Определение общей щелочности водной вытяжки почвы

Под щелочностью понимают способность некоторых компонентов, содержащихся в почвенном растворе, связывать эквивалентное количество сильной кислоты. Щелочность создают все катионы, которые в воде были уравновешены гидроксильными ионами, анионами слабых кислот (такими, например, как карбонаты, гидрокарбонаты и т.п.). Щелочность определяется количеством сильной кислоты, необходимой для замещения этих анионов. Расход кислоты пропорционален их общему содержанию в почвенном растворе и выражает общую щелочность вытяжки из почвы.

Если рН не превышает 8,3, то щелочность вызвана, как правило, гидрокарбонатами щелочно-земельных металлов (общая щелочность). Наличие растворимых карбонатов и гидроксидов повышает значение рН более 8,3 (свободная щелочность).

Щелочность можно определить визуальным титрованием и с использованием рН-метра. Количество титрованного раствора, израсходованного для достижения рН 8,3, эквивалентно свободной щелочности; количество, необходимое для достижения рН меньше 4,5, эквивалентно общей щелочности. Если рН меньше 4,5, то щелочность равна нулю.

При титровании протекают реакции:

2NaHCO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂;

Ca(HCO₃)₂ + H₂SO₄ = CaSO₄ + 2H₂O + 2CO₂.

Реактивы и оборудование. Фенолфталеин 1 %-й раствор в 95 %-ом спирте; метиловый оранжевый, 0,1 %-й водный раствор; HCl 0,01 М раствор; колбы для титрования; пипетки (на 10 см³); бюретки (на 25 см³); штатив; воронки.

Ход анализа. Заполнить бюретку для титрования раствором HCl. С помощью пипетки отобрать в коническую колбочку 10 см³ водной вытяжки, прибавить 2 капли фенолфталеина. Вытяжку титровать 0,01 М раствором HCl до обесцвечивания индикатора. В эту же пробирку прибавить 1–2 капли метилового оранжевого и титровать 0,01 М HCl до изменения окраски индикатора.

Примечание. Слабоокрашенные вытяжки титровать со «свидетелем», в качестве которого служит колбочка такого же объёма и с таким же количеством вытяжки, как и анализируемая проба, но без фенолфталеина. Титрование вести до момента, когда цвет вытяжки в обеих колбочках станет одинаковым.

Титрование по метиловому оранжевому следует вести со «свидетелем», в качестве которого служит колбочка такого же объёма и с таким же количеством вытяжки, в которую индикатор прибавлен в том же количестве. Сравнение окрасок провести на белом фоне. Титрование считать законченным в тот момент, когда окраска титруемого раствора из желтой перейдет в оранжевую.

Вычислите общую щелочность в моль на кубический дециметр по формуле:

Щ = ,

где С_HCl – концентрация раствора HCl (титранта) моль/л; V^ф/ф – объём кислоты, израсходованной на титрование по фенолфталеину, дм³; V^м/о – объём кислоты, израсходованной на титрование по метиловому оранжевому, дм³.

Лабораторная работа № 3