Oznaczanie węgla organicznego w glebie

Zawartość materii organicznej w glebie można oznaczać metodą bezpośrednią jako straty

masy w wyniku prażenia w temp. 550°C po uprzednim wysuszeniu próbki do stałej masy w
temp. 105°C, bądź też pośrednio wyznaczając zawartość węgla organicznego w glebie i
przeliczając ją na ilość substancji organicznych. Biorąc pod uwagę fakt, że zawartość węgla w
różnych rodzajach gleb, a nawet w tej samej glebie ale na różnych poziomach, nie jest
jednakowa

i

waha

się

w

granicach

45-70%, powszechnie jako wskaźnik zawartości substancji organicznej podawana jest ilość
węgla organicznego w glebie.

Zawartość węgla organicznego w wierzchnich warstwach gleb Polski waha się w szerokich

granicach od 0,35 do 3,50 % i w dużym stopniu zależy od rodzaju gleby. Najmniej zasobne w
materię organiczną są gleby bielicowe i piaskowe, najbardziej mady, czarne ziemie i rędziny.
Gleby brunatne charakteryzuje pośrednia zawartość substancji organicznych.

Oznaczenie zawartości węgla organicznego przeprowadza się na drodze suchej, bądź też

na drodze mokrej. Pierwsza z metod polega na spaleniu próbki w temp. 800-950°C i
oznaczeniu ilości wydzielonego CO

2

. Proces ten najczęściej przeprowadzany przy pomocy

automatycznego analizatora.

W metodzie analizy mokrej utlenia się zawarte w glebie substancje organiczne mieszaniną

chromową (K

2

Cr

2

O

7

+ H

2

SO

4

) i wyznacza zawartość węgla organicznego poprzez

kolorymetryczny pomiar ilości powstałego Cr(III) lub oznaczenie nie przereagowanego
dichromianu(VI) potasu metodą miareczkową.

Utlenianie węgla przy pomocy K

2

Cr

2

O

7

przebiega zgodnie z reakcją:

3C + 2K

2

Cr

2

O

7

+ 8H

2

SO

4

= 2K

2

SO

4

+ 2Cr

2

(SO

4

)

3

+ 8H

2

O + 3CO

2

.

W celu zapewnienia ilościowego przebiegu reakcji dodawany jest siarczan(VI) srebra lub

rtęci(II), który spełnia rolę katalizatora.

Odczynniki



roztwór 0,067 mol/dm

3

K

2

Cr

2

O

7

w stężonym H

2

SO

4

(1+1),



ślepa próba: roztwór powyższy rozcieńczony wodą 2,5 raza



siarczan(VI) srebra(I) - Ag

2

SO

4

lub siarczan(VI) rtęci(II) - HgSO

4

.

Przyrządy i naczynia

Spektrofotometr Spekol firmy Zeiss Jena, sito o średnicy oczek 0,75-0,80 mm, moździerz,

2 naczyńka wagowe, 2 kolby stożkowe na 200 cm

3

, 2 kolby miarowa na 50 cm

3

, pipeta

jednomiarowa na 20 cm

3

, 2 lejki szklane, palnik, siatka.

Sposób wykonania

Otrzymaną próbkę gleby przesiać przez sito o średnicy oczek 0,75-0,80 mm. Pozostałą na

sicie grubszą frakcję rozetrzeć w moździerzu i ponownie przesiać. Czynność powtarzać aż
cała próbka zostanie przesiana. Z przesianej próbki odważyć na wadze analitycznej z
dokładnością do 0,0001 g dwie odważki o masie w granicach 0,950 - 1,30 g. Do 2 kolb
stożkowych o poj. 200 cm

3

wprowadzić przygotowane odważki, dodać 20 cm

3

mieszaniny

0,067 M K

2

Cr

2

O

7

w stężonym kwasie siarkowym(VI) (1:1) oraz parę kryształków Ag

2

SO

4

lub

HgSO

4

. Do kolbek wstawić mały lejek służący jako chłodnica powietrzna zwrotna i ogrzewać

na siatce do wrzenia, utrzymując łagodne wrzenie przez 5 minut. Następnie oziębić roztwór i
dodać około 20 cm

3

wody, ponownie oziębić przenieść do kolbki miarowej o poj. 50 cm

3

,

używając przy tym niewielkiej ilości wody. Dopełnić wodą do kreski, wymieszać i
pozostawić do opadnięcia osadu (cząstek gleby). W przypadku próbek zawierających drobne
cząstki proces opadania (sedymentacji) może trwać nawet 24 godziny. Klarowny roztwór z

nad osadu przenieść ostrożnie pipetką do kuwety o grubości 1 cm i zmierzyć absorbancję przy
długości fali



=600 nm. Jako próbę ślepą użyć znajdujący się w zestawie odczynników

roztwór zawierający K

2

Cr

2

O

7

w kwasie siarkowym(VI), o stężeniach analogicznych do

otrzymanych przy sporządzaniu próbki glebowej.

Opracowanie wyników

Wykonując opisany tok oznaczenia dla 3 mg węgla uzyskuje się absorbancję 0,235. Ze

względu na liniową zależność pomiędzy absorbancją A i zawartością węgla S w mg C, po
odpowiednim przekształceniu, można otrzymać zależność

S

A





3

0 235

,

mg C

W związku z tym, uwzględniając odważkę m [g] oznaczanej próbki glebowej, procentową

zawartość węgla organicznego w glebie wyraża się wzorem:

m

A

W





277

,

1

gdzie:

W – procentowa zawartość węgla organicznego w glebie,
A – absorbancja roztworu,
m – odważka oznaczanej próbki glebowej w g.