Визначення вмісту в грунті сульфат-іонів

Визначення вмісту в грунті сульфат-іонів

1. Загальні відомості про сульфатних з'єднаннях.

2. Отримання водного розчину сульфатів.

3. Методики кількісного та якісного аналізу наявності сульфату в розчині.

Список літератури

1. Загальні відомості про сульфатних з'єднаннях.

У грунтах містяться декілька видів сульфатних сполук. Серед них - як важкорозчинні сполуки, так і ряд легкорозчинних сполук, які й становлять основну кількість сульфатів водної витяжки з грунту.

Серед розчинних сульфатних сполук грунтів найбільш відомі сульфат амонію, сульфат магнію, натрію і калію. Ці сполуки часто використовуються в якості добрив - джерел відповідних катіонів.

Сульфат амонію використовують в якості азотного добрива, так як NO ₄ ⁺ легко відділяється від сульфатного аніону і засвоюється рослинами як джерело азоту. На піщаних грунтах і спесчаненних суглинках сульфат амонію може служити джерелом сірки. В цілому, сульфат амонію дуже сильно впливає на хімічний склад грунтів, так як легко розпадається і складові компоненти активно взаємодіють з іншими грунтовими аніонами і катіонами, формуючи в свою чергу з'єднання з іноді слабкою розчинністю. Це ускладнює визначення сульфатів у грунтах.

Сульфат магнію має суттєвий вплив на проростання пилкових зерен. Сульфат кальцію інгібує виділення метану з грунту затоплюваної поля (що дуже важливо при вирощуванні рису - культури, що вирощується на затопляеіих полях).

Разом з тим підвищена концентрація тих чи інших сульфатних сполук у грунті може виявитися небезпечною: так, наприклад, підвищений вміст у грунті сульфату амонію проводило до поліенцефаломаляціі овець і великої рогатої худоби в результаті отруєння травою, що виросла на цих грунтах.

Сульфати найбільш характерні для засолених грунтів. З сполук сульфатів, характерних для солончаків, можна привести в приклад часто зустрічаються мірабіліт Na ₂ SO ₄ * 2 H ₂ O, епсоміт MgSO ₄ * 10 H ₂ O, Тенардье. Na ₂ SO _4.

Розчинність сульфатних сполук, г / л при 20 градусах Цельсія, найвища у сульфату натрію (185 г / л), трохи нижче у сульфатів калію і магнію.

Розчинність слаборозчинні солі водного сульфату кальцію CaSO ₄ * 2 H ₂ O (гіпсу) становить 2,06 г / л. Витяжка з грунту слаборозчинних з'єднань являє собою насичений стосовно змісту даної солі в грунтової вологи розчин.

2. Отримання водного розчину сульфатів.

Розчини речовин, що містяться в грунті, отримують багатьма способами, які принципово можна розділити на дві групи:

- Отримання грунтового розчину;

• отримання водної витяжки з грунту.

У першому випадку ми отримуємо так звану незв'язану або слабо пов'язану грунтову вологу - ту, яка міститься між частками грунту і в грунтових капілярах. Це слабо насичений розчин, але його хімічний склад є актуальним для рослини, оскільки саме ця волога омиває коріння рослин і саме в ній йде обмін хімічними речовинами між грунтом і кореневими волосками.

У другому випадку ми вимиваємо з грунту пов'язані з її частками розчинні хімічні сполуки. Вихід солі у водну витяжку залежить від співвідношення грунту і розчину і збільшується при зростанні температури екстрагуючу розчину (до певних меж, тому що занадто висока температура може зруйнувати будь-які речовини або перевести їх в інший стан) і збільшенні обсягу розчину і ступеня подрібнення грунту ( знову-таки, до певних меж, тому що занадто дрібні пилоподібні частинки можуть зробити скрутної або неможливою екстракцію і фільтрацію розчину).

Грунтовий розчин отримують за допомогою ряду інструментів. Основні з них - це опресування, центрифугування, витіснення несмешивающихся розчином рідини, вакуум-фільтраційний метод і лізіметріческій метод.

Опресування проводиться з зразком грунту, узятих з польових у лабораторні умови. Чим більша кількість розчину необхідно, тим більше повинен бути зразок або вище застосовуваний тиск, або і те, і інше одночасно. Відповідно підвищується складність техніки.

Центрифугування зазвичай проводиться при 60 об / хв протягом тривалого часу. Метод не дуже ефективний, і підходить лише для зразків грунтів з вологістю, наближеною до повної можливої ​​вологості даного грунту. Для пересушеною грунту такий спосіб непридатний.

Витіснення грунтової вологи речовиною, не змішуються з грунтовим розчином, зручно тим. що дозволяє доданий фактично всю вологу грунту, включаючи капілярну, без використання складної техніки. Як витісняючої рідини звичайно використовується спирт або гліцерин. Метод незручний тим, що ці речовини. крім високої щільністю, мають гарну екстрагуючу спрособностью по відношенню до деяких з'єднань (наприклад, спирт легко екстрагує грунтову органіку), тому можна отримати завищені показники вмісту ряду речовин в порівнянні з їх реальним змістом у грунтовому розчині (а не грунтової витяжці, про яку мова піде далі). Крім того, метод підходить для легких грунтів, з високим вмістом піщаних елементів; із суглинків і глинистих грунтів розчин вилучатись не буде.

При вакуум-фільтраційному методі над зразком за допомогою вакууму (зазвичай використовується сильний вакуумний насос) створюється розрідження, що перевищує рівень натягу грунтової вологи. При цьому не витягується капілярна волога, тому що сили натягу в капілярі вище сил натягу поверхні вільної рідини.

Лізіметріческій метод зручний тим, що він використовується в польових умовах, тоді як майже всі інші доступні тільки в лабораторії. Лізіметріческій метод дозволяє не стільки оцінити гравітаційну вологу (тобто вологу, здатну до переміщення по грунтовим верствам завдяки силі гравітації - за винятком капілярної вологи) певної ділянки, скільки провести порівняння змісту і міграції хімічних елементів грунтового розчину. Вільна волога грунту фільтрується через товщу грунтового горизонту за гравітаційним силам до пробовідбірника, розташованого на поверхні грунту. У посуху цей метод також непридатний.

Для отримання більш повного уявлення про хімічний склад грунту, готують грунтову витяжку Для її отримання зразок грунту подрібнюють, пропускають через сито з осередками діаметром 1 мм, додають воду в масовому співвідношенні 1 частина грунту на 5 частин бидистиллированной (очищеної від будь-яких домішок, дегазованої і деіонізованій ) води, рН 6.6 - 6,8, температура 20 ⁰ С. Дегазація проводиться головним чином для того, щоб звільнити воду від домішок розчиненого газоподібного вуглекислого газу, який при з'єднанні з деякими речовинами дає нерозчинний осад, знижуючи точність експерименту. Зокрема, в його присутності розчинні карбонати кальцію і магнію переходять в нерозчинну форму гідрокарбонатів. Домішки інших газів також можуть чинити негативний вплив на результати експерименту.

Для більш точного зважування наважки слід враховувати її природну вологість, польову (для щойно взятого зразка) або гігроскопічну (для висушеного і зберігався зразка). Певну у відсотках від маси зразка його вологість переводять в масу і підсумовують з необхідною масою. Наприклад, для отримання 100 г зразка вологістю 20% береться навішування 120 г. Навішування поміщається в суху колбу об'ємом 500-750 мл, додається вода (характеристики і кількість приливає до зразка води давалися вище).

Колба зі зразком грунту і води щільно закривається пробкою і струшується протягом двох-трьох хвилин. Далі отриманий розчин фільтрується через обеззоленний паперовий складчастий фільтр. Важливо, щоб в приміщенні при цьому не було летючих парів кислот (тому роботу краще проводити під тягою, де не зберігаються розчини кислот). Перед фільтруванням розчин з грунтом добре збовтують, щоб дрібні частки грунту закрили найбільші пори фільтру і фільтрат вийшов більш прозорим. Приблизно 10 мл початкового фільтрату викидається, тому що він містить домішки з фільтра. Фільтрування іншої частини первинного фільтрату повторюють кілька разів.

До роботи з визначення вмісту хімічних речовин у водній витяжці краще приступати відразу після її отримання, тому що з плином часу відбуваються хімічні процеси, що змінюють лужність розчину, його окислюваність і т.п. Вже швидкість фільтрації може показати відносне сумарний вміст солей в розчині. Якщо водна витяжка багата солями, то фільтрація буде проходити швидко і розчин вийде прозорим, оскільки солі перешкоджають пептізаціі грунтових колоїдів. У випадку, якщо розчин бідний солями, фільтрація буде проходити повільно і не дуже якісно. При цьому має сенс відфільтрувати розчин кілька разів, незважаючи на низьку швидкість, оскільки при додаткових фільтрації зростає якість водної витяжки завдяки зниженню вмісту в ній частинок грунту.

4. Методики кількісного та якісного аналізу наявності сульфату в розчині.

Після фільтрації перед безпосередніми експериментами з визначення вмісту сульфат-іонів в грунтовій витяжці проводять попередній досвід, що дозволяє приблизно оцінити кількість сульфат-іонів в розчині і взяти для аналізу адекватну кількість розчину.

Для первинної проби до 5 мл водної витяжки додають 2 краплі 10%-ної соляної кислоти (важливо, щоб у ній не було ніяких домішок сірчаної кислоти, оскільки це завищить концентрацію сульфат-іонів). Сірчана кислота додається для руйнування можливих карбонатів і бікарбонатів водної витяжки, які дають такий же білий осад, як той, по якому ми будемо ідентифікувати наявність сульфатів. До отриманого розчину додається 2-3 краплі 5%-го розчину хлориду барію, все перемішується до утворення осаду. За кількістю і характером отриманого осаду оцінюють зміст сульфат-іонів і розмір необхідної для аналізу проби згідно наступної таблиці:

Обсяг витяжки, який необхідний для комплексонометріческого визначення сульфат-іонів (див. далі) можна визначити методом порівняння зі шкалою із стандартних розчинів. Метод багато в чому аналогічний описаному вище, але є трохи більш точним і наочним. Для отримання шкали стандартних розчинів в три градуйовані пробірки поміщають 1, 5 і 10 мл стандартного розчину, що містить 1мг/мл SO ₄ ^{2 -.} Об'єм рідини в пробірках доводять до 10 мл, в пробірки додають по 2 краплі розведеної 1:1 соляної кислоти, по 10 крапель 10%-го розчину хлориду барію і вміст пробірок перемішують.

В аналогічну пробірку поміщають 2 мл водної витяжки, додають воду до мітки, потім додають соляну кислоту і BaCl _2. Вміст пробірки перемішують і порівнюють пробірку зі шкалою. Якщо осад у пробірці з водною витяжкою відповідає осадку в пробірці з 1 мг SO ₄ ^{2 -,} то для аналізу беруть 50 мл і більше водної витяжки, якщо осад відповідає осадку в пробірці з 5 мг SO ₄ ^{2 -} - то 25 мл витяжки, якщо осадку в пробірці з 10 мг SO ₄ ^{2 -.} Те аналізують 10 мл витяжки.

Основні хімічні методи визначення сульфат-іонів у водній витяжці - гравіметричні і тітріметріческіе. Використовують методи комплексонометріческого і осадітельного титрування. Всі методи визначення сульфат-іонів засновані на освіті важкорозчинних сульфатів, головним чином сульфатів барію та свинцю.

Гравіметричний метод визначення сульфат-іонів заснований на осадженні розчином BaCl ₂ у вигляді BaSO _4. Для отримання крупнокристалічного осаду осадження ведуть з гарячого підкисленого розчину. Рекомендується в аналізовану систему додавати пікринову кислоту. Осадітель BaCl ₂ доливають по краплях при постійному перемішуванні. Після додавання осадителя розчин з осадом залишають на кілька годин для старіння або рекристалізації осаду. Далі осад відфільтровують і промивають холодною дистильованою водою, підкисленою соляною кислотою. Фільтр з осадом підсушують, поміщають у порцеляновий тигель, озоляют і тигель з осадом прожарюють при температурі 800-900 градусів Цельсія. Гравіметричної формою є BaSO _4.

По масі сульфату барію обчислюють кількість сульфат-іонів, витягнуте з грунту методом водної витяжки. Розрахунок проводять за рівняннями:

SO ₄ ^{2 -%} = m ₁ V _o 100 * 96,064 / V _an m 233,404;

де m _{1 -} маса осаду BaSO _4, г; V _an - Обсяг аліквоти водної витяжки, мл; m - наважка грунту, г; 96,064 і 233,404 - молекулярні маси SO ₄ ^{2 -} і BaSO _4;

SO ₄ ^{2 -} мМ / 100 г грунту = SO ₄ ^{2 -%} / М (1 / 2 SO ₄ ^{2 -);}

де М (1 / 2 SO ₄ ^{2 -)} - молярна маса еквівалента сульфат-іона, 0,048 г / мМ.

Комплексонометріческій метод застосовують для визначення ряду котіонов (заліза, алюмінію, кальцію і магнію), а також як вкосвенного методу визначення сульфат-іонів. (Так як сульфат-іон не реагує з комплексоном 3). Метод заснований на утворенні стійких хелатних комплексних сполук іонів металів з ​​комплексонами - хелатообразующімі амінополікарбоновимі кислотами. У комплексонометріческом аналізі грунтів як титранту використовують розчин комплексона 3 - натрієвої солі ЕДТА (етилендіамінтетраацетат). Цю сіль ще називають трилоном Б, тому метод раніше іноді іменувався трілонометріческім.

Загальна схема комплексонометріческого методу така:

Ме ^{2 +} + Н ₂ Y = Ме Y ^{2 -} + 2Н ⁺

Ме ^{3 +} + Н ₂ Y ^{2 -} = Ме Y ^- + 2Н ⁺

Ме ^{4 +} + Н ₂ Y ^{2 -} = Ме Y ⁰ + 2Н ⁺

При виконанні аналізу водних витяжок сульфат-іони осаджують певним обсягом титрованого розчину хлориду барію, що містить невелику кількість магнію. Надлишок барію визначають комплексонометріческім методом по індикатору на магній - еріохром чорному. Стійкості утворюються комплексонатів неоднакові. Стійкість комплексу магнію з індикатором на 5 порядків вище, ніж стійкість комплексу барію, тому спочатку дисоціює комплекс барію з індикатором і барій взаємодіє з комплексоном 3, після цього відбувається руйнування комплексу магнію з еріохромом чорним в результаті утворення комплексонатів магнію. Розчин набуває синього забарвлення, характерну для вільного індикатора.

Додавання солей магнію необхідно для більш чіткого визначення кінцевої точки титрування. Справа в тому, що при наявності в розчині суміші іонів магнію і барію відбувається зміна забарвлення розчину саме тоді, коли комплексон 3 витягне з комплексу хромогену з магнієм весь магній, що буде служити непрямим показником взаємодії комплексона 3 з іонами барію.

Всі елементи, що заважають комплексонометріческому визначення кальцію і магнію, заважають і визначення сульфат-іонів. Вплив заважають компонентів усувається маскированием. Самі кальцій і магній також заважають комплексонометріческому визначення сульфат-іонів. Так як стійкість комплексонатів кальцію і магнію вище, ніж стійкість комплексонатів барію. Тому при аналізі водних витяжок кількість сульфат-іонів знаходять за різницею титрування двох проб. В одній пробі титрують суму кальцію і магнію, в іншій - осаджують сульфат-іони розчином BaCl ₂ і надлишок барію разом з кальцієм і магнієм відтитровують розчином комплексона 3.

Сульфат-іони можна визначити титруванням не тільки надлишком іонів барію, але і надлишком іонів свинцю, якщо брати в облогу сульфати у вигляді PbSO _4. Недоліком методу є більш висока розчинність PbSO _4. Для зменшення розчинності сульфатів застосовують спирт.

Комплексонометріческое визначення сульфат-іонів можливо проводити тільки при їх відносно високому вмісті в грунтовій витяжці (коли якісна проба дає помітний осад сульфату барію). В іншому випадку необхідно підвищити вміст сульфат-іонів у водному зразку шляхом його випаровування. Подальший досвід розраховується за отриманим обсягом водної витяжки, а результати вираховуються з урахуванням початкового об'єму витяжки. навпаки, при дуже високій концентрації сульфат-іонів водну витяжку з грунту розбавляють бидистиллированной водою, аналогічної воді, яка використовується при отриманні водної витяжки.

Підібране для аналізу кількість водної витяжки переносять в конічну колбу місткістю 250 мл, в колбу доливають 50 мл дистильованої води, опускають шматочок індикаторної папери конго-рот і по краплях додають розведену 1:1 соляну кислоту до переходу забарвлення паперу конго в синьо-фіолетову (рН 2,0). Соляна кислота виключає утворення інших важкорозчинних солей барію (зокрема, карбонатів) і сприяє утворенню більш крупнокристалічного осаду.

Вміст колби кип'ятять 2-3 хв, щоб запобігти осадження CaCO ₃ та BaCO _3, а потім за допомогою бюретки доливають 25 мл 0,02 М розчину BaCl _2, що містить невелику кількість розчину будь-якої (за винятком сульфатної) магнієвої солі, краще хлориду магнію. Кількість додається магнієвої солі (або обсяг і нормальність) повинні бути рівні таким у використаного раніше BaCl _2. У цілому необхідно внести в розчин таку кількість солей магнію, щоб концентрація іонів магнію перевищувала залишкову концентрацію іонів барію в розчині не більше ніж в 2 рази.

Осадження сульфату барію проводять поволі, ретельно перемішуючи вміст колби круговими рухами. Колби залишають у спокої для старіння осаду на 2 год або на ніч. Потім, не фільтруючи осаду, розчин у колбі нейтралізують 10%-ним розчином аміаку до переходу забарвлення індикаторного паперу з синьої в червону (рН 5,2). В колбу додають 2-3 краплі 1%-го розчину Na ₂ S або діетилдитіокарбамат натрію на кінчику шпателя (в деяких навчальних посібниках дається вказівка, що ці речовини додаються тільки в кислі витяжки), кілька крупинок гідроксиламіну солянокислого, 10 мл хлоридно-аміачного буферного розчину, рН 10,0, еріохром чорний.

Розчин титрують 0,01 М розчином комплексона 3. Одночасно проводять титрування комплексоном 3 суміші розчинів BaCl ₂ і MgCl _2, яка відповідає за обсягом і концентрацій тієї суміші розчинів, яку додавали в колбу для осадження сульфат-іонів.

Розрахунок вмісту еквівалентів сульфат-іонів (1 / 2 SO ₄ ^{2 -)} в 100 г грунту проводять за рівнянням:

SO ₄ ^{2 -} мм/100 г грунту = [V 1 M - (V 2 - V 3) M] Vo 2 * 100 / V _an m,

де М - молярна концентрація розчину комплексона 3, мМ / мл; V 1 - об'єм розчину комплексона 3, витрачений на титрування взятого для осадження SO ₄ ^{2 -} обсягу розчину хлориду барію; V 2 - об'єм розчину комплексона 3, витрачений на титрування надлишку хлориду барію і суми іонів кальцію і магнію; V 3 - об'єм розчину комплексона 3, витрачений на титрування суми іонів кальцію і магнію, що містяться в аналізованому обсязі витяжки, мл; V _{an -} налізіруемий об'єм витяжки, мл; Vo - загальний обсяг доданої до грунту води, мл, 2 - коефіцієнт для перекладу числа мМ іонів SO ₄ ^{2 -} в число мМ еквівалентів (1 / 2 SO ₄ ^{2 -);} m - наважка грунту, м.

Метод може бути використаний і для визначення вмісту аніонів сірки в повен водній витяжці.

Кінцева точка титрування встановлюється за допомогою метал-індикаторів за появи забарвлення, зумовленої утворенням комплексної сполуки іонів барію або свинцю з індикатором. Можливо титрування сульфат-іонів розчином Pb (ClO ₄₎ з потенціометрічекой індикацією кінцевої точки титрування за допомогою Іонселективний до іонів свинцю електрода.

В роботі [2] було запропоновано для аналізу грунтів і рослин застосовувати титрування сульфат-іонів розчином хлориду барію з індикатором нітхромазо. Кольорова реакція нітхромазо спостерігається в широкому спектрі рН. Аналіз проводять при рН 2, так як в цьому випадку виключається вплив фосфатів і частково арсенатів на результати аналізу. Молярний коефіцієнт світлопоглинання комплексу барію з нітхромазо про довжині хвилі 640 нм дорівнює 5,5 * 10 ^4.

Недоліком даного методу є те, що на кольорову реакцію впливають дуже багато катіони. Тому при аналізі проводять відділення сульфат-іонів від катіонів за допомогою іонообмінної хроматографії. Для цього водну витяжку пропускають через врівноважену буфером іонообмінну колонку, забиту сильнокислому катионитов в Н ⁺ - формі. Аніони, у тому числі SO ₄ ^{2 -,} катионитом не поглинаються і проходять через колонку разом з аналізованим розчином. Далі проводять осаджувальної титрування: встановлюють рН розчину рівним 2, доливають рівний об'єм ацетону або спирту, вносять краплю 0,1% - го водного розчину нітхромазо і титрують 0,02 н BaCl ₂ до переходу фіолетового забарвлення в блакитну, що не змінюється протягом 1 - 2 хвилин. Титрування ведуть повільно, при постійному перемішуванні розчину.

Іонообмінна хроматографія може бути використана і як окремий метод для визначення вмісту сульфат-іонів в розчині при пропущенні водної витяжки через анионообменниками та її подальшої елюції сильними катіонами заздалегідь відомої концентрації.

З інструментальних методів для визначення сульфат-іонів у водній витяжці з грунту найбільш часто використовують фотометричний і турбідиметрично методи. Обидва методи не є чисто інструментальними, оскільки вимагають попереднього проведення хімічних реакцій.

Турбідиметрично метод заснований на фізичному аналізі суспензій малорозчинних сполук. Після утворення суспензії вимірюють або ослаблення світлового потоку (турбідиметрично метод), або інтенсивність розсіяного світлового потоку (нефелометріческім метод).

Інтенсивність світлового потоку і його ослаблення залежать від багатьох факторів, зокрема, від обсягу частинок. Тому повинні сторого дотримуватися умови проведення аналізу досліджуваних та стандартних розчинів. Повинні бути однаковими порядок зливання розчинів, швидкість і час перемішування компонентів системи та інші умови. Для стабілізації суспензії в аналізовану систему додають різні стабілізуючі розчини (зокрема, може використовуватися розчин крохмалю, гліцерин або спирт).

Існує безліч варіантів турбідиметрично методу визначення SO ₄ ^{2 -.} Один з варіантів методу затверджено як ГОСТу 26426-85. У цьому методі використовують солянокислий розчин хлориду барію в якості осаждающегося розчину. Рухливу сірку витягують з грунту не бидистиллированной водою, а розчином 1 н KCl при співвідношенні грунт: розчин 1:2,5. Оптичну щільність суспензії вимірюють через 10 хв після додавання осаждающегося розчину і ретельного перемішування при довжині хвилі 520 нм. використовуються кювети з товщиною просвічує шару 5 см. У якості стабілізатора суспензії використовують розчинна крохмаль. Зміст сульфату визначають за калібрувальної шкалою, складеною з вимірювання оптичної щільності розчинів порівняння. Загальна схема досвіду така:

Навіски грунту масою 30 г заливають 75 мл екстрагуючу розчину, фільтрують як описано вище. Для приготування розчину осаждающегося 20 г двухводний хлориду барію розчиняють в 800 мл дистильованої води, додають 60 мл 1н HCl і витримують суміш на киплячій водяній бані (100 ⁰ С) кілька хвилин. до охолодженого розчину додають 5 г крохмалю, попередньо розчиненого в аліквоти води. Перемішують, знову нагрівають на водяній бані при безперервному помішуванні, поки розчин не стане прозорим. Охолоджують і доводять об'єм розчину водою до 1 л. Готовий розчин зберігається в холодильнику, перед визначенням оптичної щільності його бажано профільтрувати через паперовий складчастий фільтр.

Розчини порівняння готують з концентраціями розчинних сполук сульфату від 0 до 9,6 мг / мл з різницею між розчинами в 0,8 мг / мл. До навішування сульфатної солі доливають 1 л 1М розчину KCl з 0,443 г NaSO _4. розчини можуть зберігатися в холодильнику не більше трьох місяців. Для визначення оптичної щільності розчини шкали порівняння та зразка змішують з рівним об'ємом осаждающегося розчину. Проводять фотометрію за умов, описаних вище, щодо стандартного розчину, що не містить сульфатів.

Якщо отримані результати виходять за межі калібрувальної кривої, аналізований розчин розбавляють в кілька разів (залежно від ступеня перевищення значень шкали) і повторюють виміри, після чого отримане за шкалою значення збільшують у відповідну кількість разів.

В іншому варіанті турбідиметрично аналізу до аналізованого розчину додають стабілізуючий розчин, що містить хлорид натрію, соляну кислоту, етанол і гліцерин. Після перемішування з допомогою магнітної мішалки в розчин додають порошок BaCl _2, знову перемішують рівно 1 хв і через 1-3 хв вимірюють оптичну щільність при довжині хвилі 340 нм.

Фотометричний аналіз є непрямим. У його основі також лежить реакція осадження SO ₄ ^{2 -} у вигляді сульфату барію. Але як осадителя використовують не хлорид барію, а солянокислий розчин хромату барію. Це з'єднання важко розчинні у воді, але в кислому середовищі воно переходить у розчинний у воді дихромат. При проведенні аналізу до аліквоти аналізованого розчину додають строго певний обсяг розчину - осадителя. Частина іонів барію реагує з SO ₄ ^{2 -} з утворенням BaSO _4. Далі в систему додають аміак, при цьому дихромат-іон переходить в нерозчинний хромат:

Cr ₂ O ₇ ^{2 -} + OH ^- = 2 CrO ₄ ^{2 -} + H ⁺

Так як частина іонів барію пов'язана сульфат-іонами, частина іонів Cr ₂ O ₇ ^{2 -,} еквівалентна кількості сульфат-іонів, залишається в розчині. Хромат-іони забарвлюють розчин в лимонно-жовтий колір, який може бути проаналізований фотометричним методом. По концентрації хромат-іонів оцінюється концентрація SO ₄ ^{2 -} в аналізованій водній витяжці. Оптичну щільність вимірюють при довжині хвилі 400-410 нм, максимум світлопоглинання доводиться на 373 нм.

Аліквоти водної витяжки (3-20 мл) поміщають в мірну колбу об'ємом 50 мл, доливають 2,5 мл розчину-осадителя сульфат-іонів (солянокислий 0,05 М розчин хромату барію), вміст колби перемішують і колби 30 хв витримують на водяній бані . Потім в колбу по краплях доьавляют 25%-ий розчин аміаку до випадіння лимонно-жовтого осаду і переходу оранжевого забарвлення розчину в лимонно-жовту. Об'єм рідини в колбі доводять до 50 мл дистильованою водою, вміст колби ретельно перемішують і фільтрують через щільний фільтр. Оптичну щільність фільтрату вимірюють при довжині хвилі 400 нм.

Для отримання градуювальної шкали в мірні колби місткістю 50 мл наливають 0, 2, 4, 6, 8, 10 і 12 мл стандартного 0,02 н розчину Na ₂ SO _4. Потім у колби до половини їх об'єму додають дистильовану воду і їх вміст аналізують як описано вище.

Як осадителя беруть 0,05 М розчин BaCrO ₄ в 1,5 М розчині соляної кислоти. Якщо при розчиненні і добовому наполяганні отримують каламутний розчин хромату барію, його фільтрують.

Зміст сульфат-іона розраховують за формулою:

SO ₄ ^{2 -} мм/100 г грунту = С (SO ₄ ^{2 -)} Vo 100 / V _an m,

SO ₄ ^{2 -%} = SO ₄ ^{2 -} мМ / 100 г грунту М (1 / 2 SO ₄ ^{2 -),}

де С (SO ₄ ^{2 -)} - концентрація еквівалентів сульфат-іонів, мМ / об'єм мірної колби; V _an - Обсяг аліквоти водної витяжки, мл; m - наважка грунту, г; Vo - загальний об'єм води, доданий до грунту, мл; М (1 / 2 SO ₄ ^{2 -)} - молярна маса еквівалента сульфат-іона, 0,048 г / мМ.

Порівняльна оцінка результатів визначення SO ₄ ^{2 -,} отриманих різними методами, показує хорошу відтворюваність. Коефіцієнти варіювання результатів виявляються близькими і невисокими для різних методів (в межах 1 - 6%).

Список літератури

1. Воробйова Л.О. Хімічний аналіз грунтів. МДУ, 1998, 272 с.

2. Айдінян Р.Х. та ін Методи вилучення і визначення різних форм сірки в грунтах і рослинах. М., 1968.

3. Малініна М.С., Мотузова Г.В. Методи отримання грунтових розчинів при грунтово-хімічному моніторингу / / Фізичні та хімічні методи дослідження грунтів. МДУ, 1994, с.101-129.