OZNACZANIE ODCZYNU GLEBY M

Transkrypt

1 Ćwiczenie 2 Właściwości sorpcyjne gleby, rodzaje sorpcji. Czynniki determinujące proces zakwaszenia gleb polskich. Odczyn (ph) i rodzaje kwasowości gleb. Charakterystyka i zasady stosowania nawozów wapniowych. OZNACZANIE ODCZYNU GLEBY (ph) Do dwóch zlewek na 100 ml z naważkami gleby po 10 g w każdej wlewamy po 25 ml wody destylowanej. Pozostałe dwie zlewki z glebą zalewamy 25 ml 1 M roztworu KCl. Naważki gleby z roztworami należy wymieszać ruchami kolistymi i pozostawić na 30 minut. Po tym czasie przystępujemy do pomiaru przy pomocy ph-metru - OBSŁUGUJE PROWADZĄCY ĆWICZENIA. Pierwszą czynnością jest wyzerowanie aparatu, którą wykonujemy przy pomocy buforu, jakim jest m.in. odczynnik Egnera. Nalewamy do zlewki niewielką ilość tego odczynnika (znajduje się on przy stanowisku, gdzie wykonywane jest oznaczanie fosforu i potasu w glebie), zanurzamy w nim elektrodę i kalibrujemy aparat (ustawiamy wskazówkę na ph=3,6 ponieważ odczynnik Egnera ma właśnie takie ph). Po tej czynności przystępujemy do pomiaru, przemywając elektrodę w wodzie destylowanej po zmierzeniu ph każdej próbki glebowej. OZNACZANIE KWASOWOŚCI HYDROLITYCZNEJ (Hh) WG KAPPENA Do dwóch plastikowych butelek, w których jest po 20 g powietrznie suchej gleby nalewamy po 50 ml 1 M octanu sodu. Butelki szczelnie zamykamy i wytrząsamy ręcznie przez 15 minut. Sączymy przez sączek bibułowy do 2 kolb stożkowych na 200 ml. Z klarownego przesączu pipetą pobieramy po 25 ml roztworu do czystych kolb stożkowych i dodajemy po 2-3 krople fenoloftaleiny. Przystępujemy do miareczkowania 0,1 M NaOH, które wykonujemy przy stanowisku miareczkowym. Czynność tę wykonujemy powoli, aż do pojawienia się różowego zabarwienia, po czym dokonujemy odczytu. Obliczenie wyników: Obliczamy całkowitą Hh, którą obliczamy wg wzoru: Hh w mmol(+) kg -1 *gleby = x*m*100*1,75 gdzie: X ilość NaOH zużytego do miareczkowania M molowość NaOH 100 współczynnik przeliczeniowy na kg gleby 1,75 współczynnik empiryczny wprowadzony w związku z faktem, że jednorazowa ekstrakcja nie wypiera wszystkich jonów H + z gleby. 1/2

2 Ćwiczenie 2 OZNACZANIE SUMY ZASAD WYMIENNYCH (S) Do dwóch butelek plastikowych, w których znajduje się naważona gleba (20 g), nalewamy 100 ml 0,1 M HCl. Zakręcamy butelki i wytrząsamy ręcznie przez 15 minut, a następnie przez sączek bibułowy sączymy. Z każdego z dwóch przesączów pobieramy do kolbki stożkowej po 25 ml roztworu dodając 2-4 krople fenoloftaleiny. Równocześnie przygotowujemy próbę kontrolną. Do kolbki stożkowej nalewamy 25 ml 0,1 M HCl. Tak przygotowane roztwory (2 próby glebowe i próba kontrolna) miareczkujemy 0,1 M NaOH przy stacji miareczkowej. Miareczkowanie kończymy i odczytujemy wynik, kiedy nastąpi zmiana zabarwienia na kolor jasno różowy. Obliczanie wyników: Sumę zasad wymiennych obliczamy na podstawie wzoru: S=(a b)*m*200 (mmol*kg -1 gleby) gdzie : a ilość zużytego 0,1 M NaOH w próbie kontrolnej, b ilość zużytego 0,1 M NaOH w przesączu, M molowość NaOH, 200 wynika z przeliczenia na kg gleby. Na podstawie uzyskanych wyników należy obliczyć: 1. Pojemność kompleksu sorpcyjnego (T) obliczamy ze wzoru: T=S+Hh (mmol*kg -1 gleby) 2. Stopnia nasycenia gleb zasadami (V) obliczamy ze wzoru: 3. Dawkę CaO na hektar ze wzoru: CaO t * ha 1 = V = 0,028 * Hh 1000*1000 gdzie: S suma zasad wymiennych Hh kwasowość hydrolityczna WNIOSKI: 1. Ocena potrzeb wapnowania (na podstawie ph). 2. Jaki odczyn ma gleba (na podstawie stopnia wysycenia zasadami) S T *100 (%) = Hh * 0,084 2/2

3 Ćwiczenie 3 Substancja organiczna w glebie, skład i jej przemiany. Podział, zasady stosowania, skład chemiczny nawozów naturalnych i organicznych. Bilans materii organicznej. OZNACZANIE ZAWARTOŚCI WĘGLA W GLEBIE METODĄ TIURINA Do kolbki stożkowej na 50 ml z naważoną próbą glebową o masie 0,25 g wlać 10 ml (używając cylinderka) roztworu dwuchromianu potasu z dodatkiem stężonego kwasu siarkowego. Analizę wykonujemy w dwóch powtórzeniach (dwie kolbki z naważką gleby). W trzeciej kolbce (próba kontrolna) umieszczamy tylko 10 ml roztworu dwuchromianu potasu, dodając odrobinę sproszkowanego pumeksu. Wszystkie trzy kolbki ogrzewamy po nakryciu ich małymi lejkami na kuchence elektrycznej przez 5 minut od momentu zagotowania. Po ostudzeniu kolbek, przenieść wszystkie próby ilościowo do kolbek stożkowych na 300 ml, spłukując niewielkimi porcjami wody destylowanej (łącznie po 150 ml na każdą analizowaną glebę i próbę kontrolną). Następnie dodać po 2ml kwasu ortofosforowego, kilka kropli wskaźnika (dwufenyloaminy) i miareczkować ostrożnie 0,1 M roztworem soli Mohra aż do zmiany zabarwienia (poprzez kolor fiołkowy do koloru butelkowej zielelni). Obliczanie wyników: Zawartość węgla w glebie obliczamy na podstawie wzoru: - 1 0,3 * 1000 * (a x ) C [g * kg ] = = 1,2 * (a x ) w * 1000 gdzie : x wynik miareczkowania utlenionej próby glebowej, a wynik miareczkowania próby kontrolnej, w wielkość naważki OZNACZANIE WSKAŹNIKA ZABARWIENIA Q 4/6 W EKSTRAKCIE GLEBOWYM Dwie kolbki stożkowe na 200 ml z naważoną glebą (10 g) zalewamy 100 ml 2% HCl i wytrząsamy ręcznie przez 5 minut, po czym pozostawiamy na 15 minut. Po tym czasie dokładnie dekantujemy roztwór (zlewamy ciecz, zwracając uwagę aby nie stracić osadu). Osad zalewamy 100 ml 0,1 M NaOH i ponownie wytrząsamy przez 10 minut. Po upływie tego czasu roztwór przesączamy do czystych kolbek. W tak przygotowanych ekstraktach mierzymy intensywność zabarwienia za pomocą kolorymetru przy długości fali 475nm i 675nm. Na podstawie uzyskanych odczytów ekstynkcji dla dwóch analizowanych gleb obliczamy wartość współczynnika Q 4/6. 1/3

4 Ćwiczenie 3 OZNACZANIE ZAWARTOŚCI POTASU I WAPNIA W OBORNIKU 2 g świeżego obornika odważyć na szkiełku wagowym na wadze technicznej do kolby Kjeldahla o pojemności 250 ml, dodać 10 ml odmierzonego cylinderkiem stężonego kwasu siarkowego, zamieszać. Kolbę umieścić w elektrycznym płaszczu grzejnym pod digestorium i ogrzewać do uzyskania jednorodnej, smolistej konsystencji (od czasu do czasu zamieszać). Odstawić do ostygnięcia w metalowym koszyku pod digestorium - próba będzie oznaczona przez studentów następnej grupy. Do przygotowanej przez studentów poprzedniej grupy próby zmineralizowanego obornika dodać 5 ml odmierzonego cylinderkiem perhydrolu (30% H 2 O 2 ), ogrzewać do odbarwienia zawartości kolby. Po zakończonym spalaniu i ostygnięciu kolby, przenieść jej zawartość ilościowo przy pomocy wody destylowanej, kilkakrotnie przemywając kolbę, do kolbki o pojemności 100 ml i uzupełnić do kreski wodą destylowaną. Zawartość kolbki przesączyć do innej kolbki miarowej na 100 ml. Równocześnie należy sporządzić próby wzorcowe w następujący sposób: do kolb na 100 ml odmierza się kolejno: 0, 1, 3, 5, 10, 20 ml roztworu wzorcowego i uzupełnia się wodą destylowaną do kreski. Roztwór wzorcowy zawierają w 1ml: 1 mg K, i 0,5 mg Ca. W przygotowanych próbach wzorcowych i w roztworze zmineralizowanego obornika dokonujemy pomiarów zawartości oznaczanych pierwiastków przy pomocy fotometru płomieniowego Flavo OBSŁUGUJE PROWADZĄCY ĆWICZENIA. Obliczenie wyników Na podstawie uzyskanych pomiarów obliczamy zawartość poszczególnych pierwiastków, stosując odpowiedni program komputerowy, do którego przygotowujemy dane w sposób podany niżej: Oznaczany ml roztworu wzorcowego Badana pierwiastek próba Potas g*kg ,5 1,5 2,5 5,0 10,0 Odczyt Wapń g*kg ,25 0,75 1,25 2,5 5,0 Odczyt 2/3

5 Ćwiczenie 3 BILANS MATERII ORGANICZNEJ W GLEBIE Przygotować w zeszycie tabelę wg poniższego wzoru, prowadzący ćwiczenia poda założenia. Ubytek lub przyrost materii Powierzchnia uprawy ROŚLINA organicznej w % w ha w t*ha -1 w t RAZEM Uzupełnić obliczenia w tabeli. Na podstawie uzyskanych wyników należy obliczyć: 1. Zawartość próchnicy, w tym celu należy przeliczyć zawartość węgla na zawartość % próchnicy należy go podzielić przez 10 i pomnożyć przez 1,78; a więc w rezultacie pomnożyć przez 0, Dawkę obornika na hektar w podanym gospodarstwie. 3. Ile z obliczoną dawką obornika na hektar wprowadzamy N, P i K. WNIOSKI: 1. Która z badanych gleb ma lepsze właściwości i dlaczego (na podstawie oznaczonego wskaźnika zabarwienia Q 4/6 ). 2. Jaka to może być gleba (na podstawie obliczonej zawartości próchnicy w analizowanej glebie). 3. Ile należy dostarczyć materii organicznej w formie obornika, aby bilans materii organicznej w gospodarstwie był zrównoważony. 3/3

6 Ćwiczenie 4 Przemiany azotu w glebie i jego formy oraz straty. OZNACZANIE ZAWARTOŚCI AZOTU OGÓŁEM W GLEBIE METODĄ DESTYLACYJNĄ 10 g gleby spalamy na mokro z kwasem siarkowym a otrzymany produkt przenosimy ilościowo do kolby miarowej na 100 ml za pomocą wody destylowanej (studenci otrzymują spalony materiał glebowy). Następnie przeprowadzamy destylację w aparacie Parnasa-Wagnera wykonując następujące czynności: do odbieralnika (kolba stożkowa na 100 ml) przy pomocy pipety wlewamy 25 ml 0,005 M kwasu siarkowego (H 2 SO 4 ) i podstawiamy pod chłodnicę tak, aby wężyk był zanurzony w cieczy, do kolby destylacyjnej wlewamy 20 ml spalonego materiału glebowego odmierzonego w probówce miarowej, a następnie do kolby destylacyjnej wlewamy 25 ml 10 M zasady sodowej (NaOH) odmierzonej cylinderkiem. Destylację kończymy po uzyskaniu podwójnej objętości cieczy w odbieralniku. Następnie przedestylowaną ciecz miareczkujemy przy pomocy 0,01 M NaOH aż do zmiany koloru na jasno zielony i odczytujemy ilość zużytej NaOH. Obliczenie wyników Zawartość azotu w materiale glebowym obliczamy ze wzoru: N-ogólny [g*kg -1 gleby] = (25 x) * 0,07 Gdzie: x wynik miareczkowania 1/2

7 Ćwiczenie 4 OZNACZANIE ZAWARTOŚCI AZOTU AMONOWEGO W GLEBIE 25 g gleby zalewamy w kolbie stożkowej ze szlifem, 50 ml 1% roztworu siarczanu potasu (K 2 SO 4 ) i wytrząsamy 15 min. Przesączamy przez karbowany sączek. Następnie przeprowadzamy destylację w aparacie Parnasa-Wagnera wykonując następujące czynności: do odbieralnika (kolba stożkowa na 100 ml) przy pomocy pipety wlewamy 25 ml 0,005 M kwasu siarkowego (H 2 SO 4 ) i podstawiamy pod chłodnicę tak, aby wężyk był zanurzony w cieczy. Do kolby destylacyjnej wlewamy 25 ml przesączu glebowego odmierzonego w probówce miarowej, a następnie wlewamy 25 ml 10 M zasady sodowej (NaOH) odmierzonej cylinderkiem. Destylację powinno się zakończyć po uzyskaniu podwójnej objętości cieczy w odbieralniku. Następnie przedestylowaną ciecz miareczkujemy (na stanowisku miareczkowym) przy pomocy 0,01 M NaOH aż do zmiany koloru na jasno zielony i odczytujemy ilość zużytej NaOH. Obliczenie wyników Zawartość azotu amonowego w materiale glebowym obliczamy ze wzoru: N-NH 4 [mg*kg -1 gleby] = (25 x) * 11,2 Gdzie: x wynik miareczkowania Na podstawie uzyskanych wyników należy obliczyć: 1. Stosunek C:N w glebie (wynik dla węgla z poprzednich ćwiczeń). 2. Ilość azotu ogólnego w warstwie ornej gleby. 3. Udział azotu amonowego w azocie ogólnym. WNIOSKI: 1. Odpowiedzieć na pytanie czy w glebie następuje proces immobilizacji azotu (na postawie stosunku C:N). 2/2

8 Ćwiczenie 5 Gleba jako źródło fosforu i potasu. Zawartość P i K w glebie oraz czynniki determinujące ich przemiany. OZNACZANIE ZAWARTOŚCI PRZYSWAJALNYCH FORM FOSFORU I POTASU W GLEBIE METODĄ EGNERA-RIEHMA 5-ciogramową naważkę gleby znajdującą się w plastikowej butelce (2 powtórzenia) zalewamy 250 ml odczynnika Egnera, a następnie wytrząsamy ręcznie przez 15 minut. Otrzymany ekstrakt sączymy przez sączek bibułowy do przygotowanych kolb stożkowych. Oznaczanie potasu: Z klarownych przesączy pobieramy 25 ml i przenosimy do dwóch kalibrowanych probówek. Równolegle przygotowujemy próby wzorcowe, odmierzając kolejno do kalibrowanych probówek (na 25 ml): 0; 5; 10; 15 i 20 ml roztworu wzorcowego, zawierającego w 1 ml 0,004 mg K i uzupełniamy do kreski odczynnikiem Egnera. Następnie do każdej z probówek dodajemy 2 ml 10% roztworu kwasu szczawiowego i mieszamy zawartość. Po wytrąceniu się osadu odczyty dokonywane są na fotometrze płomieniowym APARAT OBSŁUGUJE PROWADZĄCY ZAJĘCIA. Obliczanie wyników dla potasu Na podstawie uzyskanych pomiarów obliczamy zawartość potasu w glebie, stosując odpowiedni program komputerowy. Wzorce przygotowane dla potasu (0, 5, 10, 15 i 20 ml) odpowiadają kolejno 0, 40, 80, 120 i 160 mg K*kg -1 gleby. 1/2

9 Ćwiczenie 5 Oznaczanie fosforu: Z klarownych przesączy pobieramy 25 ml i przenosimy do dwóch kalibrowanych probówek. Równolegle przygotowujemy próby wzorcowe, odmierzając do kalibrowanych probówek (na 25 ml): 0; 5; 10; 15 i 20 ml roztworu wzorcowego, zawierającego w 1 ml 0,002 mg P i uzupełniamy do kreski odczynnikiem Egnera. Następnie do każdej z probówek dodajemy 2 ml roztworu molibdenianu amonu i 0,5 ml chlorku cynawego i mieszamy zawartość. Probówki pozostawiamy na 10 minut w ciemności. Po tym czasie (ustala się zabarwienie) przy pomocy kolorymetru dokonujemy pomiaru ekstynkcji, ustawiając w kolorymetrze długość fali na 660 nanometrów. APARAT OBSŁUGUJE PROWADZĄCY ZAJĘCIA. Obliczanie wyników dla fosforu Na podstawie uzyskanych pomiarów obliczamy zawartość fosforu w glebie, stosując odpowiedni program komputerowy. Wzorce przygotowane dla fosforu (0, 5, 10, 15 i 20 ml) odpowiadają kolejno 0, 20, 40, 60 i 80 mg P*kg -1 gleby. Na podstawie uzyskanych wyników należy obliczyć: 1. Ilość przyswajalnego fosforu i potasu w warstwie ornej gleby. WNIOSKI: 1. Klasyfikacja gleby do odpowiedniej klasy zasobności (na podstawie zawartości przyswajalnego potasu i fosforu) 2/2

10 Ćwiczenie 6 Zawartość i przemiany magnezu w glebie. Mikroelementy w glebie i roślinie zawartość i ich przemiany. Ich rola w procesach fizjologicznych roślin. OZNACZANIE ZAWARTOŚCI PRZYSWAJALNEGO MAGNEZU W GLEBIE METODĄ SCHACHTSCHABELA 10 g suchej gleby umieszczamy w plastikowej butelce, zalewamy 100 ml 0,025 M chlorku wapnia (CaCl 2 ) i wytrząsamy przez 15 min. Następnie sączymy przez sączek bibułowy do kolby stożkowej, pobieramy pipetą 10 ml przesączu do kolby miarowej na 50 ml i dodajemy 10 ml wody destylowanej. Równolegle przygotowujemy roztwory wzorcowe, w tym celu pobieramy do kolbek na 50 ml 0, 2, 4, 6, 8 ml roztworu wzorcowego zawierającego w 1 ml 0,01 mg Mg oraz 20, 18, 16, 14, 12 ml wody destylowanej. Do wszystkich kolbek dodajemy po 5 ml roztworu alkoholu poliwinylowego, żółcieni tytanowej i 2 M zasady sodowej (NaOH), za każdym razem zawartość kolbki mieszamy. Na końcu uzupełniamy kolbki wodą destylowaną do kreski, całość mieszamy i wstawiamy do ciemnego pomieszczania. Po 20 min. dokonujemy pomiaru ekstynkcji na kolorymetrze przy długości fali nanometrów. APARAT OBSŁUGUJE PROWADZĄCY ĆWICZENIA. Obliczanie wyników Na podstawie uzyskanych pomiarów obliczamy zawartość magnezu w glebie, stosując odpowiedni program komputerowy. Wzorce przygotowane dla magnezu (0, 2, 4, 6 i 8 ml) odpowiadają kolejno 0, 20, 40, 60 i 80 mg Mg*kg -1 gleby. 1/2

11 Ćwiczenie 6 OZNACZANIE ZAWARTOŚCI PRZYSWAJALNEJ MIEDZI W GLEBIE Do butelki plastikowej odważamy 10 g gleby powietrznie suchej. Dodajemy 100 ml roztworu ekstrakcyjnego i wytrząsamy przez 20 minut. Zawartość butelki sączymy przez sączek do suchej kolby. Z klarownego przesączu pobieramy 25 ml do kolby stożkowej na 100 ml zadajemy 2 ml 0,5 % roztworu nadmanganianu potasu i szybko ogrzewamy do wrzenia. Zabarwienie fioletowe winno utrzymywać się przez cały okres wrzenia. Nadmiar nadmanganianu potasu odbarwia się dodając 0,5 ml 5 % roztworu kwasu szczawiowego. Po ostygnięciu do kolby dodajemy 20 ml mieszaniny buforowej, a po zamieszaniu 15 ml roztworu dietyloditiokarbaminianu ołowiu w czterochlorku węgla. Kolbę szczelnie zamykamy i przez 5 minut energicznie wytrząsamy. Po wytrząsaniu faza chloroformowa przybiera barwę od słomkowo-żółtej do brązowej, zależnie od zawartości miedzi. Należy w możliwie krótkim czasie odciągnąć warstwę wodną przy pomocy kapilary szklanej połączonej z pompką wodną. Intensywność zabarwienia mierzymy kolorymetrycznie, stosując światło o długości fali 440 nm. W międzyczasie przygotowujemy roztwór wzorcowy zerowy, gdyż pozostałe wzorce są przygotowane.do kolbki o pojemności 100 ml odmierzamy 25 ml roztworu ekstrakcyjnego, następnie dodajemy 2 ml 0,5 % roztworu nadmanganianu potasu. Dalej dodajemy takie same odczynniki jak przy ekstrakcie glebowym. Obliczanie wyników Na podstawie uzyskanych pomiarów obliczamy zawartość miedzi w glebie, stosując odpowiedni program komputerowy. Kolejne próby wzorcowe odpowiadają zawartości: 0; 2; 4; 6; 8; 10 mg kg -1 Cu w glebie. Odczyty ekstynkcji dla pozostałych wzorców wynoszą odpowiednio: 0,11; 0,19; 0,24; 0,32; 0,4. Na podstawie uzyskanych wyników należy obliczyć: 1. Ilość magnezu przyswajalnego i miedzi przyswajalnej w warstwie ornej gleby. WNIOSKI: 1. Klasyfikacja gleby do odpowiedniej klasy zasobności (na podstawie zawartości przyswajalnego magnezu i przyswajalnej miedzi) 2/2

12 Ćwiczenie 8 Charakterystyka nawozów azotowych, fosforowych, potasowych i magnezowych, ich podział i technologie otrzymywania. OZNACZANIE ZAWARTOŚCI FOSFORU W NAWOZIE FOSFOROWYM 1g nawozu zalewamy 100 ml 2% kwasu cytrynowego (lub wody), wytrząsamy do rozpuszczenia i sączymy przez sączek bibułowy. Do zlewki na 200ml pobieramy 10ml klarownego przesączu, dodajemy cylinderkiem 15ml mieszaniny kwasu azotowego oraz siarkowego i doprowadzamy do początku wrzenia przez ogrzewanie na płaszczu grzejnym. Po zakończeniu ogrzewania zawartość zlewek mieszamy bardzo ostrożnie przez kołowanie i w środek, nie lejąc po ściankach, odmierzamy cylindrem miarowym 25 ml roztworu molibdenianu amonu. Po 5 minutach mieszamy ponownie ruchem kołowym zawartość zlewek i pozostawiamy je na 30 minut w spokoju. Następnie osad odsączamy przez przygotowany uprzednio odtarowany tygielek piankowy i przemywamy go kolejno: trzy razy 2% azotanem amonu - a następnie kilkakrotnie małymi porcjami acetonu, dla usunięcia z osadu wody. Tygielek umieszczamy na 10 minut w suszarce w celu odparowania acetonu. Po ostudzeniu ważymy i przez odjęcie tary obliczamy ilość osadu. Obliczenie wyników Obliczamy ilość osadu, a następnie mnożymy ją przez wynikający z zawartości P w osadzie współczynnik 0, Otrzymujemy ilość P zawartą w 10/100 = 0,1g nawozu. Dla obliczenia zawartości na 100g (procentu) wystarczy wyniki pomnożyć przez Oczywiście można także od razu dokonać mnożenia przez 0,01440 * 1000 = 14,40. WNIOSKI: 1. Określić, jaki analizowano nawóz (na postawie wyniku zawartości fosforu) 2. Określić, jakie analizowano nawozy (na postawie wyników analizy jakościowej) 1/3

13 Ćwiczenie 8 NH 4 + REAKCJE STOSOWANE PODCZAS ANALIZY JAKOŚCIOWEJ NAWOZÓW MAKROELEMENTOWYCH W probówce umieścić 1 ml roztworu wodnego nawozu i dodać 1 ml rozcieńczonego NaOH. Podgrzać do wrzenia, przy czym zachodzi reakcja: NH 4 Cl + NaOH = NH 3 + H 2 O + NaCl O obecności jonów amonowych świadczy zapach amoniaku. K + W probówce umieścić 1 ml roztworu wodnego nawozu, dodać 1 ml HClO 4 i dobrze wytrząsnąć, po pewnym czasie wydziela się biały krystaliczny osad w myśl reakcji: KCl + HClO 4 = KClO 4 + HCl Osad jest rozpuszczalny w 96% alkoholu. Ca +2 Próbkę badanego roztworu ostrożnie zobojętnić amoniakiem, kontrolując odczyn papierkiem wskaźnikowym, podgrzać do wrzenia i dodać 1 ml roztworu szczawianu amonu. W obecności Ca 2+ powstaje biały osad, rozpuszczalny w kwasach mineralnych, a nie rozpuszczalny w kwasie octowym. Zachodzi wówczas reakcja: Ca(NO 3 ) 3 + (NH 4 ) 2 C 2 O 4 = CaC 2 O 2 + 2NH 4 NO 3 Mg +2 Próbkę badanego roztworu zalkalizować, dodając około 1 ml 0,1M NaOH. Do alkalicznego roztworu wprowadzić kilka kropli żółcieni tytanowej, która w obecności jonów magnezowych powoduje zmianę barwy roztworu na pomarańczowoczerwoną. Pod nieobecność Mg 2+ wskaźnik posiada barwę żółtą. Cl - Do probówki roztworu wodnego dodać 2 krople rozcieńczonego HNO 3 i kilka kropli roztworu AgNO 3. Wytrąca się biały, serowaty osad - rozpuszczalny w amoniaku. Zachodzi reakcja: KCl + AgNO 3 = AgCl + KNO 3 2/3

14 Ćwiczenie 8 NO 3 - (reakcja obrączkowa) Do probówki z roztworem dodać 1 ml FeSO 4, a po wymieszaniu wlać ostrożnie po ściance pochylonej probówki 2 ml stężonego kwasu siarkowego. Na granicy powstających warstw cieczy pojawia się brunatna obrączka związku o wzorze Fe(NO)SO 4. SO 4-2 Do probówki roztworu dodać kilka kropli roztworu BaCl 2. Wytrąca się biały osad, nie rozpuszczalny nawet w kwasach mineralnych. Zachodzi reakcja: (NH 4 ) 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 + 2KCl PO 4-3 Próbkę nawozu rozpuszczonego w wodzie lub w 2% kwasie cytrynowym zakwasić HNO 3. Roztwór przygotowany przy zastosowaniu rozcieńczonego HNO 3, zakwaszenia nie wymaga. Podgrzać do wrzenia i dodać 1 ml roztworu molibdenianu amonu. Wytrąca się żółty osad rozpuszczalny w amoniaku: H 3 PO (NH 4 ) 2MoO HNO 3 = (NH 3 ) 3P(Mo 3 O 10 ) NH 4 NO H 2 O CO 3-2 Do suchej probówki wsypać szczyptę badanego nawozu i zalać 1 ml rozcieńczonego HCl. O obecności węglanów świadczy perlenie wywiązującego się CO 2. CaCO 3 + 2HCl = CO 2 + H 2 O + CaCl 2 Mocznik (Reakcja biuretowa) Do suchej probówki wsypać szczyptę nawozu i ostrożnie ogrzewać, na palniku gazowym aż do stopienia. Gdy mocznik topi się, można wyczuć zapach wydzielającego się amoniaku. Po ostudzeniu dodać rozcieńczonego NaOH i kilka kropli roztworu CuSO 4. Powstały w czasie rozkładu mocznika biuret barwi się jonami Cu +2 na kolor fiołkowy. 2NH 2 (CO)NH 2 = HN 2 (CO)NH(CO)NH 2 + NH 3 3/3

15 Ćwiczenie 9 Charakterystyka i podział nawozów wieloskładnikowych oraz mikroelementowych. Zasady ich stosowania. Zasady mieszania nawozów jednoskładnikowych OZNACZANIE ZAWARTOŚCI POTASU W NAWOZACH WIELOSKŁADNIKOWYCH 2g nawozu zalewamy w zlewce na 100 ml zalewamy 40 ml wody destylowanej i 4 ml stężonego HCl. Całość po wymieszaniu gotujemy w elektrycznym płaszczu grzejnym pod digestorium przez 10 min. Zawartość zlewki przenosimy do kolby miarowej na 100 ml, spłukując ścianki wodą destylowaną zakwaszoną HCl. Po ostudzeniu dopełniamy kolbkę do kreski wodą destylowaną. Z badanego roztworu pobieramy pipetą 10 ml do parowniczki i dodajemy 5 ml 20% HClO 4.Parowniczkę wraz z zawartością umieszczamy w łaźni wodnej i odparowujemy do ukazania się białych dymów (10-15 min.). Po ostudzeniu dodajemy 10 ml alkoholu etylowego zakwaszonego HClO 4. Po wymieszaniu bagietką przenosimy osad ilościowo na zważony uprzednio sączek z porowatym dnem. Saczek podłączamy do pomki wodnej, spłukując parowniczkę z tryskawki alkoholem (około 10 ml). Osad na sączku przemywamy jeszcze dodatkowo 10 ml alkoholu i suszymy w temperaturze 100ºC. Po wysuszeniu i ostudzeniu ważymy i przez odjęcie tary obliczamy ilość osadu. Obliczenie wyników Obliczamy ilość osadu, a następnie mnożymy ją przez wynikający z zawartości K w osadzie współczynnik 0,2821. Otrzymujemy ilość K zawartą w = 0,2 g nawozu. Dla obliczenia zawartości na 100g (procentu) wystarczy wyniki pomnożyć przez 500. Oczywiście można także od razu dokonać mnożenia przez 141,05 (0,2821 *500). WNIOSKI: 1. Określić, jaki analizowano nawóz (na postawie wyniku zawartości potasu) 2. Określić, jakie analizowano nawozy wieloskładnikowe (na postawie wyników analizy jakościowej) 3. Określić, jakie analizowano nawozy mikroelementowe (na postawie wyników analizy jakościowej) 4. Opracować możliwe kombinacje nawozowe (na podstawie oznaczonych w ćwiczeniu 8 nawozów mineralnych) 1/4

16 Ćwiczenie 9 NH 4 + Reakcje stosowane podczas analizy jakościowej nawozów makroelementowych W probówce umieścić 1 ml roztworu wodnego nawozu i dodać 1 ml rozcieńczonego NaOH. Podgrzać do wrzenia, przy czym zachodzi reakcja: NH 4 Cl + NaOH = NH 3 + H 2 O + NaCl O obecności jonów amonowych świadczy zapach amoniaku. K + W probówce umieścić 1 ml roztworu wodnego nawozu, dodać 1 ml HClO 4 i dobrze wytrząsnąć, po pewnym czasie wydziela się biały krystaliczny osad w myśl reakcji: KCl + HClO 4 = KClO 4 + HCl Osad jest rozpuszczalny w 96% alkoholu. Ca +2 Próbkę badanego roztworu ostrożnie zobojętnić amoniakiem, kontrolując odczyn papierkiem wskaźnikowym, podgrzać do wrzenia i dodać 1 ml roztworu szczawianu amonu. W obecności Ca 2+ powstaje biały osad, rozpuszczalny w kwasach mineralnych, a nie rozpuszczalny w kwasie octowym. Zachodzi wówczas reakcja: Ca(NO 3 ) 3 + (NH 4 ) 2 C 2 O 4 = CaC 2 O 2 + 2NH 4 NO 3 Mg +2 Próbkę badanego roztworu zalkalizować, dodając około 1 ml 0,1M NaOH. Do alkalicznego roztworu wprowadzić kilka kropli żółcieni tytanowej, która w obecności jonów magnezowych powoduje zmianę barwy roztworu na pomarańczowoczerwoną. Pod nieobecność Mg 2+ wskaźnik posiada barwę żółtą. Cl - Do probówki roztworu wodnego dodać 2 krople rozcieńczonego HNO 3 i kilka kropli roztworu AgNO 3. Wytrąca się biały, serowaty osad - rozpuszczalny w amoniaku. Zachodzi reakcja: 2/4

17 Ćwiczenie 9 KCl + AgNO 3 = AgCl + KNO 3 NO 3 - (reakcja obrączkowa) Do probówki z roztworem dodać 1 ml FeSO 4, a po wymieszaniu wlać ostrożnie po ściance pochylonej probówki 2 ml stężonego kwasu siarkowego. Na granicy powstających warstw cieczy pojawia się brunatna obrączka związku o wzorze Fe(NO)SO 4. SO 4-2 Do probówki roztworu dodać kilka kropli roztworu BaCl 2. Wytrąca się biały osad, nie rozpuszczalny nawet w kwasach mineralnych. Zachodzi reakcja: (NH 4 ) 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 + 2KCl PO 4-3 Próbkę nawozu rozpuszczonego w wodzie lub w 2% kwasie cytrynowym zakwasić HNO 3. Roztwór przygotowany przy zastosowaniu rozcieńczonego HNO 3, zakwaszenia nie wymaga. Podgrzać do wrzenia i dodać 1 ml roztworu molibdenianu amonu. Wytrąca się żółty osad rozpuszczalny w amoniaku: H 3 PO (NH 4 ) 2MoO HNO 3 = (NH 3 ) 3P(Mo 3 O 10 ) NH 4 NO H 2 O CO 3-2 Do suchej probówki wsypać szczyptę badanego nawozu i zalać 1 ml rozcieńczonego HCl. O obecności węglanów świadczy perlenie wywiązującego się CO 2. CaCO 3 + 2HCl = CO 2 + H 2 O + CaCl 2 Reakcje stosowane podczas analizy jakościowej nawozów mikroelementowych Cu +2 1.Do probówki okrągłodennej należy wprowadzić niewielką ilość (2-3 ml) wodnego roztworu nawozu dodać szczyptę tiosiarczanu sodowego (Na 2 S 2 O 3 ), wymieszać, ogrzać w płomieniu palnika gazowego. Wytrąca się czarny osad siarczku miedziawego zgodnie z równaniem reakcji: 2CuSO 4 + 2Na 2 S 2 O 3 = Cu 2 S + 2Na 2 SO 4 +SO 3 2. Do dwóch probówek należy wprowadzić niewielką ilość (2-3ml) wodnego roztworu badanego nawozu, dodać kilka kropli 2n NaOH. Wytrąca się niebieski galaretowaty osad wodorotlenku miedziowego zgodnie z równaniem reakcji: CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4 3/4

18 Ćwiczenie 9 Zn +2 Do kilku ml wodnego roztworu badanego nawozu dodać 1ml buforu octanowego (ph ok.5) oraz kilka kropli 0.002% roztworu ditizonu. Zmiana barwy na różową dowodzi obecności jonów Zn +2. Fe Do probówki należy wprowadzić niewielką ilość (2-3 ml) roztworu zawierającego nawóz zakwasić środowisko kilkoma kroplami 0,05M H 2 SO 4, dodać kroplę roztworu rodanku amonowego NH 4 SCN. Roztwór zabarwia się na kolor intensywnie czerwony w wyniku reakcji: Fe +3 + NH 4 SCN = [Fe(SCN)] +2 + NH Do probówki zawierającej barwny kompleks dodać szczyptę SnCl 2, wytrząsnąć. Następuje zanik czerwonego zabarwienia w wyniku redukcyjnego działania SnCl 2. Fe +2 Do probówki należy wprowadzić niewielką ilość (2-3 ml) roztworu zawierającego nawóz. Do roztworu dodać 1 ml roztworu żelazicjanku potasowego K 3 [Fe(CN) 6 ]. Granatowa barwa roztworu pochodzi od błękitu pruskiego, który powstaje w wyniku reakcji: 3Fe [Fe(CN) 6 ] -3 = Fe[Fe(CN) 6 ] 2 B 4 O Do 2-3 ml wodnego roztworu dodać kilka kropli roztworu zawierającego Ba +2. Zachodzi reakcja w myśl równania: B 4 O H 2 O = 2BO H 3 BO 3 Ba BO 2 - = Ba(BO 3 ) 2 Osad ten rozpuszcza się w roztworze kwasu solnego HCl oraz NH 4 Cl. 2. Do 2-3 ml badanego roztworu dodać kroplę AgNO 3. Zachodzi reakcja w myśl równania: B 4 O Ag+ + 3H 2 O = AgBO 2 + H 3 BO 3 Sprawdzić rozpuszczalność powstającego osadu w rozcieńczonym roztworze amoniaku. 3. Probówkę z osadem AgBO 2 ogrzać w płomieniu palnika. W wyniku ogrzewania następuje ciemnienie zawartości probówki wskutek wydzielania się Ag 2 O. MoO 4-2 Do kilku ml roztworu badanego nawozu dodać 2-3 ml rozc. HCl oraz szczyptę SnCl 2. W obecności jonów molibdenianowych pojawia się niebieskie zabarwienie tzw. błękitu molibdenowego. 4/4

19 Ćwiczenie 10 Zawartość azotu ogólnego i jego form mineralnych jako kryterium oceny jakości plonów. Zawartość i jakość białka ogólnego w roślinach. Zasady stosowania i wysokość dawek nawozów azotowych. OZNACZANIE ZAWARTOŚCI AZOTU OGÓŁEM W ROŚLINIE 1 g materiału roślinnego spalamy na mokro z kwasem siarkowym a otrzymany produkt przenosimy ilościowo do kolby miarowej na 100 ml za pomocą wody destylowanej (studenci otrzymują spalony materiał roślinny). Następnie przeprowadzamy destylację w aparacie Parnasa-Wagnera wykonując następujące czynności: do odbieralnika (kolba stożkowa na 100 ml) przy pomocy pipety wlewamy 25 ml 0,01 M kwasu siarkowego (H 2 SO 4 ) i podstawiamy pod chłodnicę tak, aby wężyk był zanurzony w cieczy, do kolby destylacyjnej wlewamy 20 ml spalonego materiału roślinnego odmierzonego w pipetą, a następnie do kolby destylacyjnej wlewamy 25 ml 10 M zasady sodowej (NaOH) odmierzonej cylinderkiem. Destylację kończymy po uzyskaniu podwójnej objętości cieczy w odbieralniku. Następnie przedestylowaną ciecz miareczkujemy przy pomocy 0,02 M NaOH aż do zmiany koloru na jasno zielony i odczytujemy ilość zużytej NaOH. Obliczenie wyników Zawartość azotu w materiale roślinnym obliczamy ze wzoru: N-ogólny [g*kg -1 ] = (25 x) * 1,4 Gdzie: x wynik miareczkowania 1/2

20 Ćwiczenie 10 OZNACZANIE ZAWARTOŚCI AZOTANÓW (V) (NO 3 - ) W MATERIALE ROŚLINNYM 5 g zmielonego, suchego materiału roślinnego zlewamy 50 ml wody destylowanej, wytrząsamy 30 min i sączymy. Pobrać 5 ml przesączu do probówki o pojemności 25 ml, dodać 0,8 ml roztworu kwasu salicylowego, wymieszać ruchami okrężnymi i pozostawić na 20 min w temperaturze pokojowej. Następnie po ściankach probówki wlać wolno 19 ml roztworu 2 M NaOH. Równolegle należy przygotować próby wzorcowe. W tym celu do kolb miarowych o pojemności 100 ml odmierzyć: 0, 5, 10, 15, i 20 ml roztworu wzorcowego roboczego zawierającego w 1 ml 1 mg N-NO 3 Następnie pobrać 5 ml przygotowanych roztworów wzorcowych do probówki o pojemności 25 ml. Dalej postępować jak z badanymi próbami: dodać 0,8 ml kwasu salicylowego i 19 ml 2 M NaOH. Po ostudzeniu prób dokonać pomiaru ekstynkcji przy długości fali 420 nm. Obliczenie wyników Przeliczenia uzyskanych odczytów dokonujemy za pomocą odpowiedniego programu komputerowego. Po uwzględnieniu naważki i kolejnych rozcieńczeń, wzorce odpowiadają zawartości: 0,0; 2213,3; 4426,6; 6639,9; i 8853,2 mg NO 3 - kg -1. Na podstawie uzyskanych wyników należy obliczyć: 1. Zawartość białka ogólnego w badanym materiale roślinnym (na podstawie zawartości azotu ogólnego). Zawartość białka ogólnego[g*kg -1 ] = N-ogólny [g*kg -1 ] *6,25 2. Potrzeby pokarmowe i nawozowe (na podstawie zawartości azotu ogólnego oraz podanego plonu). WNIOSKI: 1. Ocenić, jaka roślina była analizowana (na podstawie zawartości białka ogólnego) 2. Opisać nawożenie azotem dla badanej rośliny (na postawie potrzeb nawozowych) 3. Ocenić zawartość azotanów w badanym materiale roślinnym. 2/2

21 Ćwiczenie 11 Węglowodany i wartość stosunków równoważnikowych w roślinach uprawnych - jako kryterium jakości plonów. Zasady stosowania i wysokość dawek nawozów potasowych. OZNACZANIE ZAWARTOŚCI SKROBI W BULWACH ZIEMNIAKA W dwóch parowniczkach odważamy po 10 g dobrze roztartych na tarce ziemniaków. Następnie naważkę przenosimy do kolbek stożkowych na 100 ml, spłukując jednocześnie parowniczkę 25 ml uprzednio przygotowanego roztworu 1,124% HCl. Po spłukaniu parowniczki należy dodać bezpośrednio do kolby jeszcze 25 ml HCl o takim samym stężeniu, spłukując jednocześnie ścianki kolby i ostrożnie mieszając jej zawartość przez wytrząsanie. Kolby wraz z zawartością wstawiamy na 15 minut do wrzącej łaźni wodnej, silnie wstrząsając przez pierwsze 3 minuty. Po zdjęciu kolbek z łaźni wodnej należy dodać po 30 ml wody destylowanej i ochłodzić do temperatury 20 0 C. Ochłodzoną zawartość przenosimy do kolby miarowej na 100ml, dokładnie spłukując kolbę małymi porcjami wody destylowanej. Następnie do kolbek dodajemy 1,5 ml roztworu 14,4% molibdenianu amonu i uzupełniamy wodą destylowaną do kreski. Po dokładnym wymieszaniu roztwór przesączamy. Przesącz przenosimy do rurki pomiarowej polarymetru i na skali przyrządu odczytujemy kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji. Przed rozpoczęciem pomiaru na polarymetrze należy aparat wyzerować na wodzie destylowanej. Obliczenie wyników Zawartość skrobi w bulwach ziemniaka obliczamy według wzoru: Gdzie: a kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji, Zawartość skrobi [g*kg -1 ] = 25,59 * a 1/2

22 Ćwiczenie 11 OZNACZANIE ZAWARTOŚCI POTASU I WAPNIA W MATERIALE ROŚLINNYM 1 g materiału roślinnego spalamy na mokro z kwasem siarkowym a otrzymany produkt przenosimy ilościowo do kolby miarowej na 100 ml za pomocą wody destylowanej (studenci otrzymują spalony materiał roślinny). Przygotować próby wzorcowe w następujący sposób: do kolb na 100 ml odmierza się kolejno: 0, 1, 3, 5, 10, 20 ml roztworu wzorcowego i uzupełnia wodą destylowaną do kreski. Roztwór wzorcowy zawiera w 1ml: 1 mg K i 0,5 mg Ca W przygotowanych próbach wzorcowych i w roztworze zmineralizowanego materiału roślinnego dokonujemy pomiarów zawartości oznaczonych pierwiastków przy pomocy fotometru płomieniowego Flavo OBSŁUGUJE PROWADZĄCY ĆWICZENIA. Obliczenie wyników Na podstawie uzyskanych pomiarów obliczamy zawartość poszczególnych pierwiastków, stosując odpowiedni program komputerowy, do którego przygotowujemy dane w sposób podany poniżej: Oznaczany ml roztworu wzorcowego Badana pierwiastek próba g*kg -1 0,0 1,0 3,0 5,0 10,0 20,0 Potas Wapń Odczyt Na podstawie uzyskanych wyników należy obliczyć: 1. Obliczyć potrzeby pokarmowe i nawozowe dla potasu g*kg -1 0,0 0,5 1,5 2,5 5,0 10,.0 Odczyt WNIOSKI: 1. Określić typ użytkowy ziemniaka (na podstawie zawartości skrobi). 2. Ocenić, jaka roślina była analizowana (na podstawie zawartości potasu i wapnia) 3. Opisać nawożenie potasem dla badanej rośliny (na postawie potrzeb nawozowych) 4. 2/2

23 Ćwiczenie 12 Tłuszcze, fosfor i magnez w roślinach uprawnych jako kryterium jakości plonów. Zasady stosowania i wysokość dawek nawozów fosforowych i magnezowych. OZNACZANIE ZAWARTOŚCI FOSFORU W MATERIALE ROŚLINNYM 1 g materiału roślinnego spalamy na mokro z kwasem siarkowym a otrzymany produkt przenosimy ilościowo do kolby miarowej na 100 ml za pomocą wody destylowanej (studenci otrzymują spalony materiał roślinny). Do dwóch kolbek miarowych na 100 ml wlewamy po 1 ml spalonego materiału roślinnego i dolewamy w przybliżeniu do połowy objętości wody destylowanej. Następnie do każdej z nich dodajemy dokładnie, w następującej kolejności: 2 ml siarczynu sodu, 2 ml molibdenianu amonu, 3 krople chlorku cynawego i uzupełniamy wodą destylowaną do kreski. Po każdorazowym dodaniu odczynnika roztwór należy wymieszać. Równolegle przygotowujemy próby wzorcowe. Do kolbek na 100 ml w wlewamy kolejno: 0, 5, 10, 20, 30 i 40 ml roztworu wzorcowego zawierającego 0,002 mg P w 1 ml. dalej postępujemy identycznie jak przy przygotowaniu prób z materiałem roślinnym. Tak przygotowane próby materiału roślinnego i wzorcowe włożyć na 30 min. do ciemnego pomieszczenia. Po upływie 30 min. dokonujemy odczytu na kolorymetrze przy długości fali 660 nm. rozpoczynając od roztworów wzorcowych. APRARAT OBSŁUGUJE PROWADZĄCY ĆWICZENIA. Obliczanie wyników Na podstawie uzyskanych pomiarów obliczamy zawartość fosforu w materiale roślinnym, stosując odpowiedni program komputerowy. Wzorce przygotowane dla fosforu (0, 5, 10, 20, 30 i 40 ml) po uwzględnieniu naważki i rozcieńczeń odpowiadają kolejno: 0, 1, 2, 4, 6 i 8 g P*kg -1. 1/2

24 Ćwiczenie 12 OZNACZANIE ZAWARTOŚCI MAGNEZU W MATERIALE ROŚLINNYM 1 g materiału roślinnego spalamy na mokro z kwasem siarkowym a otrzymany produkt przenosimy ilościowo do kolby miarowej na 100 ml za pomocą wody destylowanej (studenci otrzymują spalony materiał roślinny). Do dwóch kolbek miarowych na 50 ml wlewamy po 5 ml spalonego materiału roślinnego. Następnie do każdej z nich dodajemy dokładnie, w następującej kolejności: 5 ml alkoholu poliwinylowego, 5 ml 0,05% żółcieni tytanowej, 5 ml 30% roztworu NaOH i uzupełniamy wodą destylowaną do kreski. Po każdorazowym dodaniu odczynnika roztwór należy wymieszać. Równolegle przygotowujemy próby wzorcowe. Do kolbek na 50 ml w wlewamy kolejno: 0, 1, 2, 3, 4 i 5 ml roztworu wzorcowego zawierającego 0,05 mg Mg w 1 ml. Następnie dodajemy po 5 ml 0,5M H 2 SO 4. i dalej postępujemy identycznie jak przy przygotowaniu prób z materiałem roślinnym. Tak przygotowane próby materiału roślinnego i wzorcowe włożyć na 15 min. do ciemnego pomieszczenia. Po upływie 15 min. dokonujemy odczytu na kolorymetrze przy długości fali 545 nm. rozpoczynając od roztworów wzorcowych. APRARAT OBSŁUGUJE PROWADZĄCY ĆWICZENIA. Obliczenie wyników Na podstawie uzyskanych pomiarów obliczamy zawartość magnezu w materiale roślinnym, stosując odpowiedni program komputerowy. Wzorce przygotowane dla magnezu (0, 1, 2, 3, 4 i 5 ml) po uwzględnieniu naważki i rozcieńczeń odpowiadają kolejno: 0, 1, 2, 3, 4 i 5 g Mg*kg -1. Na podstawie uzyskanych wyników należy obliczyć: 1. Potrzeby pokarmowe i nawozowe dla fosforu (na podstawie zawartości fosforu oraz podanego plonu). WNIOSKI: 1. Ocenić jaka roślina była analizowana (na podstawie zawartości fosforu i magnezu) 2. Opisać nawożenie fosforem dla badanej rośliny (na postawie potrzeb nawozowych) 2/2