Home » Методична вказівка для студентів

Методична вказівка для студентів

9 Червня, 2024

Методична вказівка для студентів

3-го курсу медичного факультету

за спеціальністю «Біологія»

ЗАНЯТТЯ №2

Тема:ВБИРНА ЗДАТНІСТЬ, КИСЛОТНІСТЬ І ЛУЖНІСТЬ ҐРУНТІВ. ВИЗНАЧЕННЯ РН ВОДНОЇ ВИТЯЖКИ ( АКТИВНОЇ КИСЛОТНОСТІ ГРУНТУ ) КОЛОРИМЕТРИЧНИМ МЕТОДОМ. ВИЗНАЧЕННЯ РН СОЛЬОВОЇ ВИТЯЖКИ (ОБМІННОЇ КИСЛОТНОСТІ ГРУНТУ) МЕТОДОМ ДАЙКУХАРА. ВИЗНАЧЕННЯ ГІДРОЛІТИЧНОЇ КИСЛОТНОСТІ ГРУНТУ

Кількість годин 6

Мета: Вивчити теоретичний матеріал, наведений в підручниках і конспекті лекцій. З’ясувати, що таке реакція грунтового розчину, якими одиницями виражають дану величину, які фактори зумовлюють кислу реакцію грунту, а які – лужну. Засвоїти визначення таких понять: грунтовий розчин, активна кислотність, потенціальна кислотність, обмінна кислотність і гідролітична кислотність. Визначити активну кислотність грунту. Визначити обмінну кислотність грунту. Обчислити дозу вапна на 1 га за величиною рН сольової витяжки.

Кислі грунти є несприятливими для вирощування більшості сільськогосподарських рослин. З метою підвищення родючості такі грунти вапнують. За величиною рН сольової витяжки визначають потребу грунту у вапнуванні.

Професійна орієнтація студентів

Програма самопідготовки студентів

І. Вбирна здатність, кислотність і лужність ґрунтів.

1. Ґрунтові колоїди і ґрунтовий вбирний комплекс

2. Природа кислотності та її види

ІІ. Визначення рН водної витяжки ( активної кислотності грунту ) колориметричним методом

ІІІ. Визначення рН сольової витяжки (обмінної кислотності грунту) методом Дайкухара.

ІV. Визначення гідролітичної кислотності грунту

Методика виконання практичної роботи: (9⁰⁰– 12⁰⁰).

І. Вбирна здатність, кислотність і лужність ґрунтів.

Робота 1. Дайте визначення понять:

Вбирна здатність ґрунту-

Механічне вбирання –

Молекулярно – сорбційне вбирання –

Іонно – сорбційне вбирання –

Хімічне вбирання –

Біологічне вбирання –

Робота 2. Охарактеризуйте будову колоїдної міцели за М.І.Горбуновим.

Робота 3. Дайте визначення понять:

Актуальна кислотність –

Потенціальна кислотність –

Обмінна кислотність –

Гідролітична кислотність –

ІІ Визначення рН водної витяжки ( активної кислотності грунту ) колориметричним методом.

Робота 4. Визначення рН водної витяжки ( активної кислотності грунту ) колориметричним методом.

Принцип методу: Для визначення активної кислотності готують водну витяжку грунту, в якій міститься певна кількість протонів водню. При доливанні до такого розчину індикаторів нітрофенольного ряду він набуває певного забарвлення. Порівнюючи забарвлення дослідної витяжки з кольорами стандартної шкали, визначають рН водної або сольової витяжки (обмінну кислотність).

Необхідне приладдя і реактиви: зразок дерново-підзолистого грунту просіяного крізь сито з отворами 1 мм, технічні терези, важки, прилад Алямовського або рН – метр, дві колби, мірний циліндр, дистильована вода, лійка, фільтрувальний папір, піпетка на 10 мл, пробірка.

Хід роботи:

1.На технічних терезах відважити 10 г грунту і висипати його у колбу.

2.Долити в колбу 50 мл дистильованої води, після чого старанно збовтувати грунт з водою протягом 10 хв.

3.Вміст колби профільтрувати крізь складчастий фільтр. Якщо фільтрат буде каламутним, профільтрувати його ще раз крізь чистий фільтр.

4.З допомогою піпетки набрати 5 мл прозорого фільтрату і перенести його в пробірку.

5.До фільтрату в пробірці долити мікропіпеткою 0,3 мл універсального індикатора і старанно збовтать.

6.Забарвлену рідину в пробірці порівняти з забарвленими стандартними розчинами приладу Алямовського.

7.Знайти ампулу з кольором близьким до кольору досліджуваного фільтрату і визначити його рН.

При наявності рН – метру визначити рН водної витяжки з його допомогою.

Результати визначення: рН водної витяжки ________________

Висновок:

ІІІ. Визначення рН сольової витяжки ( обмінної кислотності грунту ) методом Дайкухара.

Робота 5. Визначення обмінної кислотності ґрунтуза методом Дайкухара

Дана форма кислотності визначається при взаємодії ґрунту з нейтральною сіллю:

Кількість кислоти, що утворилася при даній реакції, свідчить про наявність легкозв’язаних з ҐКВК іонів водню, які можуть бути витіснені іншими іонами. У випадках, коли в ГВК переважають іони алюмінію, реакція проходить за схемою:

Хлористий алюміній легко гідролізується в ґрунті з утворенням соляної кислоти:

Встановлюючи титруванням кількість кислоти, що утворилася в обох випадках, визначаємо обмінну кислотність ґрунту.

Посуд та реактиви. Колби плоскодонні на 250—300 мл — 2 шт. Колба конічна на 100—150 мл. Колба мірна на 100 мл. Лійка. Піпетка на 50 мл. Бюретка на 50 мл. Фільтри середньої щільності. Розчин 1,0 н КСl (рН 5,6—6,0). Титрований розчин 0,2 н NаОН. Індикатор фенолфталеїн.

Хід аналізу. 40 г повітряно сухого ґрунту, розтертого і просіяного крізь сито з отворами діаметром 1 мм, зваженого на технічних терезах з точністю до 0,1 г , переносять у колбу місткістю 250—300 мл. У колбу приливають мірною колбою 100 мл розчину КСl (рН 5,6—6,0). Колбу закривають пробкою і збовтують періодично протягом 1 години.

Суспензію фільтрують крізь складчастий фільтр середньої щільності. Перші порції фільтрату відкидають. Мутний фільтрат перефільтровують крізь той же фільтр з ґрунтом. Піпеткою відбирають 50 мл прозорого фільтрату і переносять у колбу на 100—150 мл для титрування. В колбу прибавляють 2—3 краплі фенолфталеїну і титрують 0,1 н розчином NаОН до слабо рожевого забарвлення, яке не зникає протягом 1 хвилини.

За кількістю лугу, який пішов на титрування, розраховують величину обмінної кислотності у мг-екв на 100 г ґрунту за формулою:

де а — кількість мл розчину NаОН, який пішов на титрування 50 мл фільтрату; н — нормальність розчину NаОН; К — поправочний коефіцієнт на К нормальність розчину NаОН; 2 — коефіцієнт переводу проби, що титрується (50 мл), на весь об’єм розчину (100 мл); 100 — коефіцієнт переводу результатів аналізу на 100 г повітряно сухого ґрунту; 1,75 — умовний коефіцієнт для введення поправки на повноту витіснення всього обмінного водню, за умов однократної обробки ґрунту розчином КСl; КH К 2 H O — коефіцієнт гігроскопічності ґрунту; Р — наважка ґрунту. Р

Приклад розрахунків. Наважка повітряно сухого ґрунту 40 г . Витрачено на титрування 50 мл фільтрату 1,6 мл 0,1 н розчину NаОН. КNаОН К = 1. Н КH К 2 H O = 1,02. Загальна обмінна кислотність у мг-екв на 100 г ґрунту буде становити:

Результати визначення: рН сольової витяжки ________________

Висновок:

Пояснення до запису висновків:

Як активна, так і, значною мірою, потенціальна кислотність грунту негативно впливає на ріст і розвиток рослин. Тому величина рН грунтового розчину є однією з основних агровиробничих характеристик грунту. Залежно від цього вживають заходи щодо поліпшення родючості кислих грунтів. Таким заходом є внесення вапна в грунт (вапнування).

Різні агровиробничі групи грунтів вапнують неоднаково. Сильно кислі грунти (рН<4,5) потребують високих доз вапна, кислі (рН 4,5-5,5) – середніх, а слабокислі (рН 5,5-6,5) не потребують вапнування. У тих випадках, коли на слабкокислих грунтах необхідно вирощувати такі культури як цукрові буряки, коноплі, ячмінь, стоколос та деякі інші, для яких оптимальною є нейтральна і слаболужна реакція ( рН 6,5-7,0 ), їх також вапнують.

Входячи з цього і роблять відповідний висновок за результатами аналізу. Наприклад, рН водної витяжки досліджуваного грунту становить 5,1. В цьому випадку висновок має бути таким: Зразок грунту №3 належить до групи кислих грунтів, які потребують вапнування.

IV.Визначення гідролітичної кислотності грунту.

Робота 6. Визначити гідролітичну кислотність зразка грунту.

Принцип методу: Гідролітична кислотність – це кількість (концентрація) протонів водню, яка витісняється з грунтового вбирного комплексу (ГВК ) катіоном гідролітичної лужної солі. При дії на грунт розчином такої солі в дифузному шарі колоїдної міцели з’являється більша кількість обмінного водню, ніж при дії розчином нейтральної солі. Крім того, з ГВК витісняються і катіони металів, які здатні до обміну на протони водню. В результаті в грунтовий розчин переходить більше водню і тому гідролітична кислотність є вищою від активної і обмінної.

Схема утворення гідролітичної кислотності буде такою:

_Н⁺_Na+

^[ГВК] _Н⁺ ⁺ ^2СН₃^COONa ^{= [ГВК]}_Na+^{+ 2}^CH₃^COOH^.

Концентрацією оцтової кислоти в сольовій витяжці грунту визначають шляхом титрування 0,1 н. розчином NаОН в присутності індикатору фенолфталеїну.

Необхідне приладдя і реактиви: технічні терези і різноваги, дві колби, два стакани, лійка, фільтрувальний папір, штатив з пробірками, бюретка на 50 мл, мірна піпетка на 50 мл, 1 н. розчин оцтовокислого натрію, 0,1 н. розчин їдкого натру (титрованого), фенолфталеїн.

Приготування розчинів:

1. 0,1 н. розчин оцтовокислого натрію: 136,0 г х.ч. солі СН₃СООNа×3Н₂О розчинити в 1 л дистильованої води. рН розчину повинно бути 8,0-8,2. Для перевірки рН необхідно взяти піпеткою 20 мл приготовленого розчину солі і долити одну краплю фенолфталеїну. Забарвлення розчину повинно бути блідо-рожевим. Якщо забарвлення немає, долити краплями слабкого розчину NaOH до його появи. Якщо, навпаки, забарвлення занадто інтенсивне – долити краплями слабкого розчину оцтової кислоти. Розчин солі готують перед початком проведення аналізу.

2. 0,1 н. розчин їдкого натру: 4,0 г х.ч. NaОН розчинити в 1 л дистильованої води. Для встановлення титру використовують янтарну кислоту H₆C₄O₄, еквівалентна маса якої для даної реакції становить 59,04.

3. Фенолфталеїн: 0,1 г фенолфталеїну розчиняють в 100 мл 20%-ого етилового спирту.

Хід роботи:

1. На технічних терезах відважити 40 г повітряносухого грунту, розтертого в ступці і просіяного крізь сито з діаметром отворів 1 мм.

2. Висипати грунт у колбу і залити 100 мл 1 н. розчину СН₃СООNa. Колбу закрити гумовим корком.

3. Збовтати вміст протягом 5 хв. і залишити на 24 години або збовтувати протягом години.

4. Профільтрувати суспензію через складчатий фільтр. Весь грунт з колби необхідно перенести на фільтр. Для цього перед фільтруванням вміст колби треба ще раз збовтати. Якщо фільтрат буде каламутний, то необхідно пропустити його ще раз крізь той самий фільтр з грунтом.

5. Мірною піпеткою взяти дві проби по 50 мл прозорого фільтрату і вилити в два стакани.

6. Долити в стакан 3-4 краплі фенолфталеїну і титрувати фільтрат 0,1 н. розчином NaОН до блідо-рожевого забарвлення, яке не зникає протягом 1 хв.

7. Обчислити гідролітичну кислотність грунту за формулою:

Н=а× 5 ×1,75 ×0,1

де Н – гідролітична кислотність в мг-екв/100 г грунту, а – кількість розчину NаОН, витраченого на титрування, в мл, 5 – множник для обчислення результатів на 100 г грунту, 1,75 – коефіцієнт, який вводять для поправки на неповне витіснення іонів водню при одноразовій обробці грунту розчином оцтовокислого натрію, 0,1 – нормальність розчину NaОН.

Результати досліду записати в таблицю.

Таблиця. Результати визначення гідролітичної кислотності зразка грунту.

№ зразка грунту	Наважка, г	Кількість лугу, витраченого на титрування, мл	Нормальність лугу, ( титр )	Гідролітична кислотність на 100 г грунту, мг-екв

Семінарське обговорення теоретичних питань: (12³⁰– 14⁰⁰).

Програма самопідготовки студентів

І. Вбирна здатність, кислотність і лужність ґрунтів.

1. Ґрунтові колоїди і ґрунтовий вбирний комплекс

2. Природа кислотності та її види

ІІ. Визначення рН водної витяжки ( активної кислотності грунту ) колориметричним методом

ІІІ. Визначення рН сольової витяжки (обмінної кислотності грунту) методом Дайкухара.

ІV. Визначення гідролітичної кислотності грунту

1. Визначте поняття «вбирної здатності ґрунту», охарактеризуйте її типи.

2. Визначте поняття «ґрунтові колоїди», «ґрунтовий вбирний комплекс».

3. Охарактеризуйте ємкість вбирання та її значення.

4. Дайте визначення поняття «ґрунтовий розчин» та «буферність ґрунту».

5. Дайте характеристику кислотності ґрунту та її форми.

6. Охарактеризуйте лужність ґрунту та її форми.

7. Охарактеризуйте окисно – відновний режим ґрунтів.

Самостійна робота студентів: (14¹⁵– 15⁰⁰).

Письмове тестування студентів за системою «MOODLE», здача матрикулів практичних навичок, перегляд тематичних навчальних відеофільмів, тренінг тестів ліцензійного іспиту «Крок – 1», поглиблене вивчення матеріалу тем, винесених на самостійне опрацювання тощо.

Студент повинен знати:

1. Визначення поняття «вбирної здатності ґрунту», охарактеризувати її типи.

2. Поняття «ґрунтові колоїди», «ґрунтовий вбирний комплекс».

3. Охарактеризувати ємкість вбирання та її значення.

4. Визначення поняттям «ґрунтовий розчин» та «буферність ґрунту».

5. Характеристику кислотності ґрунту та її форми.

6. Охарактеризувати лужність ґрунту та її форми.

7. Охарактеризувати окисно – відновний режим ґрунтів.

Джерела інформації:

1. Назаренко І.І., Польчина С.М., Нікорич В.А. Ґрунтознавство: Підручник. – Чернівці: Книги – XXI, 2004. – 400с.

2. Чорний І.Б. Географія ґрунтів х основами ґрунтознавства: Навч. Посібник. – К.: Вища школа, 1995. – 240с.

3. Практикум з ґрунтознавства: Навчальний посібник / За редакцією професора Д. Г. Тихоненка.— 6-е вид., перероб. і доп.— Х.: Майдан, 2009. – 448с.