Chemiczna Analiza ZanieczyszczeńĆW Gleby, ochrona rodowiska


Sprawozdanie nr 6

z ćwiczeń laboratoryjnych

Chemicznej analizy zanieczyszczeń

wody, powietrza i gruntów.

Natalia Janczycka

Rok: II OS-CP

Grupa: II

Temat: Właściwości fizykochemiczne gleby.

CZĘŚĆ LITERATUROWA:

Gleba posiada właściwości sorpcyjne, polegające na zatrzymywaniu w niej cząsteczek stałych, niektórych gazów i par, oraz związków chemicznych i jonów. Wyróżniamy 5 rodzajów sorpcji:

biologiczna: polega na przetwarzaniu składników pokarmowych na własną materię przez organizmy. Po ich obumarciu następuje ponowne ich uwolnienie. Ma to szczególne znaczenie w zapobieganiu wymywania azotu saletrzanego NO3- który nie jest zatrzymywany żadną inną sorpcją;

mechaniczna: polega na zatrzymywaniu cząsteczek których średnica jest większa niż średnica porów glebowych;

fizyczna: polega na pochłanianiu gazów, par i związków niedysocjujących przez ich zagęszczenie na powierzchni fazy stałej;

chemiczna: polega na zatrzymywaniu nierozpuszczalnych soli powstałych w wyniku reakcji chemicznych zachodzących w glebie.

wymienna: polega na adsorbowaniu związków dysocjujących przez kompleks sorpcyjnym, z zachowaniem zdolności do wymiany zabsorbowanych jonów z roztworem glebowym [1]. Sorpcja ta jest wykorzystywana przez rośliny które poprzez włośniki korzeniowe wydzielają jony wodorowe, które reagują wymiennie z jonami zasadowymi kompleksu sorpcyjnego.

Dzięki sorpcyjnym właściwością gleby możliwa jest w nich regulacja odczynu, oraz magazynowanie dostarczanych w nawozach składników pokarmowych, właściwości te przyczyniają się również do neutralizacji szkodliwych dla organizmów żywych substancji [2].

Kompleks sorpcyjny to koloidalna część fazy stałej gleby wraz z zaadsorbowanymi wymiennie jonami. Największą rolę w sorpcji pełnia minerały ilaste i próchnica.

Pojemność sorpcyjna gleby jest to ilość wszystkich jonów, jaką może zasorbować gleba, wyrażona w centymolach na 1 kg suchej gleby. Pojemność sorpcyjna gleby waha się od kilku do kilkudziesięciu centymoli na kg i zależy głównie od: ilości minerałów ilastych, rodzaju minerałów, zawartości i jakości próchnicy, oraz pH.

Suma zasad jest to suma kationów zasadowych Ca2+, Mg2+, K+, Na+ zabsorbowanych przez glebę. W centymolach/kg.

Odczyn gleby to stężenie jonów wodorowych w roztworze glebowym. Odczyn gleby gra ważną rolę [1]. Stosunki wodne i powietrzne gleb kwaśnych są z reguły wadliwe, na skutek niestabilności struktury gruzełkowatej. W kwaśnym roztworze glebowym znajdują się duże ilości toksycznego dla roślin glinu, żelaza i manganu; natomiast związki, w skład których wchodzą składniki pokarmowe, przy niskim pH stają się nierozpuszczalne. Ulega także ograniczeniu aktywność biologiczna bakterii i promieniowców, co wpływa na zahamowanie korzystnych przemian związków azotowych [2].

Większość roślin znajduje optimum swojego rozwoju w przedziale pH 6-7 [1]. Rośliny takie jak mak polny, kąkol, oraz pięciornik gęsi to rośliny zasadolubne, natomiast na glebach kwaśnych rośnie paproć i mech. Rośliny te mogą służyć jako wskaźniki odczynu gleby [2].

Odczyn

pH w 1-molowym KCl

pH w H2O

Bardzo kwaśny

Kwaśny

Lekko kwaśny

Obojętny

Zasadowy

<4,5

4,5-5,5

5,5-6,5

6,5-7,2

>7,2

<5

5-6

6-6,7

6,7-7,4

> 7,4

Kwasowość gleby to stan odczynu znajdujący się poniżej pH 7. Rodzaje kwasowości:

- czynna: jest powodowana przez stężenie wolnych jonów wodorowych w roztworze glebowym [1];

- wymienna: decydują o niej jony wodoru i glinu słabo wiązane przez kompleks sorpcyjny, kwasowość ta ujawnia się pod wpływem działania na glebę roztworem soli obojętnej;

- hydrolityczna: decydują o niej głównie jony wodorowe silnie związane z cząstkami koloidalnymi kompleksu sorpcyjnego, kwasowość ta ujawnia się pod wpływem działania na glebę roztworem soli hydrolizującej zasadowo [3].

Określenie dawek wapna na podstawie kwasowości wymiennej oznaczonej metodą kappena oblicza się ze wzoru:

CaO t/ha = (Hw * 0,028 * 3000) / 1000 = Hw * 0,84

CaCO3 t/ha = (Hw * 0,050 * 3000) / 1000 = Hw * 1,5

Gdzie:

Hw - kwasowość oznaczona metodą kappena

0,028 - liczba gramów CaCO odpowiadająca 1cmol(+)

0,050 - liczba gramów CaCO3 odpowiadająca 1cmol(+)

3000- masa(t) dwudziestocentymetrowej warstwy ornej na powierzchni 1 ha

1000 - zamiana gramów CaCO/CaCO3 na kg [1].

LITERATURA:

1. A. Mocek, S. Drzymała, P. Maszner „Geneza, analiza i klasyfikacja gleb” Wydawnictwo Akademi Rolniczej im. A. Cieszkowskiego w Poznaniu 1997

2. Pod redakcją S. Zawadzkiego „Gleboznawstwo” Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne Warszawa 1999

3. S. Białousz, P. Skłodowski „Ćwiczenia z gleboznawstwa i ochrony gruntów” Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 1999CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA:

Metoda potencjometryczna do oznaczania odczynu gleby.

Zasada Metody: pomiar siły elektromotorycznej elektrody kombinowanej zanurzonej w roztworze glebowym.

Sprzęt i szkło laboratoryjne:

- pehametr

- zlewki

- cylindry miarowe

- tryskawka

- kolby pomiarowe

- sita

- waga

Odczynniki:

- roztwór KCl o stężeniu 1mol/L

- roztwory buforowe

- woda destylowana

Wykonanie doświadczenia:

- suchą glebę przesiać przez sito

- odważyć 4 próbki gleby po 10g do zlewek o pojemności 50ml

- do dwóch z próbek dodać po 25ml wody destylowanej

- do dwóch pozostałych próbek dodać po 25ml 1-molowego roztworu KCl

- kilkukrotnie zamieszać

- dokonać pomiaru pehametrem w zawiesinie gleby z wodą po 30 minutach, a w zawiesinie gleby z KCl po 60 minutach.

Wyniki:

Próbki z wodą destylowaną:

  1. 8,0

  2. 8,1

Próbki z roztworem KCl:

  1. 7,8

  2. 7,8

Podsumowanie:

Wartość pH badanej próby gleby wyniosła 8,5 w roztworze wodnym, oraz 7,8 w roztworze KCl, oznacza to że gleba wykazuje odczyn zasadowy.Metoda Kappena do oznaczania kwasowości hydrolitycznej gleby.

Zasada Metody: Kwasowość hydrolityczna ujawnia się po zadziałaniu na glebę solą hydrolizującą zasadowo, wówczas z kompleksu sorpcyjnego przechodzą do roztworu glebowego praktycznie wszystkie jony H+ i Al3+.

Sprzęt i szkło laboratoryjne:

- mieszadło rotacyjne

- waga

- zlewki

- kolby

- lejki

- sączki

- statywy

- pipeta

- biureta

Odczynniki:

- roztwór (CH3COO)2Ca o stężeniu 0,5mol/L i pH 8,2

- roztwór NaOH o stężeniu 0,1mol/L

- roztwór fenoloftaleiny o stężeniu 1%

Wykonanie doświadczenia:

- do dwóch kolb odmierzyć po 40 g suchej przesianej gleby

- dodać po 100ml 0,5-molowego (CH3COO)2Ca

- wytrząsać na mieszadle rotacyjnym przez godzinę

- przesączyć zawiesinę przez sączek

- pobrać do dwóch kolb po 50ml przesączu

- dodać po 4 krople fenoloftaleiny

- miareczkować 0,1-molowym roztworem NaOH do lekko różowego zabarwienia

Wyniki:

Do miareczkowania próbek zużyto kolejno roztworu NaOH:

  1. 1 ml

  2. 0,7 ml

śr: 0,85 ml

Kwasowość wymienną obliczamy za pomocą wzoru:

Hw = a * m * 5 * 1,5 cmol(+)/kg gleby)

Hw = 0,85 * 0,1 * 5 * 1,5 = 0,64 cmol(+)/kg gleby

Gdzie:

• Hw - kwasowość wymienna

• a - objętość NaOH zużyta do miareczkowania (ml)

• m - molowość NaOH

• 5 - współczynnik przeliczeniowy

• 1,5 - współczynnik empiryczny Kappena

Określenie dawek wapna oblicza się ze wzoru:

CaO t/ha = (Hw * 0,028 * 3000) / 1000 = Hw * 0,84

CaO t/ha = 0,64 * 0,84 = 0,54 t/ha

CaCO3 t/ha = (Hw * 0,050 * 3000) / 1000 = Hw * 1,5

CaCO3 = 0,64 * 1,5 = 0,96 t/ha

Gdzie:

• Hw - kwasowość oznaczona metodą kappena

• 0,028 - liczba gramów CaCO odpowiadająca 1cmol(+)

• 0,050 - liczba gramów CaCO3 odpowiadająca 1cmol(+)

• 3000- masa(t) dwudziestocentymetrowej warstwy ornej na powierzchni 1 ha

• 1000 - zamiana gramów CaCO/CaCO3 na kg.

Podsumowanie:

Kwasowość hydrolityczna badanej próbki gleby wyniosła 0,64 cmol(+)/kg gleby, co oznacza że do zwapnowania tej gleby należy użyć 0,54 t/ha CaO, lub 0,96 t/ha CaCO3.



Wyszukiwarka