Sprawozdanie z przedmiotu: Gleboznawstwo i rekultywacja gleb

Analiza uziarnienia gleby

1. Cel ćwiczenia laboratoryjnego

Celem ćwiczenia laboratoryjnego jest oznaczenie procentowego udział frakcji w glebie za pomocą metody areometrycznej. Metoda ta polega na pomiarach gęstości zawiesiny glebowej podczas postępującej sedymentacji cząstek glebowych w stałej temperaturze. Na podstawie zawartości w glebach poszczególnych frakcji mechanicznych, a w szczególności cząstek spławialnych (<0,02mm), można przyporządkować glebę do odpowiedniej grupy mechanicznej.

2. Przebieg ćwiczenia

Przygotowując próbkę do analizy 0,75 g (właściwie 1,5 g) Na₂CO₃ rozpuszczono w ok. 600 cm³ wody destylowanej. Wcześniej odważone i przesiane przez sito (średnica oczek - 1 mm) 40 g gleby umieszczono w mieszadle. Próbkę mieszano przez 15 minut, a następnie przeniesiono ją do cylindra miarowego o pojemności 500 cm³ (właściwie 1000 cm³) i uzupełniono wodą destylowaną. W drugim cylindrze o tej samej pojemności przygotowano roztwór poprawkowy. Odważono tą samą ilość Na₂CO₃ i dopełniono wodą destylowaną do objętości cylindra.

Jako pierwszy wykonano odczyt próbny. Temperaturę oznaczono jako temperaturę otoczenia: 22˚C. W przygotowanym roztworze poprawkowym umieszczono areometr, po czym dokonano odczytu. Następnie cylinder z zawiesiną glebową szczelnie zatkano dłonią i wytrząsano przez około pół minuty. Po upływie 11 minut dokonano odczytu areometrem. Na podstawie różnicy tych dwóch odczytów (7-2=5) do próbki dopasowano odpowiednią tabelę. W tym przypadku dla temperatury 22˚C adekwatne czasy odczytów to 25,5 sekundy, 1 minuta 43 sekundy oraz 11 minut 8 sekund. Po dokonaniu odczytów wyłączono stoper i przeniesiono areometr do roztworu poprawkowego. Następnie roztwór z próbką glebową znów wytrząsano, po czym spłukano osad z areometru. W roztworze próbnym odczytano poprawkę areometrem.

3. Wyniki i obliczenia

Próbne odczyty areometrem:

• Roztwór poprawkowy: 2

• Roztwór glebowy: 7

Z różnicy tych dwóch pomiarów wynika, że w glebie znajduje się ok. 5% cząstek o średnicy <0,02 mm.

Wyniki odczytów dokonanych po wytrząsaniu próbki z glebą dla odpowiednich czasów:

Czas	Frakcja	Średnica cząstek [mm]	Odczyt areometrem = zawartość procentowa frakcji
25,5 s	Piasek	1 – 0,1	17,5
1 min 43 s	Pył	0,1 – 0,02	13
11 min 8 s	Ił gruby	0,02 – 0,005	7

Wynik ostatniego pomiaru w roztworze próbnym to 1,5.

4. Wnioski

­­­

Oznaczenie zawartości węglanów w glebie

1. Cel ćwiczenia laboratoryjnego

Celem ćwiczenia jest oznaczenie zawartości CaCO₃ w próbce gleby. Dokonuje się tego metodą objętościową aparatu Scheiblera.

Aparat Scheiblera składa się z dwóch biuret połączonych U-rurką z których jedna jest kalibrowana, i u góry zamknięta kurkiem szlifowanym i połączona wężem gumowym z naczynkiem, w którym przebiega reakcja rozkładu węglanu wapnia pod wpływem HCl. Naczynie reakcyjne jest kolbą stożkową, a kwas solny jest wprowadzany w małym naczynku wmontowanym do korka zamykającego kolbę i połączoną wężem gumowym z głównym zbiornikiem.

Uprzednio oznacza się orientacyjną ilość węglanu wapnia przy pomocy obserwacji intensywności burzenia próbki w reakcji ze stężonym kwasem solnym.

2. Przebieg ćwiczenia

1. Wykonano próbną analizę zawartości węglanu wapnia: próbkę gleby, w której ma się oznaczać CaCO3, potraktowano stężonym kwasem. Zaobserwowano słabe burzenie, na podstawie czego określono orientacyjną zawartość CaCO3 na ok. 1-2 %.

2. Odważono próbkę gleby o masie 15g, umieszczono ją w kolbie o pojemności 300cm³ będącej częścią aparatu Scheiblera.

3. Do naczynka na kwas wlano pipetą taką ilość kwasu HCl, aby sięgał nieco poniżej otworu wlotowego, naczynko dokładnie osuszono, a następnie umieszczono w kolbie z próbką gleby i dokładnie zakorkowano.

4. Przy wyrównanym ciśnieniu powietrza w aparacie z powietrzem atmosferycznym odczytano i zapisano poziom cieczy w skalibrowanym ramieniu U-rurki, a następnie ustawiono kranik, aby kolba stożkowa miała połączenie tylko z U-rurką.

5. Przechylając kolbę, wylano porcjami kwas na próbkę gleby, ostrożnie mieszając i obserwując jednocześnie zmiany poziomu cieczy w U-rurce. Miało miejsce wydzielanie się CO2, który wypiera roztwór z ramienia kalibrowanego do ramienia niekalibrowanego. Czynność powtarzano aż do zużycia całego kwasu. Następnie wstrząśnięto zawartość kolby i odczekano kilkanaście sekund – do momentu gdy menisk w ramieniu kalibrowanym już nie ulegał obniżaniu i dokonano końcowego odczytu.

6. Ćwiczenie powtórzono. Otrzymano następujące odczyty zmiany poziomu cieczy: dla pierwszego pomiaru – 0,3cm, dla drugiego – 0,4cm.

7. Dokonano pomiaru ciśnienia atmosferycznego i temperatury w laboratorium: T=22^oC, ciśnienie = 768 mm Hg. Następnie z tabeli wykorzystującej zależność temperatury i ciśnienia odczytano współczynnik określający, ilu mg CaCO₃ odpowiada 1 cm³ wydzielonego CO₂ w powyższych warunkach.

8. Wykonano obliczenia mające na celu określenie procentowej zawartości węglanu wapnia w próbce.

3. Wyniki i obliczenia

4. Wnioski