ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ I PODSTAW OCHRONY ŚRODOWISKA

INSTYTUT CHEMII I PODSTAW OCHRONY ŚRODOWISKA

FIZYKOCHEMIA ŚRODOWISKA

ĆWICZENIE 42

OZNACZANIE WAPNIA I MAGNEZU W GLEBIE

Wykonali:

Murawski Sebastian

Wolski Łukasz

Wstęp teoretyczny

Jedną z podstawowych własności gleb jest zdolność do sorbowania wolnych jonów z roztworu glebowego. Zdolność ta zależy od ilości i jakości składników kompleksu sorpcyjnego. Kompleks sorpcyjny stanowi najbardziej rozdrobnioną, koloidalną część fazy stałej gleby, posiadającą zdolność zatrzymywania i wymiany jonów z roztworem glebowym. W jego skład mogą wchodzić koloidy:

• mineralne: montmorylonit, ilit, kaolinit;

• amfoteryczne: allofan, wodorotlenki glinu i żelaza;

• niekrzemianowe minerały krystaliczne: getyt, limonit, gibsyt;

• mineralna krzemionka.

Zdolność wymiany kationów zależy głównie od specyficznej budowy minerałów, wielkości ładunku i powierzchni właściwej. Ilościowym parametrem określającym tę właściwość jest wielkość zwana pojemnością sorpcyjną gleby (T), zdefiniowana jako maksymalna ilość jonów, które są ( mogą być ) zasorbowane w glebie wymiennie. Wyliczenie wartości T polega na zsumowaniu kwasowości hydrolitycznej (H_h) z sumą kationów zasadowych (S). Wynika z tego, że jest ona wartością sumy jonów H⁺ i innych kationów ( np. Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺, itp. ) związanych w kompleksie sorpcyjnym. Pojemność sorpcyjna jest parametrem charakterystycznym analizowanej gleby.

Chcąc analizować glebę pod kątem jej zanieczyszczenia, musimy analizować ją używając bardziej wyrafinowanych technik, np. metod spektroskopii atomowej do oznaczania nieorganicznych jonów metalicznych.

Cel ćwiczenia

Celem naszego ćwiczenia jest oznaczenie wapnia i magnezu w glebie.

Przebieg ćwiczenia

Oznaczanie wapnia

Substancja wzorcowa: Do jednej kolby stożkowej wlaliśmy 20 cm³ wody destylowanej, 2 cm³ roztworu 1-molowego wodorotlenku sodu, 0,2 g mureksydu oraz 1 kroplę wersenianu disodu ( intensywne fioletowe zabarwienie ).

Odważyliśmy 2g wysuszonej w temperaturze 120^οC gleby ( uprzednio wyprażonej w temperaturze 450^οC ) i umieściliśmy ją w drugiej kolbie stożkowej o pojemności 300 ml, dodaliśmy 50 cm³ roztworu octanu amonu i mieszaliśmy intensywnie przez 40 minut. Następnie roztwór przesączyliśmy, odmierzyliśmy 5 cm³ ekstraktu po czym go zalkalizowaliśmy za pomocą roztworem zasady sodowej do pH 12-13. Do zawartości zalkalizowanego ekstraktu dodaliśmy ok. 0,2 g mureksydu i miareczkowaliśmy roztworem wersenianu disodowego do uzyskania barwy zgodnej z wzorcem ( nie wylewaliśmy zawartości kolby po analizie, całość zostawiliśmy do oznaczania magnezu ).

Zawartość wapnia obliczyliśmy z następującego wzoru:

gdzie:

- objętość zużytego do miareczkowania roztworu wersenianu disodu [dm³];

- stężenie roztworu wersenianu disodu [mol/dm³];

- masa gleby użytej do ekstrakcji [kg];

- masa molowa wapnia [mg/mol];

- współczynnik równoważności wynikający ze stosunku objętości roztworu octanu amonu do objętości ekstraktu pobranego do oznaczenia (f=50/5=10).

Po podstawieniu do wzoru otrzymamy:

Oznaczanie magnezu

Fioletowy roztwór po oznaczeniu wapnia zobojętniliśmy roztworem kwasu solnego o stężeniu 1 mol/dm³. Zawartość kolby podgrzewaliśmy na łaźni do zaniku zabarwienia wywołanego obecnością mureksydu. Następnie próbkę ochłodziliśmy do temperatury pokojowej, dodaliśmy 10 cm³ buforu amoniakalnego amoniakalnego i około 0,5 g czerni eriochromowej T. Następnie próbkę zmiareczkowaliśmy roztworem wersenianu disodu aż do momentu uzyskania błękitnego zabarwienia ( poprzez fioletowe zabarwienie ).

W tej części doświadczalnej nie została zidentyfikowana zawartość jonów magnezu w glebie, ponieważ po zmiareczkowaniu analizowanej próbki nie uzyskaliśmy błękitnego zabarwienia roztworu.

Wnioski

Zawartość wapnia w glebie jest znacznie większa od zawartości magnezu. Przykładem może być badana przez nas gleba w której nie wykryliśmy magnezu.

1

---