07.11.2017
31.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
Определение общего азота в почве по Тюрину
 30.08.2012

Метод основан на окислении органического вещества почвы хромовой кислотой; в процессе окисления весь органический азот переходит в аммиачную форму и может быть учтен обычным способом (отгонка с водяным паром в приемник с серной кислотой). Метод дает хорошее совпадение с методом Кьельдаля; при этом он значительно быстрее, дешевле (требует гораздо меньше реактивов и сокращает расходы на нагревание), не нуждается в тяге и поэтому может быть применен в экспедиционных условиях.
Почву для анализа на содержание общего азота готовят так же, как для определения гумуса. Навеску почвы берут в двойном-тройном размере по сравнению с навеской для объемного определения гумуса, т. е. 0,2-0,3 г почвы при содержании гумуса около 10% и т. д. Размер навески не должен превышать 1 г. Навески лучше брать округленные, что в дальнейшем облегчает вычисления.
Навески берут на аналитических весах в тарированную пробирку диаметром около 1 см и длиной 4-5 см. Из такой пробирки навеску целиком переносят в колбу для сжигания, пользуясь толстостенной каучуковой трубкой, которую надевают на запаянный конец пробирки. Каучуковая трубка позволяет опустить пробирку до самого дна колбы и тем самым избежать распыления почвы по горлу и стенкам колбы. Навески переносят в сухие плоскодонные колбы из обыкновенного стекла емкостью 250 мл.
В колбу приливают из пипетки или бюретки 2,5 мл 25%-ного раствора хромового ангидрида (СrO3) и осторожно взбалтывают почву с раствором, стараясь не запачкать стенок колбы. Затем в каждую колбу прибавляют мерным цилиндром 5 мл крепкой серной кислоты (уд. веса 1,84), вновь осторожно взбалтывают, вставляют в горло колбы маленькую воронку (диаметром около 4 см) и ставят колбы на нагретую заранее электрическую этернитовую или обычную, но прикрытую слоем асбеста плитку. Можно работать и на газовой горелке, ставя колбы на асбестовую сетку и давая небольшое пламя. Вести работу на электрических плитках с обнаженной спиралью не следует во избежание чрезвычайно бурного кипения окислительной смеси.
Содержимое колб доводят до кипения и умеренно (но не менее 10 мин.) кипятят до явного позеленения жидкости. Нельзя допускать бурного кипения, что может привести к преждевременному разложению СrO3 и полному испарению жидкости из колбы. Во избежание толчков, при спускании капель конденсирующейся жидкости с воронки в колбу, воронку вставляют в горло колбы в наклонном положении, чтобы конец ее прилегал к горлу колбы; тогда стекание идет по стенке колбы и не вызывает толчков.
Позеленение жидкости к концу окисления происходит вследствие постепенного, в результате кипячения, разложения хромового ангидрида при получаемом отношении серной кислоты к раствору хромовой кислоты, как 2 : 1, и является нормальным. Если же позеленение наблюдается сразу после прибавления к навеске раствора хромовой и серной кислот, то необходимо или повторить анализ, уменьшив величину навески, или добавить в колбу 1-2 мл хромового раствора и соответственно двойное количество серной кислоты, а при отгоне аммиака также соответственно увеличить объем приливаемой щелочи. Количество 50%-ного раствора NaOH должно быть в четыре раза больше объема взятой для анализа серной кислоты.
По окончании окисления, о чем свидетельствует, как было указано, появление интенсивной зеленой окраски жидкости, колбы снимают с плитки и дают им остыть. Если окраска жидкости зеленовато-бурая, кипячение следует продолжить до полного позеленения. Отгонку NH3 производят из тех же колб, в которых ведут окисление. Для этого после охлаждения колб воронки обмывают с внутренней и наружной сторон дистиллированной водой из промывалки, держа воронки над колбами, разбавляют содержимое колб водой примерно до 100 мл и тщательно перемешивают. Для равномерного кипения прибавляют на кончике шпателя немного прокаленной пемзы (или 2-3 кусочка зернистого цинка) и, держа колбу в наклонном положении, приливают по стенке ее 20 мл 50%-ного раствора NaOH, после чего присоединяют колбу к аппарату для отгонки и взбалтывают ее содержимое.
Отгонку аммиака производят кипячением содержимого колб на газовой горелке или на электрической плитке в течение 15-20 мин. так, чтобы за это время в приемник собралось около 50-60 мл дистиллята (в дистилляционной колбе остается около половины содержавшейся в ней перед отгоном жидкости). Для отгона удобно пользоваться электрическими колбонагревателями.
Приемниками служат конические колбы на 100 мл, в которые предварительно приливают из бюретки 10-15 мл 0,02 н. раствора H2SO4 и прибавляют 3 капли метилрота в качестве индикатора.
Аппарат для отгонки по методу Тюрина упрощен по сравнению с аппаратом для отгонки по методу Кьельдаля, так как в нем отсутствует холодильник.
Аппарат состоит из небольшого каплеуловителя диаметром около 5-6 см и стеклянной трубки с оттянутым концом и шариковым предохранителем. Шариковый предохранитель препятствует перебрасыванию дистиллята из приемника в колбу для отгона; такое обратное втягивание дистиллята наблюдается обычно при неравномерном нагревании. Оттянутый конец трубки с шариковым предохранителем опускают перед началом отгонки до дна приемника, погрузив его в отмеренный в приемник 0,02 н. раствор серной кислоты. В таком положении трубка с шариковым предохранителем остается в продолжение всего отгона во избежание потерь NH3. Перед началом отгонки приемник опускают в стакан или в чашку с холодной водой. Это ведет к охлаждению дистиллята и устраняет бурное разбрызгивание его при поступлении водяного пара из отгоночной колбы. При массовых анализах рекомендуется использовать в качестве холодильника для дистиллята многогнездную водяную баню.
Необходимо внимательно следить за началом кипения жидкости в отгоночных колбах, потому что в некоторых случаях (например, когда почвы богаты органическим веществом или когда объем жидкости занимает больше половины колбы) наблюдается вспенивание, которое может привести к переброске щелочного раствора из колбы для отгонки в приемник, т. е. к порче анализа. Если жидкость начинает пениться, необходимо уменьшить нагрев, но не прекращать его, так как в этом случае может произойти переброска жидкости из приемника в отгоночную колбу.
По окончании отгона шариковый предохранитель вынимают из приемника и тщательно ополаскивают дистиллированной водой. Дистиллят по окончании отгона должен быть окрашен от присутствия индикатора метилрота в малиновый цвет. Желтая окраска дистиллята указывает на недостаток кислоты, взятой в приемник. При этом анализ необходимо повторить, уменьшив навеску или увеличив объем серной кислоты в приемнике.
Колбы с дистиллятом ставят на нагретую электрическую этернитовую плитку или на кипящую водяную баню и нагревают (не допуская кипячения) до уменьшения объема содержимого примерно на одну треть.
Дистиллят титруют горячим 0,02 н. раствором NaOH, не содержащим углекислоты. Индикатором служит 0,2%-ный спиртовой раствор метилрота. Его прибавляют в приемник с серной кислотой, как указывалось, перед началом отгона. Конец титрования - переход оранжево-розовой окраски раствора в бледно-желтую. Обычно конец титрования при горячем дистилляте бывает весьма отчетлив. При обычной величине навески количество отогнанного аммиака соответствует 3-5 мл 0,02 н. раствора NaOH.
Одновременно в той же последовательности проводят холостой анализ, чтобы установить соотношение между 0,02 н. растворами H2SO4 и NaOH и, кроме того, ввести поправку на возможное загрязнение применяемых реактивов. При холостом анализе вместо навески почвы в колбы берут небольшое количество (около 0,2 г) прокаленной (безгумусовой) почвы или прокаленной пемзы. При холостом анализе в приемнике должно быть столько же миллилитров 0,02 н. раствора серной кислоты, сколько ее взято для основных анализов. Холостые анализы для каждой партии проводят в двухкратной повторности; при вычислении результатов анализов пользуются средней величиной из двух параллельных определений.
Вычисление результатов анализа производится следующим образом. Количество миллилитров 0,02 н. раствора NaOH, израсходованное на титрование дистиллята после окончания отгонки аммиака, отвечает тому количеству 0,02 н. раствора H2SO4, которое осталось не связанным с аммиаком. При вычитании из результатов холостого титрования результатов титрования дистиллята определяют количество щелочи, отвечающее тому количеству серной кислоты, которое пошло на связывание аммиака в сернокислый аммоний.
1 мл 0,02 н. раствора H2SO4 соответствует 0,00028 г азота. Титр раствора H2SO4 для данного анализа можно не устанавливать; концентрация этого раствора приблизительно 0,02 н.; по холостому определению устанавливают его соотношение с 0,02 н. раствором NaOH. Таким образом, количество серной кислоты, связанное с аммиаком, выражают в эквивалентном с NaOH количестве. Установка титра раствора NaOH обязательна. Если раствор не точно 0,02 н., вводится соответствующая поправка.
Реактивы. 1. Хромовый ангидрид (СrO3) - 25%-ный водный раствор. 25 г хромового ангидрида растворяют в дистиллированной воде и доводят в мерной колбе на 100 мл до черты. За неимением хромового ангидрида можно пользоваться 10%-ным водным раствором К2Сr2O7, но это менее желательно, так как при кипении жидкости в колбе, где идет окисление органического вещества навески, могут наблюдаться толчки, что затрудняет кипячение, а иногда и не позволяет довести окисление до конца (до позеленения жидкости).
2. Серная кислота уд. веса 1,84. Серную кислоту необходимо перед началом работы проверить на отсутствие нитратов (проба с дифениламином).
3. 50%-ный водный раствор NaOH. 500 г NaOH растворяют в 800 мл дистиллированной воды в большой фарфоровой чашке при помешивании (растворить можно и в эмалированной кастрюле) и по охлаждении доводят в мерной колбе или в мерном цилиндре до черты. Хранить раствор следует в склянке с корковой или каучуковой пробкой.
4. Прокаленная пемза. Пемзу растирают в ступке, просеивают через сито с диаметром ячеек в 1 мм и прокаливают 1-1,5 часа в фарфоровой чашке при красном калении.
5. 0,2%-ный раствор метилрота в 65%-ном спирте. Удобно пользоваться метилротом, приготовленным следующим образом: готовят насыщенный раствор метилрота в 0,1 п. раствора NaOH (достаточно взять 50 мл 0,2 н. раствора NaOH); из хорошо отстоявшегося насыщенного раствора берут 10 мл и разводят дистиллированной водой до 100 мл. Последний раствор является рабочим; две капли этого раствора добавляют в приемник с серной кислотой.
6. 0,02 н. раствор H2SO4,
7. 0,02 н. раствор NaOH. Раствор готовят на дистиллированной воде, лишенной углекислоты. Для этого кипятят дистиллированную воду в большой колбе в течение 1,5-2 час, после чего охлаждают, закрыв горло корковой или каучуковой пробкой с хлоркальциевой трубкой, наполненной натронной известью. Щелочь NaOH желательно брать химически чистую, не содержащую углекислого натрия. Для приготовления 1 л 0,02 п. раствора необходимо 0,80 г NaOH. Титр раствора NaOH устанавливают по фиксаналу H2SO4 или по перекристаллизованной янтарной кислоте Н6С4O4 (эквивалентный вес 58,45).