Анализ удобрений

РАСПОЗНАВАНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПО КАЧЕСТВЕННЫМ РЕАКЦИЯМ

При отсутствии паспорта на удобрение или при долгом его хранении возникает необходимость проведения качественного и количественного анализа.

По внешнему виду все минеральные удобрения делят на две группы – кристаллические и аморфные (порошковидные). Кристаллические удобрения хорошо растворимы в воде. Аморфные – слаборастворимы или нерастворимы.

Кристаллическое строение характерно для азотных удобрений (кроме цианамида кальция –CaCN₂), калийных удобрений (кроме калимага K₂SO_4*2MgSO₄ и печной золы) и сложных азотно-фосфорно-калийных удобрений – аммофоса (NH₄H₂PO₄), диаммофоса ((NH₄)₂HPO₄), нитрофоски. Аморфное состояние характерно для фосфорных и известковых удобрений.

Ход анализа кристаллических и аморфных удобрений различен.

I. Диагностика кристаллических удобрений

1) Испытывают поведение растертых кристаллов удобрения на раскаленном древесном угле: амидные и аммиачные удобрения плавятся с выделением аммиака; нитратные - вспыхивают и быстро сгорают: натриевая селитра – желтым пламенем, калийная селитра – фиолетовым, аммиачная селитра – вспыхивает и быстро сгорает с выделением белого дымка (аммиака).

2) Растворяют примерно 1 г удобрения в 15-20 мл дистиллированной воды. Раствор разливают в три пробирки и добавлением 10 %-ного NaOH или KOH, 5 %-ного BaCl₂ и 1 %-ного AgNO₃ устанавливают содержание конкретного катиона или аниона. Так, при действии щелочи на раствор удобрения, содержащего ион аммония (NH₄Cl, NH₄NO₃, (NH₄)₂SO₄), выделяется аммиак, который определяется по запаху :

NaOH + NH₄Cl ® NaCl + NH₃­ + H₂O

Мочевина при реакции со щелочью характерных продуктов не дает.

Реакция с хлористым барием позволяет определить наличие в составе удобрения иона SO₄⁼. К раствору удобрения в пробирке прибавляют 2-3 капли BaCl₂. Появление белого осадка (BaSO₄), нерастворимого в слабой уксусной или соляной кислоте, подтверждает присутствие в составе удобрения иона SO₄^=.

Реакция с азотнокислым серебром служит для определения иона Cl^-:

к раствору удобрения добавляют 2-3 капли AgNO₃ . Появление белого творожистого осадка указывает на присутствие в составе удобрения иона Cl^-.

Калийные удобрения, в отличие от азотных, не сгорают и не плавятся на раскаленном древесном угле, а лишь потрескивают или остаются без изменения. При добавлении щелочи к раствору калийных удобрений характерных продуктов реакции не обнаруживается.

Диагностика калийных удобрений основывается как на внешних особенностях, так и на их химических реакциях (с AgNO₃, BaCl₂). Хлористый калий (KCl) обычно имеет вид белых мелких кристаллов; 40 %-ная калийная соль (смесь KCl с сильвинитом) – состоит из смеси белых, розовых, красных мелких кристаллов; сильвинит (mKCl*nNaCl) – представлен крупными кристаллами розового, белого, синего цвета; сернокислый калий (K₂SO₄) – состоит из мелких белых или кремовых кристаллов. Каинит (KCl*MgSO₄*3H₂O) и калимагнезия (K₂SO₄*MgSO₄) дают хорошо выраженную реакцию на ион SO₄⁼. Но в отличие от сернокислого калия последние обнаруживают заметную реакцию и на хлор-ион (муть в растворе калимагнезии и белый творожистый осадок в растворе каинита).

II. Распознавание аморфных удобрений начинают с разделения их на две группы:

1) имеющие белый или серый цвет: известковые, суперфосфат (Ca(H₂PO₄)₂*H₂O), преципитат (CaHPO₄*2H₂O), гипс (CaSO₄).

2) Имеющие черный и землисто-серый цвет: фосфоритная мука (Ca₃(PO₄)₂), томасшлак (4CaO*P₂O₅), цианамид кальция (CaCN₂) и калимаг (K₂SO_4*2MgSO₄).

Качественный анализ удобрений первой группы начинают с реакции 10%-ным раствором HCl. Если при действии кислоты на удобрение наблюдается “вскипание” – это известковый материал. Суперфосфат, преципитат и гипс - не вскипают. Суперфосфат обычно представлен в виде порошка или гранул диаметром 1 - 4 мм. Водная суспензия суперфосфата имеет кислую реакцию, что определяется по изменению цвета синей лакмусовой бумажки в розовый. Преципитат и гипс отличают друг от друга реакцией с AgNO₃. При добавлении в водный раствор преципитата 2-3 капель AgNO₃ выпадает желтый осадок.

Плохо растворимые в воде удобрения второй группы различают по внешнему виду и реакции раствора (проба на лакмус).

Фосфоритная мука-это тонкий порошок землистого-серого цвета, имеющий нейтральную реакцию.

Томасшлак – имеет темно-серую окраску, щелочную реакцию среды. При действии на сухое удобрение кислоты бурно “вскипает”.

Цианамид кальция – иссиня-черный порошок с запахом керосина, имеющий щелочную реакцию среды. При добавлении соляной кислоты к сухому удобрению наблюдается бурное вскипание с образованием на стенках пробирки черных колец при оседании пены.

Калимаг состоит из гранул темно-серого цвета. Суспензия калимага дает хорошо выраженную реакцию на SO₄⁼-ион.

Реактивы: 1) дистиллированная вода; 2) 5 %-ный раствор ВаСl₂ ;3) 1 %-ный раствор AgNО₃ ; 4) 10 %-ный раствор NaOH или КОН; 5) 10 %-ный раствор НСl; 6) синяя лакмусовая бумага; 7) кусочки древесного угля.

Форма записи результатов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЗОТА В НИТРАТНЫХ УДОБРЕНИЯХ МЕТОДОМ ДЕВАРДА

Принцип метода: При действии сплава Деварда (50 % меди, 45 % алюминия и 5 % цинка) на азотнокислые соли в условиях щелочной среды происходит восстановление нитратов до аммиака:

Zn + 2 NaOH = Zn(ONa₂) + H₂

NaNO₃ + 4H₂ = NH₃­ + NaOH +2H₂O

Аммиак отгоняется в аппарате Кьельдаля и связывается титрованной серной кислотой в приемнике: 2NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄. По количеству связанной кислоты определяют количество аммиака, а по нему азота, содержащегося в анализируемом удобрении.

Ход анализа. Среднюю пробу удобрения растирают в фарфоровой ступке в мелкий порошок. Затем 2 г аммиачной селитры или 4 г натриевой или калийной селитры переносят в химический стакан, приливают около 100 мл дистиллированной воды и нагревают на электроплитке до кипения, помешивая раствор стеклянной палочкой. Горячий раствор фильтруют в мерную колбу на 250 мл, а стакан ополаскивают 4-5 раз водой, сливая промывные воды на фильтр. Охлаждают. Доводят объем раствора дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.

Берут пипеткой 25 мл раствора, переносят в отгонную колбу аппарата Кьельдаля, приливают туда же 250-300 мл дистиллированной воды. В приемник этого аппарата наливают из бюретки 100 мл 0.2 н Н₂SO₄ и 2-3 капли индикатора Гроака, устанавливают под трубку холодильника так, чтобы конец ее был погружен в кислоту. Затем в отгонную колбу вносят 2-3 г сплава Деварда, приливают 2-3 капли фенолфталеина и 25 мл 40 %-ной щелочи, быстро закрывают пробкой с каплеуловителем. Содержимое колбы на 10 мин. оставляют без нагревания, затем пускают воду в холодильник, включают электроплитку, и жидкость отгоняют в течение трех часов. Полноту отгона определяют по красной лакмусовой бумажке: если последняя не посинела - отгон окончен.

Содержимое приемной колбы титруют 0.2 н NaOH до перехода сиреневой окраски в зеленую. Расчет содержания азота (в %) в удобрении проводят по формуле:

(V₁*н₁ - V₂*н₂)*0.014*100*р

%N = --------------------------------------------------

m

где V₁ – объем кислоты, взятой для поглощения аммиака, мл; н₁ – молярная концентрация эквивалентов серной кислоты (1/2 H₂SO₄), ммоль/мл; V₂ – объем NaOH, пошедший на титрование непрореагировавшей с аммиаком кислоты, мл; н₂ – молярная концентрация NaOH, ммоль/мл; 0.014 – молярная масса азота, г/ммоль; 100 – для выражения результата в %; р – разведение (250/25), m– навеска удобрения, г.

Реактивы: 1) 0.2 н H₂SO₄; 2) индикатор Гроака; 3) 40 %-ный раствор NaOH или КОН; 4) сплав Деварда; 5) красная лакмусовая бумага; 6) 0.2 н NaOH (8 г NaOH на 1 л раствора).

Форма записи результатов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ АЗОТА В АММИАЧНЫХ И АММИАЧНО НИТРАТНЫХ УДОБРЕНИЯХ ФОРМАЛИНОВЫМ МЕТОДОМ

Данный метод принят в качестве стандартного при определении содержания азота в аммиачных удобрениях – сернокислом аммонии, хлористом аммонии и др. В случае анализа аммиачной селитры результат удваивается, так как в этом удобрении азот входит в состав катиона и аниона.

Принцип метода. Основан на количественном связывании аммиака формалином с образованием нейтрального соединения гексаметилентетрамина (уротропина)- С₆Н₁₂N₄. Реакция образования гексаметилентетрамина идет внейтральной среде. При этом выделяется соответствующая минеральная кислота в количестве, эквивалентном содержанию аммиачного азота:

2(NH₄)₂SO₄ + 6HCOH = C₆H₁₂N₄ + 2H₂SO₄ + 6H₂O

По количеству образовавшейся кислоты, которую учитывают титрованием щелочью, определяют процент азота в удобрении.

Ход анализа. На технических весах берут навеску удобрения 2 г, помещают в химический стакан и растворяют примерно в 100 мл дистиллированной воды. Затем переносят в мерную колбу на 250 мл, доводят водой до метки и перемешивают. Если раствор получается мутный, его фильтруют. Берут пипеткой 25 мл раствора, переносят в коническую колбу, прибавляют 2-3 капли индикатора метилрота . Если раствор кислый (розовый цвет от индикатора), его нейтрализуют 0.1 н щелочью (не допуская ее избытка) до момента перехода розовой окраски в золотисто-желтую.

В другую коническую колбу помещают 10 мл 40 %-ного раствора формалина и также прибавляют к нему 2-3 капли метилрота. При наличии кислой реакции раствор формалина также нейтрализуют 0.1 н щелочью. Приготовленный раствор формалина вливают в нейтрализованный раствор анализируемого удобрения. Сразу же после сливания исследуемый раствор изменяет окраску в розовую вследствие выделения кислоты при реакции формалина с аммиаком.

К раствору с выделившейся минеральной кислотой прибавляют 2-3 капли фенолфталеина и титруют его 0.1 н щелочью. При титровании следует внимательно наблюдать за изменением цвета раствора. Вначале розовая окраска переходит в бледно-желтую, а затем она сменяется слабо-розовой, определяющей конец титрования.

Расчет содержания азота (в %) производится по формуле:

V*н*0.014*100*р

%N = -------------------------------------

m

где V–объем NaOH, пошедший на титрование, мл; н – молярная концентрация NaOH, ммоль/мл; 0.014 – молярная масса азота, г/ммоль; m – навеска удобрения, г; р – разведение (250/25); 100 – для выражения результата в %.

Реактивы: 1) 0.1 н раствор NaOH (4 г NaOH на 1 л раствора), 2) метилрот; 3) 40 %-ный раствор формалина; 4) фенолфталеин.

Форма записи результатов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЗОТА В МОЧЕВИНЕ ФОРМАЛИНОВЫМ МЕТОДОМ

Принцип метода. При нагревании с серной кислотой мочевина подвергается гидролизу с образованием аммиака и угольной кислоты.

CO(NH₂)₂+2H₂O → 2NH₃+H₂CO₃

Угольная кислота разлагается на СО₂ и Н₂О. Аммиак связывается с серной кислотой в сульфат аммония:

2NH₃+H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄

Избыток серной кислоты осторожно нейтрализуют щелочью. Далее ход анализа аналогичен определению азота в сульфате аммония.

Ход анализа. 1 г мочевины – CO(NH₂)₂ переносят в плоскодонную колбу из тугоплавкого стекла. Смывают приставшие к горлу колбы частицы небольшим количеством дистиллированной воды и добавляют 5 мл концентрированной H₂SO₄. Содержимое колбы кипятят в вытяжном шкафу до прекращения бурного выделения СО₂, а затем до появления белых паров сернистого ангидрида. Охладив колбу, приливают в нее 50 мл дистиллированной воды и 2-3 капли метилрота. Нейтрализуют кислоту в колбе 5.0 н NaOH до перехода окраски в золотисто-желтую. Последующим добавлением по каплям 0.5 н H₂SO₄ добавляются появления розовой окраски. К нейтрализованному раствору прибавляют 20 мл 40 %-ного формалина и 2-4 капли фенолфталеина. Выделившуюся кислоту титруют до появления через желтую розовой окраски.

Расчет содержания азота (в %) производится по формуле:

где V – объем NaOH, пошедший на титрование, мл; н – молярная концентрация NaOH, ммоль/мл; 0.014 – молярная масса азота, г/ммоль; m – навеска удобрения, г; 100 – для выражения результата в %.

Реактивы: 1) концентрированная H₂SO₄; 2) 5.0 н NaOH (200 г NaOH на 1 л раствора); 3) 0.5 н H₂SO₄ (14 мл конц. H₂SO₄ на 1 л раствора); 4) 40 %-ный раствор формалина; 5) 1.0 н NaOH (40 г. NaOH на 1 л раствора).

Форма записи результатов

Определение содержания водорастворимых фосфатов в удобрениях объемным методом Шефера

Водорастворимая фосфорная кислота наиболее доступна растениям. Это, главным образом, ортофосфорная кислота и ее одно- и двузамещенные соли кальция, калия, железа и др.

Зная количество легкодоступного для растений фосфора в суперфосфате, можно правильно установить дозы фосфорных удобрений в зависимости от почвенных и климатических условий, биологических особенностей культур и фазы их развития.

Согласно стандарту, водорастворимого Р₂О₅ в удобрениях должно быть не менее 75 % общей фосфорной кислоты и 95 % усвояемой.

Принцип метода заключается в осаждении фосфорной кислоты раствором молибденовокислого аммония в сильнокислой среде в виде комплексного соединения (NH₄)₃PO₄×12MoO₃×2HNO₃×H₂O. Сильнокислая среда необходима для удержания в растворе ряда элементов. Так, концентрированная серная кислота препятствует осаждению оксида кремния. Азотная кислота предотвращает выпадение в осадок молибденовой кислоты. Кислая среда создается прибавлением смеси концентрированных серной и азотной кислот

Метод Шефера требует точного соблюдения техники анализа, так как комплексная соль может изменять свой состав при изменении условий осаждения, растворения осадка и т.п.

Образовавшийся осадок комплексной соли отмывают от примесей и растворяют в известном объеме титрованной щелочи в присутствии формалина. При растворении осадка происходит следующая реакция:

2(NH₄)₃PO₄×12MoO₃×2HNO₃×H₂O + 56NaOH = 24Na₂MoO₄ + 4NaNO₃ + Na₂HPO₄ + 6NH₃ + 34H₂O

Образующийся свободный аммиак мешает дальнейшему определению, поэтому его выводят из реакции, связывая формалином в нейтральное органическое соединение гексаметилентетрамин C₆H₁₂N₄.

4NH₃ + 6HCOH = C₆H₁₂N₄ + 6H₂O

Остаток щелочи, не пошедший на растворение осадка, оттитровывают соляной кислотой в присутствии фенолфталеина. По разности между первоначально взятым количеством щелочи, пошедшей на растворение осадка комплексной соли, которое эквивалентно содержанию фосфора в вытяжке из удобрения.

Ход анализа. Суперфосфат хорошо растирают в фарфоровой ступке. На технических весах берут навеску 2 г и переносят в мерную колбу емкостью 250 мл. Добавляют около 100 мл. Н₂О и взбалтывают на ротаторе в течение 30 мин. Доводят водой до метки и после тщательного перемешивания фильтруют.

В химический стакан емкостью 100-150 мл берут пипеткой 10 мл фильтрата, прибавляют 20 мл холодной дистиллированной воды (в случае анализа простого суперфосфата), при анализе двойного суперфосфата берут 5 мл вытяжки и прибавляют 25 мл воды.

Приливают к раствору цилиндром 15 мл смеси концентрированных кислот и нагревают до появления первых пузырьков. Нельзя допускать повышения температуры выше 80^оС, так как возможно выпадение в осадок хлопьев молибденовой кислоты. Снимают стакан с огня, осторожно приливают цилиндром в середину раствора 30 мл сульфатмолибденовой жидкости. Выпавший осадок ярко-желтого цвета осторожно перемешивают круговыми движениями и оставляют на 15-18 часов. После этого производят промывание осадка. Сначала на фильтр переносят надосадочную жидкость. Осадок в стакане 4-5 раз промывают декантацией 1 %-ным раствором Na₂SO₄. Промывание осадка на фильтре ведут 1 %-ным раствором сульфата натрия до нейтральной реакции фильтрата (контроль по синей лакмусовой бумаге).

Отмытый осадок с фильтром помещают в колбу на 250-300 мл и приливают из бюретки 0.2 н раствор щелочи небольшими порциями до полного растворения комплексной соли. На каждые 25 мл прилитой щелочи добавляют 0.8 мл 40 % раствора формалина. Добавляют 2-3 капли фенолфталеина. Если раствор обесцветился, добавить щелочь до малиновой окраски. Избыток щелочи оттитровывают 0.1 н раствором HCl до обесцвечивания.

Расчет фосфора (в %) производится по формуле:

(V₁н₁ – V₂н₂)*0.002539*100*р

%P₂O₅ =--------------------------------------------------------------

m

где V₁ – объем щелочи, пошедший на растворение осадка, мл; н₁ – молярная концентрация NaOH, ммоль/мл;V₂–объем НСl, пошедший на титрование избытка щелочи, мл; н₂– молярная концентрация НСl; ммоль/мл 0.002539 – коэффициент для перехода от количества комплексной соли к Р₂О₅; г/ммоль р – разведение ; m – навеска, г.

Реактивы: 1) смесь азотной и серной кислот: 30 мл Н₂SO₄ (d 1,84) осторожно влить в 1 л HNO₃ (d 1.20). Для приготовления HNO₃ ( d 1.20) –424 мл HNO₃ ( d 1.41) прилить в мерную колбу объемом 1 л с 500 мл дистиллированной воды, долить водой до 1 л и перемешать; 2) раствор молибденовокислого аммония (сульфатмолибденовая жидкость): в стеклянный цилиндр, емкостью 2 л, перенести 100 г х.ч. сухого (NH₄)₂SO₄, прилить 1 л концентрированной HNO₃ (1d 1.36 – 1.37), осторожно взболтать до растворения соли. Отдельно 300 г х.ч. молибденовокислого аммония растворить в 1 л горячей дистиллированной воды, охладить до комнатной температуры и осторожно тонкой струей при непрерывном помешивании прилить в раствор азотнокислого аммония в азотной кислоте. Оставить на 48 часов. Отфильтровать через плотный бумажный фильтр. Хранить в хорошо закрытой темной склянке в темном прохладном месте; 3) 1 %-ный раствор Na₂SO₄ 10Н₂О; 4) 0.2 н раствор щелочи (KOH или NaOH); 5) 0.1 н раствор HCl (8.2 мл конц. HCl на 1 л раствора); 6) 40 %-ный раствор формалина; 7) фенолфталеин.

Форма записи результатов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЛИЯ В КАЛИЙНЫХ УДОБРЕНИЯХ

Для установления дозы калийного удобрения необходимо знать процентное содержание в нем действующего вещества (К или К₂О). Наиболее простой и быстрый метод определения калия – фотометрический.

Принцип метода. Фотометрия пламени – это вид эмиссионного спектрального анализа, в котором источником возбуждения излучения различных спектров служит пламя при горении смеси газов: ацетилен-воздух, пропан-кислород и др. Из-за относительно невысокой температуры пламени спектры излучения состоят из небольшого числа спектральных линий, что позволяет выделить излучения элементов при помощи светофильтров и использовать простые и имеющие сравнительно невысокую стоимость спектральные приборы – пламенные фотометры. Наиболее часто фотометрию пламени применяют при определении щелочных и щелочноземельных металлов.

Определяемые элементы поступают в плазму пламени в виде аэрозоля, полученного при распылении растворов пробы сжатым окислителем (воздух-кислород). Атомы соответствующего металла в пламени возбуждаются и дают спектр излучения пропорционально количеству атомов в растворе. При среднем содержании определяемого элементов в растворе эта зависимость линейная.

Излучение проходит через светофильтр, попадает на фотоэлемент и фиксируется гальванометром.

Ход анализа. Калийное удобрений хорошо растереть в фарфоровой ступке. На аналитических весах взять навеску удобрения 0.5 г, перенести в химический стакан. Прилить 50-100 мл холодной дистиллированной воды, размешать стеклянной палочкой до полного растворения. Отфильтровать раствор в мерную колбу емкостью 250 мл и довести водой до метки, хорошо перемешать. Взять пипеткой 10 мл раствора в другую мерную колбу емкостью 250 мл, довести водой до метки, тщательно перемешать. Последний раствор просматривают на пламенном фотометре.

Содержание в удобрении калия рассчитывают на К или К₂О, используя стандартный график, построенный по шкале образцовых растворов. Расчет ведут по формуле:

А*100*р

%К₂О = ---------------------,

m

где а – концентрация К₂О по градуировочной кривой, мг/250 мл; m– навеска удобрения, мг; р – разведение – 250/10.

Приготовление калибровочной шкалы. 0.7915 г КСl растворяют в 1 л дистиллированной воды. В 1 мл полученного стандартного раствора содержится 0.5 мг К₂О. Эталонные растворы готовят в мерных колбах емкостью 250 мл; приливая из бюретки возрастающие количества стандартного раствора: 0.5; 1; 2; 4; 5; 10; 20; 40; 50 мл. Колбы доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают.

Приготовленные стандартные растворы, начиная с наименьшей концентрации, вводят в пламя прибора и записывают показания гальванометра. Концентрацию элемента в испытуемых растворах (в мг/250 мл) находят по градуировочным кривым, которые строят в координатах: отсчет по шкале прибора – концентрация элемента.

Шкала для приготовления эталонных растворов

Форма записи результатов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ НЕЙТРАЛИЗУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ИЗВЕСТКОВЫХ УДОБРЕНИЙ

Основной целью применения известковых удобрений является нейтрализация почвенной кислотности. Факторами нейтрализации в известковых удобрениях являются СаСО₃, МgCO₃, CaO, Ca(OH)₂. Для агрономических целей нет необходимости определять каждое из указанных соединений отдельно. Достаточно определить их общую нейтрализующую способность.

Принцип метода. Известковое удобрение обрабатывают при нагревании титрованной соляной кислотой:

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Соляную кислоту для анализа берут с избытком. Остаток ее оттитровывают щелочью: HCl + NaOH = NaCl + 2H₂O

По разности между количеством HCl, взятой для анализа, и ее остатком устанавливают количество соляной кислоты, пошедшей на реакцию. Этот объем эквивалентен нейтрализующей способности суммы карбонатов, оксидов и гидроксидов кальция и магния.

Результат выражают в процентах СаО или СаСО₃.

Ход анализа. 2 г тонко измельченного удобрения переносят в стакан или колбу, приливают пипеткой 200 мл 0.5 н HCl , перемешивают и ставят для нагревания на кипящую водяную баню. Нагревание ведут при помешивании стеклянной палочкой до полного растворения осадка. Затем фильтруют в сухую посуду. Берут 50 мл фильтрата в коническую колбу на 250 мл, добавляют 2-3 капли фенолфталеина и титруют несвязанную кислоту 0.5 н раствором NaOH до слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение минуты.

Результаты вычисляют по формуле:

(50*н₁ – V₂*н₂)*0.05*100

%СаСО₃ = --------------------------------------------------------

m

где н₁ – молярная концентрация HCl; ммоль/мл; V₂ - объем NaOH, пошедшей на титрование, мл; н₂ – молярная концентрация NaOH, ммоль/мл; 0.05 – ммоль (1/2 СаСО₃)_, г; m – навеска, отвечающая 50 мл раствора, взятого для титрования, г.

Реактивы: 1) 0.5 н раствор HCl (41 мл конц. НСl на 1 л раствора); 2) 0.5 н раствор NaOH (20 г NaOH на 1 л раствора); 3) фенолфталеин.

Форма записи результатов

АНАЛИЗ ГИПСА

Гипс применяется для химической мелиорации солонцов. Дозы его устанавливают в зависимости от содержания в почве поглощенного Na, а также от содержания CaSO₄∙2H₂O в материале, используемом для гипсования.

Принцип метода. Навеска гипса растворяется при нагревании в разбавленной соляной кислоте:

CaSO₄∙2H₂O + 2HCl = CaCl₂ + H₂SO₄ + 2H₂O

В растворе после отделения примесей определяют содержание сульфат-ионов, которые осаждают хлористым барием:

H₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄¯+ 2HCl

Осадок BaSO₄ прокаливают и взвешивают. Зная содержание в исследуемом материале ионов SO₄^2-, можно рассчитать и содержание в нем гипса.

Ход анализа. Навеску гипса около 1 г берут на аналитических весах, переносят в фарфоровую чашку и прибавляют 50 мл разведенной HCl (реактив 1). Чашку накрывают часовым стеклом и ставят на электроплитку. Нагревание раствора ведут постепенно до кипения. Затем снимают стекло и смывают его в чашку дистиллированной водой, содержимое чашки выпаривают на водяной бане досуха. Сухой остаток смачивают 5-10 мл разведенной HCl (реактив 1), приливают туда 50 мл горячей дистиллированной воды и хорошо размешивают стеклянной палочкой. Далее для выделения выпавшего остатка кремнекислоты, песка, глины и других примесей полученный раствор фильтруют через беззольный фильтр в мерную колбу емкостью 100 мл. Осадок на фильтре промывают горячей дистиллированной водой, подкисленной HCl (реактив 3).

По охлаждении раствор в колбочке доливают до метки дистиллированной водой, закрывают пробкой и взбалтывают. В химический стакан берут пипеткой 25 мл раствора для осаждения иона SO₄^2- и нагревают до кипения. Одновременно в стеклянной пробирке доводят до кипения 5 мл 10 %-ного раствора BaCl₂ (реактив 2) и приливают его в стакан с кипящим раствором. Чтобы добиться полноты осаждения SO₄^2--ионов и образования более крупных кристаллов BaSO₄ стакан накрывают стеклом и оставляют на 4 часа.

Пока идет осаждение, готовят чистый, прокаленный до постоянного веса фарфоровый тигель. По истечении 4 часов содержимое стакана фильтруют через плотный фильтр (синяя лента), промытый предварительно кипящей дистиллированной водой, подкисленной HCl (реактив 3), для удаления из фильтровальной бумаги следов сульфат-ионов.

Поскольку мелкокристаллический осадок BaSO₄ способен проходить даже через плотный фильтр, следует колбу, в которую собирается фильтрат, ставить на черную бумагу. Это позволяет легко обнаружить “проскочивший” осадок. Если это произошло, фильтрат подкисляют соляной кислотой (реактив 4), нагревают до кипения и вновь фильтруют.

Когда на фильтр перенесен весь осадок из стакана, последний многократно обрабатывают реактивом 3, сливая промывные воды на фильтр. Промывание осадка продолжают до тех пор, пока в промывной жидкости будет отсутствовать реакция на Ва²⁺ (с 10 %-ной H₂SO₄). Отмытый фильтр с осадком переносят в фарфоровый тигель и подсушивают на электроплитке. Затем тигель переносят в муфель для прокаливания осадка. Температура в муфеле не должна подниматься выше 750 ^оС, т.к. при 800 ^оС BaSO₄ уже разлагается. По этой же причине прокаливание не следует излишне затягивать (после озоления достаточно 20-минутного прокаливания).

Тигель с осадком охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах, доводя до постоянного веса.

Результат анализа выражают в % к удобрению по следующей формуле:

[a-(б+в)]*0.4114*1.7922*100*p

%CaSO₄*2H₂O = -----------------------------------------------------------------------

m

где а – масса тигля с осадком после прокаливания, г; б – масса пустого тигля, г; в – масса золы фильтра, г; 0.4114 – граммы SO₄^2-, отвечающие 1 г BaSO₄; 1.7922 – граммы CaSO₄∙2H₂O, отвечающие 1 г SO₄^2-; m– навеска удобрения, г; р – разведение (100/25).

Реактивы: 1) HCl разведенная (1 объем HCl (d 1.19) приливают к 3 объемам дистиллированной воды); 2) BaCl₂, 10 %-ный раствор; 3) дистиллированная вода, подкисленная HCl (2-3 мл HCl (d 1.29) на 500 мл воды); 4) HCl, 10 %-ный раствор (236,4 мл конц. HCl на 1 л раствора); 5) H₂SO₄ – 10 %-ный раствор (60,6 мл конц. . H₂SO₄ на 1 л раствора).

Форма записи результатов

АНАЛИЗ ОРГАНИЧЕСКИХ УДОБРЕНИЙ

Определение питательных веществ в органических удобрениях используется для оценки их качества, а также для расчета доз внесения удобрений в почву.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ АЗОТА В НАВОЗЕ

Принцип метода. Органическое вещество навоза озоляют концентрированной серной кислотой с добавлением селена (катализатор). Серная кислота при температуре кипения в присутствии органических веществ распадается на сернистый газ, воду и кислород:

2H₂SO₄ → 2SO₂­+ 2H₂O + O₂

Кислород, выделяющийся при распаде серной кислоты, окисляет аминокислоты. При этом выделяется аммиак, углекислый газ и органическая кислота, которая в дальнейшем тоже окисляется до воды и углекислого газа. Аммиак связывается серной кислотой в сульфат аммония: 2NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO_4, и отгоняется из щелочного раствора в аппарате Кьельдаля::

(NH₄)₂SO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + 2NH₄OH;

2NH₄OH → 2NH₃ + 2H₂O

Аммиак по трубке холодильника попадает в приемник с титрованной серной кислотой и связывается ею с образованием вновь сульфата аммония:

2NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄

По количеству кислоты, связанной выделившимся аммиаком, определяют процент азота в навозе.

Ход анализа. 5 г (1 г сухого) навоза помещают в колбу Кьельдаля . Заливают навеску 20 мл концентрированной H₂SO₄ и дают постоять 30 минут (лучше оставить до следующего занятия), чтобы органическое вещество навоза частично обуглилось. Затем вносят в колбу 0.1 г селена. Для полного разрушения органического вещества необходима температура около 400 ^оС, дальнейшее повышение температуры ведет к потере азота, поэтому для поддержания температуры на требуемом уровне добавляют в колбу 5 г К₂SO₄. После этого содержимое колбы нагревают до полного обесцвечивания. Далее колбу охлаждают, осторожно приливают немного дистиллированной воды и количественно переносят в отгонную колбу, доводя объем жидкости в отгонной колбе до 300 мл. Прибавляют 2-3 капли фенолфталеина. В приемник аппарата наливают из бюретки 50 мл 0.1 н Н₂SO₄ и 2-3 капли индикатора Гроака, устанавливают под трубку холодильника так, чтобы ее конец был погружен в кислоту. После этого в отгонную колбу добавляют 80 мл 40-50 % NaOH и быстро закрывают пробкой. Пускают воду в холодильник, включают электроплитки и кипятят до тех пор, пока не перегонится 2/3 объема жидкости. Полноту отгона проверяют по красной лакмусовой бумажке.

Остаток серной кислоты в приемнике оттитровывают 0.1 н щелочью.

Расчет (в %) производится по формуле:

(V₁*н₁ – V₂*н₂)*0.014*100

%N = ---------------------------------------------------

m

где V₁ – объем Н₂SO₄, взятой в приемную колбу для поглощения аммиака, мл; н₁ – молярная концентрация эквивалентов серной кислоты (1/2 H₂SO₄), ммоль/мл; V₂ – объем NaOH, пошедший на титрование непрореагировавшей с аммиаком кислоты, мл; н₂ – молярная концентрация NaOH, ммоль/мл; 0.014 – молярная масса азота, г/ммоль; 100 – для выражения результата в %; m – навеска удобрения, г.

Реактивы: 1) концентрированная Н₂SO₄; 2) 40 % раствор NaOH; 3) 0.1 н Н₂SO₄ (2,8 мл конц. Н₂SO₄ на 1 л раствора); 4) фенолфталеин; 5) индикатор Гроака; 6) красная лакмусовая бумага; 7) 0.1 н NaOH (4 г NaOH на 1 л раствора)ё.

Форма записи результатов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АММИАЧНОГО АЗОТА В НАВОЗЕ ПО И.РОМАШКЕВИЧУ КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Принцип метода. Аммиак вытесняется из навоза и одновременно связывается 0.05 н соляной кислотой (NH₃ +HCl = NH₄Cl). В полученной вытяжке производится колориметрическое определение NH⁴⁺, основанное на взаимодействии солей аммония с реактивом Несслера с образованием комплексной соли желтого цвета (йодистого меркураммония):

NH₄Cl + 4KOH + 2K₂(HgI₄) = HgOHg(NH₄)I + 7KI + KCl + 3H₂O

Присутствующие в растворе катионы кальция, магния и др. ионы с реактивом Несслера дают нерастворимые осадки и вызывают помутнение раствора. Поэтому к испытуемому раствору добавляют сегнетовую соль (калий-натрий вин

нокислый, KOOC(CHOH)₂COONa*4H₂O), которая связывает ионы в недиссоциирующие соединения

Ход анализа: На технических весах берут навеску навоза 10 г и переносят в 500 мл колбу с широким горлом. Туда же приливают 250 мл 0.05 н HCl и встряхивают на ротаторе в течение 30 минут. Затем содержимое колбы фильтруют. Для получения прозрачного фильтрата необходимо сразу перенести как можно больше твердых частиц навоза. Из отфильтрованной вытяжки берут 5 мл в мерную колбу на 100 мл, прибавляют 4 мл 25 %-ного раствора сегнетовой соли, доводят общий объем жидкости водой до 80-90 мл, приливают 2 мл реактива Несслера и доводят до черты. Хорошо перемешивают.

Одновременно готовят образцовые растворы. В мерные колбы на 100 мл помещают 1; 2; 5; 8; 10; 15 мл рабочего раствора хлористого аммония, приливают дистиллированной воды, 4 мл сегнетовой соли и 2 мл реактива Несслера, доводят объем до метки. Хорошо перемешивают. Через 15 минут растворы просматривают на ФЭКе при синем светофильтре.

Содержание аммонийного азота (в %) рассчитывают по формуле:

A*100*V

%N = -------------------------------------

m*1000*V₁

где а –количество азота по графику, мг/100 мл; V – общий объем раствора, мл ; V₁ – объем раствора, взятый для окрашивания, мл ; m – навеска, г; 1000 – перевод мг в г.

Реактивы. 1) 0.05 н HCl (4.1 мл конц HCl на 1 л раствора); 2) 25 %-ный раствор сегнетовой соли; 3) реактив Несслера; 4) образцовый раствор NH₄Cl: 0.7405 х.ч. NH₄Cl растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 1 л. Затем 20 мл этого раствора переносят в мерную колбу и вновь доводят до 1 л. В 1 мл последнего образцового раствора содержится 0.005 мг NH₄⁺.

Все реактивы готовят на дистиллированной воде, не содержащей аммиака.

Форма записи 1

Форма записи 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ ФОСФОРА В НАВОЗЕ

Для определения содержания фосфора в органических удобрениях широко используется метод, предложенный Дениже.

Принцип метода. Навеску вещества озоляют сухим способом. В растворе фосфор определяют колориметрически.

Основой данного метода является способность фосфат-иона в слабокислой среде образовывать с молибденовокислым аммонием фосфор-молибденовую гетерополикислоту H₇(P(Mo₂O₇)₆)*nH₂O. При добавлении сильного восстановителя – хлористого олова – шестивалентный молибден частично восстанавливается до пятивалентного, при этом образуется фосформолибденовая синь и раствор окрашивается в голубой цвет. Поскольку состав получаемого окрашенного комплекса зависит от кислотности среды, концентрации молибдата аммония и свойств восстановителя, необходимо строго соблюдать указания используемой методики.

Ход анализа. Навеску навоза (около 1 г) помещают в прокаленный тарированный тигель и подвергают сухому озолению в муфельной печи. Температура не должна превышать 500-525 ^о С. После 30-минутного прокаливания тигли вынимают и охлаждают на воздухе. Прибавляют 5-6- капель концентрированной HNO₃ или 30 %-ного пергидроля, затем после испарения окислителя тигель снова ставят в муфель на 30 мин. Если полного сжигания не произошло, в охлажденные тигли вновь добавляют окислитель, выпаривают и прокаливают Осторожно переносят тигли в эксикатор, охлаждают и взвешивают на аналитических весах. Озоление считается законченным, если разница двух последних взвешиваний не превышает ±0.0005 г.

Полученную золу в тигле увлажняют несколькими каплями дистиллированной воды. Приливают 5 мл 25 %-ного раствора HCl и тщательно размешивают стеклянной палочкой (работа ведется в вытяжном шкафу). Для более полного растворения золы и снижения концентрации раствора в тигель приливают 15-20 мл горячей дистиллированной воды. Растворенную золу вместе с нерастворившимися частицами переносят через воронку в мерную колбу емкостью 100 мл (колба № 1), многократно промывая тигель и палочку дистиллированной водой и сливая промывную жидкость в ту же колбу. Охлажденный раствор доводят до метки, закрывают чистой пробкой и перемешивают.

После того как нерастворившиеся частицы осядут на дно колбы, осторожно пипеткой берут 10 мл прозрачного раствора и переносят в другую мерную колбу на 100 мл (колба № 2). Сюда же добавляют 1-2 капли фенолфталеина и нейтрализуют 1%-ным раствором аммиака до слабо-розовой окраски. Нейтрализованный раствор доводят до метки и хорошо перемешивают. 10 мл раствора из колбы № 2 переносят в третью мерную колбу емкостью 100 мл, приливают 10 мл 27 %-ного раствора серной кислоты, 10 мл 2 %-ного раствора молибденовокислого аммония и 60 мл дистиллированной воды. Содержимое колбы доводят до метки и хорошо перемешивают. Добавляют 7 капель хлористого олова и снова перемешивают. Через 5 мин. раствор колориметрируют (светофильтр красный).

Приготовление калибровочной шкалы. 0.1917 к КН₂РО₄ растворяют в дистиллированной воде, переносят в мерную литровую колбу и доводят до метки. Для приготовления рабочего раствора берут пипеткой 20 мл основного раствора и разбавляют в литровой колбе водой до метки. Получают рабочий раствор с концентрацией Р₂О₅ 0.002 мг/мл.

Для построения калибровочного графика готовят следующие серии растворов:

Окрашивают эталонные растворы так же, как и анализируемые (за исключением нейтрализации по фенолфталеину).

Содержание Р₂О₅ (в %) рассчитывают по формуле:

А*100*р

%Р₂О₅ = ------------------------------

m*1000

где а- количество Р₂О₅ по графику, мг/100 мл; р – разведение; 100 – для выражения данных в %; m – навеска, г;1000 – для перевода мг Р₂О₅ в г.

Реактивы: 1) НСl, 25 %-ный раствор (63,4 мл конц. НСl на 100 мл раствора); 2) NH₄OH, 1 %-ный раствор (43,7 мл конц. NH₄OH на 1 л раствора) ; 3) H₂SO₄, 27 %-ный раствор (184,4 мл конц. H₂SO₄ на 1 л раствора); 4) молибденовокислый аммоний, 2 %-ный раствор; 5) раствор хлористого олова (берут 2.5 г SnCl₂∙2H₂O и растворяют при нагревании в 24 мл НСl (d 1.19). После охлаждения приливают дистиллированную воду до 100 мл и получают раствор олова в 10 %-ном растворе НСl). В работе следует использовать свежеприготовленный раствор двухлористого олова; 6) фенолфталеин.

Форма записи результатов

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Петербургский А.В. Практикум по агрономической химии. – М., 1968.

2. Практикум по агрохимии / Под ред. В.Г.Минеева. – М.,1989.

3. Практикум по агрохимии /Под ред. А.С.Радова. – М., 1985.

4. Химический анализ почв: Учеб. пособие / Растворова О.Г., Андреев Д.П., Гагарина Э.И. и др. - СПб., 1995.

5. Воробьева Л.А. Химический анализ почв. М., 1998.

СОДЕРЖАНИЕ

РАСПОЗНАВАНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ ПО КАЧЕСТВЕННЫМ РЕАКЦИЯМ......................................... 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЗОТА В НИТРАТНЫХ УДОБРЕНИЯХ МЕТОДОМ ДЕВАРДА.......................................................... 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ АЗОТА В АММИАЧНЫХ И АММИАЧНО-НИТРАТНЫХ УДОБРЕНИЯХ ФОРМАЛИНОВЫМ МЕТОДОМ............................................................................................................................................................................................ 7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЗОТА В МОЧЕВИНЕ ФОРМАЛИНОВЫМ МЕТОДОМ........................................................................ 6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВОДНОРАСТВОРИМЫХ ФОСФАТОВ В УДОБРЕНИЯХ ОБЪЕМНЫМ МЕТОДОМ ШЕФЕРА................................................................................................................................................................................................................... 7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЛИЯ В КАЛИЙНЫХ УДОБРЕНИЯХ....................................................................................................... 9

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ НЕЙТРАЛИЗУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ИЗВЕСТКОВЫХ УДОБРЕНИЙ....................... 11

АНАЛИЗ ГИПСА............................................................................................................................................................................... 12

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ АЗОТА В НАВОЗЕ......................................................................................... 14

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АММИАЧНОГО АЗОТА В НАВОЗЕ ПО И.РОМАШКЕВИЧУ КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ 15

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ ФОСФОРА В НАВОЗЕ.................................................................................. 17

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.................................................................................................................... 19

Составители: Брехова Любовь Ивановна

Стахурлова Лариса Дмитриевна

Редактор Бунина Т.Д.

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 763; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!