Определение нитратного азота в почве дисульфофеноловым методом (по Грандваль – Ляжу)
Значение анализа. В почве азот имеется в виде органических и минеральных соединений. Доступными для растений являются минеральные формы: соли аммония, азотной и азотистой кислот, образующиеся в процессе микробиологического превращения органических азотсодержащих соединений. Количество минерального азота составляет 1-3% от общего содержания его в почве. Наиболее легко и быстро растения усваивают нитраты, поэтому содержание их в почве – основной показатель обеспеченности растений легкодоступным азотом.
Количество нитратов в почве весьма динамично и варьирует во времени в зависимости от способа содержания почвы, наличия растений и т. д. За вегетационный период в оптимальных условиях (паровое поле) в пахотном слое может накопиться до 150 кг/га нитратного азота (до 5-7мг на 100г почвы).
Принцип метода. Нитраты хорошо растворяются в воде, поэтому их извлекают из почвы водой, а затем количественно определяют колориметрическим методом. В основе получения окраски лежит взаимодействие дисульфофеноловой кислоты с нитратами, в результате чего образуется – тринитрофенол, который в щелочной среде дает соли, окрашивающие раствор в желтый цвет. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации нитратного азота.
В присутствии хлоридов результаты получаются заниженными. Мешает определению и большое количество аммиака.
В основе метода лежат следующие реакции:
1. С6Н3(НSО3)2ОН + 3НNО3 = С6Н2(NО2)3ОН + 2Н2SО4 + Н2О
дисульфофеноловая тринитрофенол
кислота (пикриновая кислота)
1. С6Н2(NО2)3ОН + NаОН = С6Н2(NО2)3ОNа + Н2О
тринитрофенолят
(пикрат) натрия
Техника анализа. 20г почвы помещают в колбу на 250-300мл, добавляют на кончике ножа гипс (СаSО4 × 2Н2О) или алюмокалиевые квасцы АI2(SО4)3 × К2SО4 × 24Н2О для осаждения коллоидов и получения прозрачного фильтрата, приливают 100мл воды и после пятиминутного взбалтывания (комков почвы не должно оставаться) отфильтровывают через складчатый фильтр. Отбирают 25мл прозрачного фильтрата в пронумерованную фарфоровую чашку и выпаривают на водяной бане досуха. Это количество фильтрата соответствует 5г почвы.
Если в растворе много аммонийных солей, то для устранения их снижающего влияния на результаты анализа перед выпариванием добавляют 2 капли 0,1н раствора NаОН.
К сухому остатку приливают 1мл дисульфофеноловой кислоты, тщательно распределяют по чашке стекляной палочкой с закругленным концом и оставляют для взаимодействия на 20 мин. Затем приливают 15мл воды, перемешивают и содержимое нейтрализуют 20% раствором едкого натра или крепким водным раствором аммиака, до появления устойчивой желтой окраски. В нейтрализованном растворе лакмусовая бумага окрашивается в синий цвет.
Окрашенный раствор без потерь переносят в колбу на 50мл, 2-3 раза смывая чашку водой, доводят до метки и колориметрируют на ФЭКе при синем светофильтре. Если окраска испытуемого раствора будет интенсивнее наиболее окрашенного образцового раствора, то определенный объем его разбавляют водой перед колориметрированием и при вычислении результатов учитывают разбавление.
Содержание нитратов в почве вычисляют по калибровочной кривой. Для построения кривой выпаривают в фарфоровых чашках образцовый раствор нитрата калия в объеме 1,2,3,5,10 и 15мл и обрабатывают их так же, как и испытуемые, измеряют их оптическую плотность и по полученным данным вычерчивают график. На оси ординат откладывают отсчеты шкалы ФЭКа, на оси абсцисс – количество мг N – NO3-, рассчитанное на 100г сырой почвы. Затем, учитывая содержание влаги, пересчет ведут на сухую почву.
В 1мл образцового раствора содержится 0,01мг N. Если выпаривают 1мл в фарфоровой чашке и переносят в колбу на 50мл, то это соответствует, в нашем случае, 5г почвы. Значит, в 100г почвы будет содержаться 0,01 × 20 = 0,2мг N; 2мл образцового раствора соответствуют 0,4мг N на 100г почвы и т. д.
Форма протокола
|
Название образца, вариант |
Навеска почвы, г |
Объем вытяжки для выпарива-ния, мл |
№ фарфоро-вой чашки |
№ колбы на 50мл |
Показания ФЭКа |
Количество N -NO3- на 100г сырой почвы, мг |
Количество N -NO3- на 100г сухой почвы, мг |
Влажность почвы, % |
Реактивы:
1.Дисульфофеноловая кислота.
2.Гипс СаSО4 × 2Н2О.
3.Едкий натр 20%, или NН4ОН 10%.
4.Образцовый раствор КNО3. Перекристаллизованной сухой соли берут 0,7216г. Доводят объем до 1л, консервируют 3 каплями толуола. Для получения рабочего раствораствора исходный разбавляют в 10 раз – 1мл его содержит 0,01мг N – NO3-.