Определение обменной кислотности (рНKCl) потенциометрически

Обменная кислотность – наиболее вредная для растений форма почвенной кислотности, обусловленная более подвижными ионами водорода и алюминия почвенного поглощающего комплекса (ППК), способными вытесняться в раствор при действии на почву гидролитически нейтральной соли. По величине обменной кислотности, используя группировку, можно определить степень кислотности почвы и нуждаемость её в известковании.

Показатель рНKCl используется при определении доз извести.

Принцип метода: Катионы водорода (Н+) и алюминия (Al3+) вытесняются из почвенного поглощающего комплекса с помощью гидролитически нейтральной соли – 1 н. раствора хлорида калия (KCl), рН которого составляет 5,5-5,8 – при соотношении почвы к раствору 1: 2,5. При этом происходят следующие реакции:

          Al3+                   3К+

ППК)  Н+ + nKCl = ППК) К+    + (n – 5)KCl + 2HCl + AlCl3

          Н+                       К+

AlCl3 + 3Н2О = Al(OH)3 + 3HCl.

Значение рН полученной вытяжки определяется потенциометрически      с помощью селективного по отношению к катионам водорода стеклянного электрода.

Определение гидролитической кислотности (НГ) по Каппену

Гидролитическая кислотность – максимальная форма почвенной кислотности, характеризующая весь поглощённый водород. Гидролитическая кислотность обусловлена ионами водорода, более прочно связанными с коллоидами почвы и не вытесняющимися из почвенного поглощающего комплекса (ППК) раствором нейтральной соли. Она определяется при обработке почвы раствором гидролитически щелочной соли. При сопоставлении значений гидролитической кислотности и суммы поглощённых оснований можно сделать предположение о степени кислотности почв. Гидролитическая кислотность используется при расчёте ёмкости катионного обмена, степени насыщенности почв основаниями, определении доз извести и возможности применения фосфоритной муки в чистом виде.

Принцип метода: Катионы водорода (Н+) вытесняются из почвенного поглощающего комплекса с помощью гидролитически щелочной соли – 1 н. раствора ацетата натрия (CH3COONa), рН которого составляет 8,0-8,2 – при соотношении почвы к раствору 1: 2,5. При этом происходит следующая реакция:

        Н+                                    Na+

ППК) Н+ + nСН3СООNa = ППК) Na+   + (n – 3)СН3СООNa + 3СН3СООН.

         Н+                                   Na+

По количеству 0,1 н. раствора гидроксида натрия (NaOH), пошедшего на титрование образовавшейся уксусной кислоты (СН3СООН), рассчитывается гидролитическая кислотность.

Нг, м-экв/100 г почвы = а*0,1*К*1,75/Н , где а – количество раствора NaOH, пошедшее на титрование, мл; 0,1 – нормальность раствора NaOH, экв/л; К – поправка к титру раствора NaOH; 1,75 – эмпирический коэффициент, учитывающий неполноту вытеснения катионов водорода из ППК при однократной обработке почвы; 100 – пересчёт на 100 г почвы;

Н – навеска почвы, соответствующая объёму фильтрата, взятому для титрования, г.

Определение суммы поглощённых оснований (S) по Каппену-Гильковицу

Сумма поглощённых оснований показывает общее содержание катионов оснований (Са2+, Mg2+, К+, Na+, NH4+ и т.д.) в почвенном поглощающем комплексе (ППК). При сопоставлении значений суммы поглощённых оснований и гидролитической кислотности можно сделать предположение о степени кислотности почв. Этот показатель необходим для расчёта ёмкости катионного обмена и степени насыщенности почв основаниями.

Принцип метода: Катионы оснований вытесняются из почвенного поглощающего комплекса с помощью 0,1 н. раствора соляной кислоты (HCl) при соотношении почвы к раствору 1: 5. При этом происходит следующая реакция:

                               Са2+                                            2Н+

ППК)Са2+ + nHCl = ППК)2Н+ + 2CaCl2 + MgCl2 + (n – 6)HCl.

                               Mg2+                                           2Н+

В результате обменной реакции нейтрализуется количество кислоты, эквивалентное количеству поглощённых оснований. Остаток кислоты учитывается титрованием 0,1 н. раствором гидроксида натрия (NaOH). Сумма поглощённых оснований рассчитывается по разности между исходным и оставшимся количеством кислоты.

S, м-экв/100 г почвы =(а*К1-в*К2)*0,1*100/Н , где а – объём фильтрата, взятого для титрования, мл; К1 – поправка к титру раствора HCl; в – количество раствора NaOH, пошедшее на титрование, мл; К2 – поправка к титру раствора NaOH; 0,1 – нормальность растворов HCl и NaOH, экв/л; 100 – пересчёт на 100 г почвы;

Н – навеска почвы, соответствующая объёму фильтрата, взятому для титрования, г.

Расчёт ёмкости катионного обмена (ЕКО)

Ёмкость катионного обмена показывает общее содержание поглощённых катионов в почвенном поглощающем комплексе. Ёмкость катионного обмена необходима для расчёта степени насыщенности почв основаниями, а также для определения возможности применения фосфоритной муки в чистом виде.

Ёмкость катионного обмена можно определить аналитически, однако в практических целях обычно пользуются следующей формулой:

ЕКО, м-экв/100 г почвы = Нг + S, где

Нг – гидролитическая кислотность, м-экв/100 г почвы;

S – сумма поглощённых оснований, м-экв/100 г почвы.

Расчёт степени насыщенности почв основаниями (V,%)

Степень насыщенности почв основаниями показывает, какую долю от общей ёмкости поглощения занимают поглощённые основания. По степени насыщенности основаниями, используя группировку, представленную ниже, можно определить нуждаемость почвы в известковании.

Степень насыщенности почв основаниями является одним из показателей, по которым определяют возможность применения фосфоритной муки в чистом виде.

Степень насыщенности почв основаниями определяется расчётным путём с помощью следующих формул:

V, % = S/EKO*100  или V, % = S/(S+Нг)*100, где S – сумма поглощённых оснований, м-экв/100 г почвы; ЕКО – ёмкость катионного обмена, м-экв/100 г почвы;

Нг – гидролитическая кислотность, м-экв/100 г почвы.