соосажденных элементов сплавляют, переводят в раствор и присоединяют к фильтрату, полученному после отделения кремниевой кислоты.

Полуторные окислы, гравиметрическое определение в почвах.

Al₂O_3, Fe₂O₃, Cr₂O₃ объединяют формулой R₂О₃.

Среднее содержание алюминия в почвах 7,1%, железа – 3,85. Железо может присутствовать в степенях окисления +2 и +3, обычно определяют общее содержание железа.

Их осаждают аммиаком в виде гидроксидов из раствора, полученного при отделении кремнекислоты в присутствии метилового красного (РН = 4,4) или уротропином. Осадок отфильтровывают, тщательно отмывают от хлоридов раствором нитрата аммония (т.к. в процессе прокаливания возможно улетучивание FeCl₃), прокаливают и взвешивают.

По распределению полуторных окислов в профиле почв диагностируют почвенные процессы.

Для определения содержания алюминия и железа в почве осадки гидроксидов растворяют в разбавленной соляной кислоте и определяют компоненты раствора (комплексонометрическим титрованием, атомно-абсорбционным методом или фотоколориметрически). (задачи)

Кальций и магний в почвах, методы определения.

Среднее содержание кальция в почвах 1,37%. Однако оно зависит от климатических условий, карбонатности почвообразующих пород и может варьироваться в значительных пределах. Содержание магния значительно ниже – 0,5%.

Кальций и магний определяют из растворов после отделения полуторных окислов и осаждения других мешающих компонентов в нейтральной среде (РН=6) диэтилдитиокарбаминатом натрия. Этот реагент образует со многими металлами хелаты (внутрикомплексные соединения), хорошо растворимые в органических растворителях. Диэтилкарбаминаты тяжелых металлов выделяют экстракцией. (дать понятие об экстракции) В водной фазе определяют содержание кальция и магния химическими (гравиметрия, комплексонометрия) или физико-химическими методами ( пламенная фотометрия, атомно-абсорбционный анализ).

 

В валовом анализе определяют также содержание титана, марганца, фосфора. Их содержание в почвах невелико (до 0,5%), поэтому определяют их редко, используя принятые аналитиками методики.