Sprawozdanie z przedmiotu: Gleboznawstwo i rekultywacja gleb
Oznaczanie pH w roztworze glebowym
1. Cel ćwiczenia laboratoryjnego
Celem ćwiczenia jest oznaczenie odczynu pH próbki gleby za pomocą metody potencjometrycznej. Parametr ten wpływa na właściwości chemiczne, fizykochemiczne i biochemiczne gleb. Decyduje m.in. o możliwości wzrostu roślin, kierunku i szybkości przebiegu procesów biologicznych w glebach. Znajomość odczynu gleby może ułatwić przeprowadzenie zabiegów agrotechnicznych takich jak wapnowanie w celu odkwaszenia gleby lub nawożenie np. solami potasowymi.
2. Przebieg ćwiczenia
Odważono po 10 g gleby powietrznie suchej i przesianej przez sito o średnicy oczek 1mm, a następnie umieszczono je w dwóch zlewkach. Do pierwszej zlewki z glebą dodano 25cm3 wody destylowanej, a do drugiej 25cm3 1-molowego roztworu chlorku potasu. Zawartość zlewek wymieszano przez kołowanie i odstawiono na 15 minut, a następnie powtórzono czynność i zmierzono pH pehametrem, zanurzając elektrody w zawiesinie glebowej. Odczytu wartości pH dokonano po ustaleniu się wskazań potencjometru.
Elektrodę każdorazowo przepłukiwano wodą destylowaną i osuszano papierowym ręcznikiem w celu uniknięcia błędów i niedokładności pomiarów.
Oznaczenie przeprowadzono w dwóch próbach. Otrzymane wyniki zestawiono w tabeli 1.
3. Wyniki
| pH | |
|---|---|
| Próbka A | |
| pH w KCl | 5,88 |
| pH w H20 | 5,44 |
4. Wnioski
Poniższa tabela prezentuje przyjęty podział gleb ze względu na ich pH ich roztworu wodnego i pH roztworu 1- molowego KCl:
| Odczyn | pH w wodzie | pH w KCl |
|---|---|---|
| Toksyczno-kwaśny | < 3.5 | < 3 |
| Bardzo kwaśny | 3.5 – 5 | 3 – 4.5 |
| Kwaśny | 5.1 – 6 | 4.6 – 5.5 |
| Lekko kwaśny | 6.1 – 6.7 | 5.6 – 6.5 |
| Obojętny | 6.8 – 7.4 | 6.6 – 7.2 |
| Alkaliczny | > 7.4 | >7.2 |
Na jej podstawie klasyfikujemy naszą próbkę do gleb kwaśnych. Jest to dość rozpowszechniony typ gleb w Polsce, obejmujący około 30 % powierzchni kraju. Ogólnie gleby o różnym stopniu kwasowości ( lekko kwaśne, kwaśne, bardzo kwaśne ) stanowią 80% powierzchni Polski. Przyczyną takiego stanu jest formowanie się warstwy glebowej z kwaśnych skał, nanoszonych przez lądolód.
Odczyn gleby jest istotny dla rolnictwa. Dla zarejestrowanego w próbce przedziału kwasowości istotną zaletą gleby jest wysoka przyswajalność większości potrzebnych roślinie mikroelementów, za wyjątkiem molibdenu i fosforu. Do negatywnych właściwości zaliczyć można zwiększoną przyswajalność metali ciężkich, co może prowadzić do osadzania się zanieczyszczeń w roślinach i do zmniejszania plonowania. Dodatkowo większe zakwaszenie gleby zmniejsza aktywność bakterii istotnych w procesie obiegu pierwiastków w przyrodzie, jednocześnie zwiększając aktywność grzybów pleśniowych, mogących atakować uprawy.
Tego typu gleba może być wykorzystywana rolniczo do uprawy łubiny żółtej, owsa, ziemniaków, żyta i pszenicy. Nie nadają się za to do uprawy kukurydzy, rzepaku, grochu, jęczmienia ani buraka cukrowego. Do uprawy tych roślin niezbędne było by przeprowadzenie zabiegów zmieniających odczyn gleby. Niektóre rośliny ogrodowe specyficznie wymagają kwaśnych gleb do prawidłowego rozwoju np. hortensje i magnolie. Dla większości jednak lepiej sprawdza się gleba o bardziej zasadowym odczynie ( 6.0 – 7.0 pH).
Otrzymane w trakcie ćwiczeń wyniki mogą być jednak dość niepewne, ze względu na przeprowadzenie pomiarów jedynie 15 minut po sporządzeniu roztworów glebowych, pod czas gdy prawidłowo powinno się odczekać 24 godziny.
Oznaczanie właściwości buforowych gleby
1. Cel ćwiczenia laboratoryjnego
Celem ćwiczenia jest poznanie teoretycznych wiadomości na temat właściwości buforowych gleb oraz poznanie metody oznaczania właściwości buforowych gleb. Pozwoli to na stwierdzenie, czy dana gleba jest bogata/uboga w próchnicę, oraz czy jest ona lekka, czy ciężka.
2. Przebieg ćwiczenia
2.1 Określenie właściwości buforowych badanej próbki gleby metodą Arrheniusa
Roztwory glebowe
Na początku ćwiczenia do 11 zlewek o pojemności 100 cm3 odważono po 10g gleby ( ) powietrznie suchej i przesianej przez sito o średnicy oczek 1 mm. Do pierwszych pięciu zlewek dodano pipetą wzrastające ilości HCl o stężeniu 0,1 mol/dm3, kolejno: 2 cm3 (zlewka 1), 4 cm3 (zlewka 2), 6 cm3 (zlewka 3), 8 cm3 (zlewka 4) i 10 cm3 (zlewka 5), a do następnych pięciu wzrastające ilości roztworu NaOH o stężeniu 0,1 mol/dm3, kolejno: 2 cm3 (zlewka 6), 4 cm3 (zlewka 7), 6 cm3 (zlewka 8), 8 cm3 (zlewka 9), 10 cm3 (zlewka 10). Następnie wszystkie zlewki uzupełniono wodą destylowaną do łącznej objętości 20 cm3, zatem do zlewek 1 i 6 dodano 18 cm3 wody destylowanej, do zlewek 2 i 7 - 16cm3 wody destylowanej, do zlewek 3 i 8 - 14 cm3 wody destylowanej, do zlewek 4 i 9 - 12 cm3 wody destylowanej, a do zlewek 5 i 10 dodano 10 cm3 wody destylowanej. Ostatnią próbkę gleby w zlewce 11 zalano 20 cm3 wody destylowanej – była to próbka zerowa. Zawartość każdej zlewki wymieszano kilkakrotnie bagietką i pozostawiono na 1 godzinę. Po upłynięciu tego czasu zawartość próbek ponownie wymieszano i zmierzono wartości pH metodą potencjometryczną.
Roztwory wzorcowe
W tym samym czasie przygotowywano roztwory wzorcowe. Aby tego dokonać, podobnie jak w poprzedniej części ćwiczenia, do pięciu zlewek o pojemności 100 cm3 odmierzono pipetą wzrastające ilości roztworu HCl o stężeniu 0,1 mol/ dm3: 2, 4, 6, 8, 10 cm3, a do kolejnych pięciu - wzrastające ilości roztworu NaOH o stężeniu 0,1 mol/dm3: 2, 4, 6, 8, 10 cm3. Następnie wszystkie zlewki uzupełniono wodą destylowaną do objętości 20 cm3. Zlewkę 11 napełniono 20 cm3 wody destylowanej. W tym samym czasie, tak jak dla roztworów glebowych, zmierzono pH.
2.2. Wykreślenie krzywych.
Po dokonaniu pomiarów pH na papierze milimetrowym sporządzono wykres zależności pH od dodanych objętości kwasu i zasady, dla przesączów glebowych i roztworów wzorcowych.
3. Wyniki
| HCl | NaOH |
|---|---|
| objętość[cm3] | wzorzec |
| 2 | 2,35 |
| 4 | 2,03 |
| 6 | 2,01 |
| 8 | 1,73 |
| 10 | 1,73 |
| H2O |
|---|
| wzorzec |
| 6,00 |
4. Wnioski
Analiza krzywych buforowych przedstawionych na wykresie pozwala zauważyć, że krzywa dla próbki glebowej ma kształt zbliżony do prostej o pewnym nachyleniu. Jej przebieg jest pośredni pomiędzy poziomym i pionowym, bardziej jednak zbliżony do poziomego, co świadczy o większej zdolności buforowej gleby. Z wykresu odczytać można, iż do zmiany pH o jednostkę potrzeba ok. 3 ml odczynnika, a 1 ml odczynnika powoduje zmianę pH o ok. 0,3. Pojemność buforowa może wskazywać, że jest to gleba ciężka z dużą zawartością próchnicy.