Определение содержания в почве сульфат-ионов
1. Общие сведения о сульфатных соединениях.
2. Получение водного раствора сульфатов.
3. Методики количественного и качественного анализа наличия сульфата в растворе.
Список литературы
1. Общие сведения о сульфатных соединениях.
В почвах содержатся несколько видов сульфатных соединений. Среди них – как труднорастворимые соединения, так и ряд легкорастворимых соединений, которые и составляют основное количество сульфатов водной вытяжки из почвы.
Среди растворимых сульфатных соединений почв наиболее известны сульфат аммония, сульфат магния, натрия и калия. Эти соединения часто используются в качестве удобрений - источников соответствующих катионов.
Сульфат аммония используют в качестве азотного удобрения, так как NO4+ легко отделяется от сульфатного аниона и усваивается растениями в качестве источника азота. На песчаных почвах и спесчаненных суглинках сульфат аммония может служить источником серы. В целом, сульфат аммония очень сильно влияет на химический состав почв, так как легко распадается и составные компоненты активно взаимодействуют с другими почвенными анионами и катионами, формируя в свою очередь соединения с иногда слабой растворимостью. Это затрудняет определение сульфатов в почвах.
Сульфат магния оказывает существенное влияние на прорастание пыльцевых зерен. Сульфат кальция ингибирует выделение метана из почв затопляемого поля (что очень важно при возделывании риса – культуры, выращиваемой на затопляеиых полях).
Вместе с тем повышенная концентрация тех или иных сульфатных соединений в почве может оказаться опасной: так, например, повышенное содержание в почве сульфата аммония проводило к полиэнцефаломаляции овец и крупного рогатого скота в результате отравления травой, выросшей на этих почвах.
Сульфаты наиболее характерны для засоленных почв. Из соединений сульфатов, характерных для солончаков, можно привести в пример часто встречающиеся мирабилит Na2SO4*2H2O, эпсомит MgSO4*10H2O, тенардит. Na2SO4 .
Растворимость сульфатных соединений, г/л при 20 градусах Цельсия, наиболее высокая у сульфата натрия (185 г/л), чуть ниже у сульфатов калия и магния.
Растворимость слаборастворимой соли водного сульфата кальция CaSO4*2H2O (гипса) составляет 2,06 г/л. Вытяжка из почвы слаборастворимых соединений представляет собой насыщенный по отношению к содержанию данной соли в почвенной влаге раствор.
2. Получение водного раствора сульфатов.
Растворы веществ, содержащихся в почве, получают многими способами, которые принципиально можно разделить на две группы:
- получение почвенного раствора;
- получение водной вытяжки из почвы.
В первом случае мы получаем так называемую несвязанную или слабо связанную почвенную влагу – ту, которая содержится между частицами почвы и в почвенных капиллярах. Это слабо насыщенный раствор, но его химический состав является актуальным для растения, поскольку именно эта влага омывает корни растений и именно в ней идет обмен химическими веществами между почвой и корневыми волосками.
Во втором случае мы вымываем из почвы связанные с ее частицами растворимые химические соединения. Выход соли в водную вытяжку зависит от соотношения почвы и раствора и увеличивается при возрастании температуры экстрагирующего раствора (до определенных пределов, так как слишком высокая температура может разрушить какие-либо вещества или перевести их в иное состояние) и увеличении объема раствора и степени измельченности почвы (опять-таки, до определенных пределов, так как слишком мелкие пылеобразные частицы могут сделать затруднительной или невозможной экстракцию и фильтрацию раствора).
Почвенный раствор получают с помощью ряда инструментов. Основные из них – это опрессование, центрифугирование, вытеснение несмешивающимся раствором жидкости, вакуум-фильтрационный метод и лизиметрический метод. ............
