04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
08.08.2017
14.07.2017
06.07.2017
19.06.2017
19.06.2017
Выполнение некоторых видов анализа
 02.09.2012

Пламенно-фотометрический метод позволяет выполнять анализ проб в виде растворов, поэтому анализу предшествует химическая или физико-химическая подготовка проб, которая заключается в переведении всей пробы в раствор или извлечении из нее тех или иных форм определяемых элементов. При работе пламенно-фотометрическим методом, как правило, не предъявляются специфические требования к подготовке проб к анализу, поэтому подготовка основана на принятых в почвоведении и агрохимии методах. На этих вопросах здесь мы не останавливаемся и отсылаем к работам, опубликованным в данном руководстве.
Валовой анализ почв. Определение щелочных элементов. Для определения щелочных элементов навеска почвы разлагается HF в присутствии H2SO4, остаток переводится в раствор. Концентрация натрия и калия и чувствительность метода допускают большое разведение раствора. Анализ этого раствора может быть выполнен по водным эталонам чистых солей натрия и калия. Соотношение между натрием и калием в почвах, как правило, колеблется в узком интервале, поэтому их взаимное влияние на точность определения не может иметь существенного значения. Не может оказать влияния на определение натрия и калия присутствие в почве незначительных количеств лития, рубидия и цезия.
Наличие в растворе кальция может оказать существенное влияние на точность определения натрия и калия, особенно при анализе карбонатных, загипсованных и известкованных почв.
Малые концентрации лития, рубидия, цезия не допускают большого разведения анализируемых растворов, а присутствие больших концентраций натрия и калия обусловливает возникновение резко выраженного ионизационного эффекта для всех редких щелочных элементов. Поэтому в эталоны необходимо вводить соответствующие концентрации натрия и калия. Кроме того, на точность определения лития будет в большой степени оказывать влияние присутствие в растворе стронция, который необходимо удалять из анализируемого раствора. Раздельное определение рубидия и калия, ввиду близости длин волн их излучений, при помощи пламенного фотометра со светофильтрами практически затруднено. Этот анализ может быть выполнен при помощи пламенного спектрофотометра.
Определение кальция. При определении кальция пламенно-фотометрическим методом возникают специфические трудности, которых нет при определении щелочных элементов. Они заключаются в том, что излучение кальция сильно понижается, если в анализируемом растворе присутствуют алюминий, фосфор или сера. Поэтому в большинстве случаев при определении кальция мы получаем заниженные данные. Определение кальция, стронция и бария может быть выполнено после их предварительного осаждения и последующего растворения осадка или после удаления из раствора мешающих элементов.
Анализ почвенных вытяжек. Водная вытяжка готовится при соотношении почвы и воды 1 : 5. Отфильтрованный раствор непосредственно поступает на анализ. При малом содержании воднорастворимых солей определение натрия и калия можно выполнять по водным эталонам.
Водные вытяжки, содержащие большое количество натрия и калия, предпочтительно разбавлять до концентраций в интервале 10-100 мг/л, чем непосредственно определять большие концентрации.
Соотношение концентрации натрия и калия в водных вытяжках может сильно меняться, что вызывает заметное проявление ионизационного эффекта. В этом случае при выполнении анализа должно выполняться соответствие состава эталонов анализируемым пробам (введение в эталоны соответствующих концентраций калия или натрия).
Водные вытяжки могут содержать значительные количества кальция, что приведет к завышению данных анализа по натрию и калию. В этом случае необходимо осуществлять компенсацию или вводить связывающий элемент или удалять кальций из раствора.
Определение лития, рубидия и цезия в водных вытяжках из почв практически исключается по причине их очень малого содержания в вытяжках.
Удовлетворительные данные по кальцию можно получить при анализе водных вытяжек, имеющих небольшой сухой остаток, по водным эталонам кальция. Сильноминерализованные вытяжки необходимо разбавлять, если это допускает определяемая концентрация кальция, в результате чего повышается точность его определения. Определение кальция может быть выполнено после его осаждения и переведения осадка в раствор.
Водные вытяжки могут содержать органическое вещество, которое оказывает влияние на точность определения всех элементов через усиление фона в пламени и изменение вязкости раствора. В случае наличия значительных концентраций органического вещества вытяжки необходимо разбавлять, если это допускают концентрации определяемых элементов или производить удаление органического вещества.
Анализ солевых вытяжек. При определении обменных оснований, вытесненных 1 н. раствором уксуснокислого или хлористого аммония, полученная вытяжка без какой-либо предварительной подготовки поступает на пламенно-фотометрический анализ. Концентрация фильтрата по аммонию практически совпадает с его исходной концентрацией, поэтому эталонные растворы предпочтительнее готовить на 1 н. растворе уксуснокислого или хлористого аммония. Анализ аммонийных вытяжек по водным эталонам дает небольшое занижение данных анализа.
При определении натрия и калия, как правило, будет обнаруживаться отрицательное влияние кальция, а при определении кальция - алюминия, фосфора и сульфатов. Для устранения указанных помех применяются методические приемы, указанные при анализе водных вытяжек.
При серийном однотипном анализе градуировочные графики можно строить и соответственно получить аналитические данные в миллиграммах и миллиграмм-эквивалентах определяемого элемента на 100 г почвы или в процентах.
При определении калия, вытесненного 1 н. раствором NaCl, необходимо применять эталоны, приготовленные с той же концентрацией хлористого натрия. Анализ по водным эталонам соли калия может привести к значительным ошибкам в результате проявления ионизационного эффекта, интенсивного фона натрия и различия в физических свойствах растворов.
Определение калия, вытесненного 1 н. раствором лактата кальция, выполняется по эталонам, содержащим ту же концентрацию лактата кальция, или по водным эталонам соли калия, но при обязательном осаждении кальция в анализируемых вытяжках. В противном случае данные анализа будут резко завышены. Применение метода компенсации при таких высоких концентрациях кальция затруднительно.
Определение натрия и калия, вытесненных по универсальному методу Гедройца, можно выполнять по водным эталонам. Вытяжки могут содержать повышенное количество кальция в результате перехода карбоната в бикарбонат. В этом случае необходимо осуществлять компенсацию или осаждать кальций из растворов. При длительном стоянии вытяжки (более 1 суток) наблюдается выпадение осадка, в результате чего получаются заниженные данные анализа.
Анализ кислотных вытяжек. При анализе кислотных вытяжек проявляется влияние кислоты (концентрация, характер аниона) и наличие в вытяжке значительных количеств полуторных окислов, особенно алюминия. Кислоты, как правило, понижают интенсивность, излучения. Это понижение возрастает с концентрацией кислоты и зависит от характера аниона. Анализ необходимо выполнять по эталонам, составленным с учетом концентрации кислоты и ее природы. Определение щелочных элементов не представляет трудностей. Вытяжки следует разбавлять, если позволяет концентрация определяемых элементов. Анализ слабокислых вытяжек (до 3%) можно выполнять по водным эталонам. Определение кальция можно выполнять после его осаждения и растворения осадка.
Определение емкости поглощения почв. При определении емкости поглощения почвы по универсальному методу Гедройца почва насыщается натрием, который затем вытесняется кальцием двууглекислого кальция, в присутствии воды в токе углекислоты. Определение емкости поглощения сводится к определению вытесненного натрия. Это определение выполняется приемами, описанными при определении поглощения натрия по методу Гедройца.
Определение емкости поглощения почв по Бобко-Аскинази основано на насыщении почв хлористым барием и последующем его вытеснении 1 н. раствором соляной кислоты. Определение бария может быть выполнено по его полосе в области 8700 А. Эталоны должны быть составлены на основе 1 н. соляной кислоты.
Отрицательное влияние кальция, алюминия и других элементов на определение бария снимается предварительной обработкой почвы соляной кислотой перед насыщением.
Анализ вод. Методы пламенно-фотометрического определения натрия, калия, кальция и других элементов в естественных водах принципиально не отличаются от описанных методов анализа почвенных вытяжек. Анализ слабоминерализованных вод можно выполнять по водным эталонам. В случае высокой минерализации вод их следует разбавлять. Определение щелочных элементов в водах, как правило, не встречает трудностей. Наличие в водах алюминия, фосфора, серы осложняет определение щелочноземельных элементов. В общем случае необходимо выполнять методические приемы, изложенные выше.
Анализ растений. Растения озоляют сухим или мокрым озолением. Золу обрабатывают соляной кислотой и переводят в водный раствор, который поступает на анализ. Определение калия можно выполнять по водным эталонам, без добавления других элементов. Ионизационный эффект при определении калия от присутствия натрия проявиться не может, так как натрий входит в состав золы в значительно меньших количествах, чем калий. При определении натрия этот эффект может проявиться, этим вызывается необходимость введения калия в эталоны для определения натрия. Содержание кальция в золе не может оказать заметного влияния на определение калия, но оно будет заметно при определении натрия. В этом случае необходимо применять компенсацию, удаление кальция и другие приемы.
В состав растений входят фосфор, сера и алюминий, причем содержание фосфора сравнимо с содержанием кальция. Присутствие указанных элементов в анализируемом растворе приводит к занижению аналитических данных по кальцию. Поэтому при определении кальция в растениях необходимо применять дополнительные приемы, а именно: предварительное осаждение кальция и последующее переведение его в раствор, предварительное осаждение мешающих элементов, введение значительных количеств мешающих элементов в анализируемые растворы и эталоны в целях выравнивания состава растворов.
Анализ удобрений. Выбор приемов анализа удобрений и исходного сырья для его производства определяется основной их компонентой. Например, в калиевых удобрениях основной компонентой является калий, а натрий и кальций - примесями. Концентрация калия допускает очень широкое разведение анализируемого раствора, и анализ может быть выполнен по водным эталонам калия. Натрий и кальций ввиду их малых концентраций не окажут влияния на результаты анализа. На определение натрия значительное влияние может оказать калий (ионизационный эффект). В этом случае в эталоны необходимо вводить соответствующие количества калия пли выполнять анализ по методу добавок.
Присутствие значительных концентраций кальция может влиять на определение натрия. В этом случае необходимо осуществлять компенсацию или другие приемы, описанные выше.
В данной статье изложены основные принципы пламенно-фотометрического анализа и примеры его практического применения при выполнении наиболее распространенных видов почвенно-агрохимического анализа. Этим далеко не исчерпывается круг вопросов пламенно-фотометрического анализа. В практике всегда встречается необходимость разработки новых методов или уточнения существующих, исходя из особенностей объектов исследования, предъявляемых к нему требований и имеющейся аппаратуры. Успешное решение подобных задач возможно на основе знания физических основ метода.