ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №25

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИТРАТОВ

Материалы и оборудование: навеска свежей почвы; коническая колба 500мл; фильтровальная бумага; пипетка.

Принцип метода. Нитраты извлекают из почвы дистиллированной водой или 0,1 н. КС1 и определяют ко­лориметрически по методу Грандваля-Ляжу или В. Б. Замятиной.

Метод Грандваля-Ляжу. При взаимодействии нитратов с дисульфофеноловой кислотой в щелочной среде образуются производные, окрашенные в желтый цвет. Вна­чале образуются тринитрофенолы:

дисульфофеноловая кислота   тринитрофенол

 

а после прибавления щелочи – нитропроизводные, окрашенные в желтый цвет: 

C6H2OH(NO2)3 + КОН = C6H2(NO2)3. OK + Н2О.

Определению мешают хлориды и аммиачные соли.

Навеску свежей почвы, соответствующую 10 - 50 г сухой почвы, помещают в коническую колбу вместимостью 250–500 мл и заливают 5-кратным количеством дистиллированной воды с учетом воды, уже содержащейся в свежей почве. Содержимое колбы взбалтывают 3 мин и немедленно фильтруют через плотный складчатый фильтр, перенося на него хорошо взмученную суспензию почвы. Первые мутные порции фильтрата переносят обратно на фильтр, и после окончания фильтрации немедленно приступают к определению. Определение нитратов возможно только из бесцветной и прозрачной вытяжки, не содержащей хлоридов и аммонийных солей. Если вытяжка окрашена или мутна, к ней прибавляют 5–10 мл 13%-ного раствора A12(SO4)3.18H2O и дают отстояться образовавшемуся осадку. Для работы берут прозрачный раствор. Если вытяжка содержит хлориды, к ней при­бавляют несколько капель 5%-ного раствора Ag 2SO4, нагревают до кипения и отфильтровывают выпавший оса­док AgCl. При наличии аммонийных солей к вытяжке прибавляют несколько капель 10%-ного раствора K2SO4.

Из подготовленной тем или иным способом вытяжки берут для анализа пипеткой 50 мл и выпаривают досуха в фарфоровой чашке в водяной бане. Одновременно в других фарфоровых чашках выпаривают 10 и 20 мл образцового раствора KNO3 (или NaNO3). После выпаривания чашки охлаждают и в каждую прибавляют точно по 1 мл дисульфофеноловой кислоты. Сухой остаток водной вытяжки, содержащийся в чашках, тщательно растирают небольшими стеклянными палочками с дисульфофеноловой кислотой, следя за тем, чтобы смочить и обработать последней не только дно чашки, но и ее боковые стенки. Не вынимая палочек, чашки оставляют на 10 мин, после чего в каждую из них приливают около 15 мл дистиллированной воды и вновь хорошо переме­шивают содержимое, а затем кислый раствор в чашках нейтрализуют 2%-ным раствором КОН или NaOH, при­ливая последний по каплям до появления неисчезающей желтой окраски. Окрашенные растворы переносят в мерные колбы на 50 или 100 мл, ополаскивают несколько раз дистиллированной водой чашки и палочки, перенося эту воду в мерные колбы. Доводят объем растворов да черты, перемешивают и немедленно, колориметрируют. При работе на ФЭК-М по градуированной кривой находят концентрацию NO3-, соответствующую измеренному значению оптической плотности, и вычисляют содержание NO-3 в миллиграммах на 1 кг сухой почвы по аналогичной формуле, для вычисления аммиачного азота 

где   а - содержание NH4+ в 50 мл, найденное по градуировочной кривой, мг;

V - общее количество 1 н. раствора КС1, взятое для приготовления вытяжки, мл;

b - объем испытуемого раствора, взятый для опре­деления, мл;

 с - навеска почвы, г;

1000 - коэффициент для пересчета на 1 кг почвы;

К - коэффициент пересчета на сухую почву.

 Если при колориметрировании применялось дополнительное разведение, необходимо внести на него поправку.

Реактивы. 1. Дисульфофеноловая кислота – 3 г чистого фенола помещают в колбу вместимостью 100 мл, приливают 20 мл H2SO4 (плотность 1,84), закрывают корковой пробкой, в которую вставлена длинная стеклянная трубка, служащая холодильником. Конец трубки должен находиться на уровне нижней поверхности пробки. Содержимое колбы хорошо перемешивают и колбу опускают в кипящую водяную баню на 6 ч. Хранят раствор в склянке из коричневого стекла и отмеривают его пипеткой с предохранителем.

2. 20%-ный раствор КОН или NaOH.

3. Образцовый раствор нитратов: 0,1631 г химически чистого КNОз растворяют в дистиллированной воде и разводят до 1 л в мерной колбе. После перемешивания берут 100 мл этого раствора и вновь разводят до 1 л в мерной колбе. 1мл разбавленного раствора содержит 0,01 мг NO3 .

Метод В. Б. Замятиной. При взаимодействии нитра­тов с индигокармином в присутствии H2SO4 происходит обесцвечивание последнего, степень которого пропорцио­нальна содержанию нитратов.

Вытяжку приготавливают так, как описано выше, или с 0,1 н. раствором КС1 (при отношении 1: 2,5 на 20 г почвы берут 50 мл 0,1 в. раствора КС1 и взбалтывании в течение 5 мин). К 5 мл вытяжки из микробюретки при­ливают 1,25 мл индигокармина, 5 мл концентрированной H2SO4, содержимое тщательно перемешивают и охлаж­дают при комнатной температуре. После охлаждения приливают 39 мл Н2О и через 20 мин колориметрируют, на фотоэлектроколориметре.

Для приготовления градуировочной кривой берут 9 колбочек на 100 мл; в нулевую колбочку приливают 5 мл 0,1 н. раствора КС1, а в остальные по 5 мл стан­дартных растворов № 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. В каждую кол­бочку приливают по 1,25 мл индигокармина из микробю­ретки и осторожно вливают по 5 мл концентрированной H2SO4. После охлаждения до комнатной температуры приливают 39 мл Н2О, перемешивают и колориметри­руют на фотоколориметре.

По градуировочной кривой находят концентрацию азота, соответствующую измененному значению опти­ческой плотности, а вычисление нитратного азота в миллиграммах на 1 кг сухой почвы ведут по формуле, приведенной на предыдущей странице.

Р е а к т и в ы. 1. Образцовый раствор KNO3: 0,722 г химически чистого KNO3 растворяют в 1 л 0,1 н. КС1 - основной раствор, содержащий 0,1 мг азота в 1 мл.

2.Рабочие растворы готовят в колбах на 500 мл:

№  рабочего раствора            1     2           3          4              5           6            7           8

 

Взято

основного раствора, мл   5        10  15        20       25         30          35            40      

Концентрация азота, мг в 1мл

                        0,001   0,002   0,003   0,004   0,005   0,006   0,007     0,008  

3.    0,1 н. раствор КС1: 7,5 г КС1 на 1 л Н2О.

4.    Раствор индигокармина: 4 г индигокармина растворяют в 400 г теплой воды (50 - 60° С), после охлаждения объем доводят до 500 мл (раствор А). 90 мл раствора А разводят до 500 мл - рабочий раствор; его готовят ежедневно перед работой.

5.    H2SO4 плотностью 1,84, свободная от нитратов. Для испытания H2SO4 на  чистоту берут 50 мл кислоты, разбавляют 1: 1 и добавляют раствор индигокармина; если индиго дает устойчивую голубую окраску, кислота пригодна для анализа.