«КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ А.А. ЖАППАРОВА АГРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ПОЧВ, РАСТЕНИЙ И УДОБРЕНИЙ АЛМАТЫ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ ...»

Ход а н а л и з а. Среднюю пробу навоза измельчают (если он недостаточно перепрел) ножницами, чтобы длина отдельных соломин не превышала 1 см, и тщательно перемешивают в большой фарфоровой чашке.

На технохимических весах в фарфоровой чашке берут навеску сырого навоза в 25 г и переносят в литровую широкогорлую бутылку. В нее же приливают 500 мл 0,05 н. раствора соляной кислоты. Содержимое взбалтывают на ротаторе в течение 30 минут. Затем суспензию фильтруют. Чтобы получить прозрачный фильтрат, на фильтр сразу же переносят возможно больше твердых частиц навоза. Чаще всего первые порции фильтрата бывают мутные их отбрасывают или переносят обратно на фильтр.

Из отфильтрованной вытяжки берут 10 мл раствора, переносят в колбу емкостью 250 мл, доводят объем дистиллированной водой (не содержащей аммиака) до метки и хорошо перемешивают. 25 мл полученного раствора помещают в колбу на 100 мл, прибавляют 4 мл 25%-ного раствора сегнетовой соли, доводят объем дистиллированной водой (не содержащей аммиака) до 80—90 мл, перемешивают, приливают 4 мл реактива Несслера и доливают такой же водой до метки. Закрыв колбу пробкой, ее несколько раз встряхивают.

Одновременно в колбы емкостью 100 мл наливают 10, 20 и 25 мл образцового раствора хлористого аммония, доводят объем дистиллированной водой до 80—90 мл и добавляют 4 мл реактива Несслера, доливают дистиллированной водой до метки, закрывают пробками и взбалтывают.

Через 15 минут испытуемый раствор сравнивают в колориметре или фотоколориметре с близким по окраске образцовым раствором. Эта работа должна быть закончена в течение часа с момента приливания к растворам реактива Несслера.

Вычисление результатов анализа. Содержание аммиака (в пересчете на азот) в процентах к весу сырого навоза (х) высчитывают по формуле:

где а — количество образцового раствора (в мл) в колбе емкостью 100 мл, с которой сравнивали испытуемую жидкость в колориметре; б — содержание азота в 1 мл образцового раствора; к — отсчет по шкале (в мм) колориметра для образцового раствора ; л — отсчет по шкале-(в мм) колориметра для испытуемого раствора; н — навеска навоза, отвечающая объему разведенного фильтрата, прилитого в колбу на 100 мл, при подготовке испытуемого раствора к колориметрированию (если навеска равнялась 25 г, соляной кислоты брали 500 мл, для разбавления водой в колбу емкостью 250 мл переносили 10 мл фильтрата и оттуда 25 мл жидкости приливают в колбу емкостью 100 мл для подготовки к колориметрированию, то н =50 мг).

В том случае, когда содержание аммиака необходимо выразить в процентах к воздушно-сухому навозу, вносят поправку на влажность. Для этого 100 полученный результат умножают на, где в- количество влаги в навозе (в %).

Таким же образом определяют содержание аммиачного азота в помете птиц, торфе и компостах (навеску для анализа берут около 10 г).

Реактивы. 1. 0,05 н. соляная кислота. 2. 25%-ный водный раствор сегнетовой соли. 3. Реактив Несслера. Раствор двухлористой ртути (17 г в мл воды) вливают в раствор йодистого калия (35 г в 100 мл воды) до тех пор, пока красный осадок йодистой ртути не перестанет растворяться. Тогда раствор доводят до 1 л 20%-ным раствором едкого натра и опять добавляют раствор двухлористой ртути, пока не появится неисчезающий осадок. Затем раствор оставляют стоять до полного просветления. Хранят его в плотно закрывающейся склянке. Раствор должен быть светло-желтым.

Если он бесцветный, прибавляют двухлористую ртуть. 4. Образцовый раствор NH4C1: навеску 6,7405 г химически чистого хлористого аммония растворяют в дистиллированной воде и доводят ею до 1 л; 20 мл раствора в мерной колбе доводят дистиллированной водой до 1 л. Последний раствор содержит в мл 0,005 мг аммония, или 0,00388 мг азота. Его используют как образцовый.

Техника безопасности в агрохимической лаборатории Широкое применение в агрохимических лабораториях агрессивных, огнеопасных, взрывчатых, токсичных веществ и электрооборудования требует тщательного соблюдения техники безопасности, а также норм и правил пожарной безопасности.

При этом руководствуя следующими основными нормативными материалами: ГОСТ 12.0.004-79. Система стандартов безопасности труда.

Организация обучения работающих безопасности труда. Общие положения.

ГОСТ 12.1.013-78. Система стандартов безопасности труда. Строительство.

Электробезопасность. Общие требования. ГОСТ12.1.030-81. Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление.

Зануление. ГОСТ 12.1.005-76. Система стандартов безопасности труда. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования. ГОСТ 12.1.007-76.

Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. ГОСТ 12.4.113-82. Система стандартов безопасности труда. Работы учебные лабораторные. Общие требования безопасности.

Перед началом работ заведующий лабораторией обязан провести с исполнителями инструктаж в соответствии с требованиями ГОСТ 12.0.004-79.

В лаборатории должны быть инструкции по технике безопасности при выполнении работ в агрохимической лаборатории и инструкции по пожарной безопасности, подписанные руководителям работ и заверенные вышестоящим руководителем.

Рабочие места должны быть оборудованы защитными приспособлениями и индивидуальными средствами защиты (очки ПО-2 или «Моноблок», респиратор РПГ-67 или РУ-60М с соответствующими патронами А,В, Г, или КД).

Обслуживающий персонал должен быть обеспечен спецодеждой в соответствии с перечнем выполняемых работ (халаты, фартуки, перчатки и др.).

Пожарную безопасность осуществляют согласно общим требованиям ГОСТ 12.1.004-85. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования. В лаборатории должны быть первичные средства пожаротушения [ящик с песком 0,5м3 и два совка к нему, два углекислотных (ОЦ-2) или порошковых (ОПС-1) огнетушителя, кошма размером 1,5х1,5 м.].

Обслуживающий персонал проходит обучение по противопожарному минимуму, овладевает навыками обращения с первичными средствами пожаротушения и знакомится со штатным расписанием на случай пожара.

Все сотрудники лаборатории должны владеть приемами оказания первой медицинской помощи.

Особые требования предъявляют к приборам в которых имеются сосуды, содержащие вещества при повышенном давлении и вакуумированные.

Размещение пламенных фотометров, атомно-абсорбционных фотометров, газовых хроматогрофов осуществляют только в соответствии с правилами техники безопасности при использовании сосудов с повышенным давлением, баллонов со сжатым и сниженным газом.

Требования к оборудованию помещений и организации рабочих мест в лаборатории При выполнении работ в лабораториях должны быть устранены или доведены до безопасного уровня значения величин опасных и вредных производственных факторов по ГОСТ 12.0.003-74.

Все проводимые в лаборатории работы организует так, чтобы полностью исключить образование взрывоопасных концентраций газо-, паро- и пылевоздушных смесей в объеме всего помещения и в отдельных рабочих зонах.

Оборудование, применяемое в лабораториях, должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.003-74 и ГОСТ 12.2.049-80.

Температура поверхностей оборудования и технологических трубопроводов, к которым возможны прикосновения людей во время работ, не должна превышать 45 С.

Системы вентиляции и отопления в лабораторном помещении должны обеспечивать параметры микроклимата в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-76.

Предельно допустима концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны лаборатории не должна превышать значений, указанных в ГОСТ 12.1.005Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот уровня звука и эквивалентные уровни звука (дБА) на рабочих местах в лаборатории должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.003-83, относящимся к помещениям лабораторий для проведения экспериментальных работ.

Предельно допустимые напряженность электрической и магнитной составляющих и плотность потока энергии электромагнитного поля радиочастот на рабочих местах в лаборатории должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.006-84.

Уровень ионизирующих излучений на рабочих местах в лаборатории по мощности поглощенной дозы не должен превышать 5*10 Гр/год.

Допустимый уровень вибрации на рабочих местах в лаборатории должен соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.012-78.

Защитные системы (зануление, защитное заземление, защитное отключение, выравнивание потенциала, двойная изоляция, малое напряжения) и мероприятия по защите от поражения электрическим током в лабораториях должны обеспечивать напряжение прикосновения не выше: 42 В-в помещениях без повышенной опасности и с повышенной опасностью; 12В-в особо опасных помещениях.

Питание лабораторного электрооборудования осуществляется от сети напряжением не более 380 В при частоте 50Гц. В электроустановках предусматривают разделительный трансформатор и защитно-отключающее устройство.

Сопротивление изоляции токоведущих частей электроустановок до первого аппарата максимальной токовой защиты (предохранителя, автомата и др.) должно быть не менее 0,5 МОм, а сопротивление между заземляющим болтом (винтом, шпилькой) и каждой доступной прикосновению металлической нетоведущей частью изделия, которая может отказаться под напряжением,-не более 0,1Ом.

Площадь помещений лаборатории на одного сотрудника должна быть не менее 4,5 м. Эстетическое оформление лаборатории должно быть направлено на снижения утомления. Помещения лаборатории оборудуют автоматическими извещателями системы пожарной сигнализации и сигнализаторами аварийной обстановки на лабораторном оборудовании и аппаратуре. Конструкции и элементы лабораторного оборудования и аппаратуры, которые могут быть источником опасности, обозначают сигнальными цветами, а в опасных зонах помещения устанавливают знаки безопасности по ГОСТ 12.4.026-76.

Помещения лаборатории оснащают средствами оказания первой медицинской помощи (аптечной, шинами, средствами дезинфекции и др.) и нейтрализации особо опасных химических веществ с постоянно обновляемыми в установленные сроки медикаментами.

Оборудование в лаборатории располагают с учетом удобств и безопасности выполнения всех видов работ. Планировка помещения должна обеспечивать освещение рабочих мест естественным светом. Средства отображения информации размещают так, чтобы обеспечить свободное восприятие общей сигнальной информации в интерьере лаборатории.

Материалы и вещества, используемые во время работ, хранят с учетом их физических и химических свойств и требований пожарной безопасности.

Совместное хранение веществ, взаимодействие которых может вызвать пожар или взрыв, не допускается.

Работа с огнеопасными и легковоспламеняющимися жидкостями Легковоспламеняющиеся вещества хранят в специальном помещении и выносятся оттуда только по мере надобности для работы.

Запрещается хранить в лабораторном помещении легковоспламеняющиеся летучие горючие вещества: петролейный эфир, серный эфир, ацетон, метиловый и этиловый спирты, бензол, толуол и другие жидкие углеводороды с температурой кипения ниже 423 К в количестве, превышающем суточную потребность.

Общее количество горючих веществ в лабораторной комнате с одним вытяжным железных ящиках, расположенных на полу вдали от входной двери и батареи с удобным подходом к ним. На внутренней стороне дверцы ящика делают четкую надпись с указанием наименований и общей допустимой нормы хранения горючих и легковоспламеняющихся жидкостей для данного помещения.

Диэтиловый эфир хранят изолированно от других веществ в холодном и темном помещении, так как при хранении его на свету образуется взрывчатое вещество-перекись этила.

Нахождение горючих веществ на рабочем столе во время работы с открытыми плитками категорически запрещено.

Запрещено:

Хранить горючие жидкости в тонкостенных колбах емкостью более 200 мл;

Держать горючие вещества в вытяжном шкафу, где идет работа с открытыми плитками или приборами, при включении которых может возникнуть искра;

Хранить легковоспламеняющиеся жидкости по соседству с сильными окислителями: азотной кислотой, бромом, перекисью водорода, перекисью натрия, четырех окисью калия, перекисью магния, ртутным серебром.

Все работы связанные даже с небольшим испарением в атмосферу лаборатории сильно пахнущих ядовитых веществ: бензола, нитробензола, толуола, ксилола, хлороформа, диэтилового эфира, спирта, эфиров органических кислот, сероуглерода, необходимо проводить только в вытяжных шкафах.

Попадание на кожу крепких кислот и щелочей может вызвать тяжелые ожоги.

При попадания их в глаза возможна потеря зрения. Концентрированные азотную, серную и соляную кислоты хранят в лаборатории в толстостенной посуде. Сосуды большого объема при этом защищают от случайных ударов.

Запрещено хранение больших количеств азотной и соляной кислот в тонкостенной посуде.

Концентрированные кислоты разливают только под тягой при максимально прикрытых дверцах шкафа. Держат склянку осторожно за горловину и дно. Стекающие по горловине капли следует снимать кусочками асбеста, а затем вытирать насухо это место бумагой или тряпкой.

Такого же осторожного обращения требуют концентрированные растворы щелочей (гидр оксиды калия и натрия, аммиака). Место, на которое случайно пролит раствор щелочей (на полу или под вытяжным шкафом), засыпают песком или опилками и после их удаления моют слабым раствором уксусной кислоты.

Работа с плавиковой (фтористо-водородной) кислотой требует особой осторожности. Попадание ее на кожу, особенно под ногти, вызывает сильную боль и трудно заживающие раны. При вдыхании паров плавиковой кислоты возникает воспаление верхних дыхательных путей и портятся зубы.

Запрещено:

Применять резиновые и полимерные шланги в качестве сифонов для переливании концентрированных кислот.

Набирать концентрированные щелочи и кислоты ртом в пипетки Мора (для этих целей применяют резиновую грушу).

Применять серную кислоту в ваккум-эксикаторах в качестве водопоглащающего средства.

Для слива отходов концентрированных кислот и щелочей устанавливают специальные керамические или толстостенные стеклянные емкости с крышками (отдельных для кислот и щелочей).

ПРИГОТОВЛЕНИЕ НЕКОТОРЫХ РАСТВОРОВ И РЕАКТИВОВ

Раствор соли Мора 0,2 Н. [(NH4)2SO4· FeSO4 · 6H2O] : 80 г соли Мора (ГОСТ 4208) заливают 1 Н раствором H2SO4 (20 см3 концентрированной H2SO4на 1 дм3 воды) на 2/3 объема колбы. Раствор перемешивают до полного растворения соли, отфильтровывают через складчатый фильтр, добавляют дистиллированную воду до метки и перемешивают. Хранят в бутылях, снабженной сифоном со стеклянным краном для подачи в бюретку и склянкой Тищенко со щелочным раствором пирогаллона для предохранения раствора соли Мора от окисления кислородом воздуха.

Титр соли мора сравнительно неустойчив, несмотря на пирогаллоловый предохранитель, так как в ее состав входит закисное железо, поэтому титр необходимо проверять каждый раз перед началом работы.

Определение соли Мора. В коническую колбу на 250 см3 пипеткой вносят 1 см3 концентрированной серной кислоты, прибавляют из бюретки 10 см рабочего раствора соли Мора и приливают цилиндром 50 см дистиллированной воды и оттитровывают 0,1 Н раствором KMnO4 до слаборозовой окраски.

Титр соли мора равен а·б/в, где а – количество KMnO4, пошедшее на титрование 10 см3 соли Мора, см3; б – титр KMnO4; в – количество соли Мора, взятое для титрования раствором перманганата, см3.

Раствор соляной кислоты HCl 10%-й: на приготовление 1 дм3 раствора этой концентрации расходуется 236,4 см3 концентрированной HCl (d=1.19).

Раствор трилона Б концентрации с (1/2 Na2 ЭДТА) = 0,05 моль/дм (0,05 Н). 9,3 г трилона Б (соли динатриевой этилендиамин – N, N,N/,N/ тетрауксусной кислоты двухводной, ГОСТ 10652 «ч.д.а.») взвешивают с погрешностью не более 0,1 г, помещают в мерную колбу вместимостью см3 и растворяют в дистиллированной воде, доводя объем до метки.

Приготовленный раствор тщательно и устанавливают точную концентрацию раствора титрованием. Для этого в химический стакан отбирают по 5 см раствора кальция (0,05 Н) и раствора магния (0,025 Н). Стакан помещают на магнитную мешалку и при перемешивании добавляют 50 см дистиллированной воды, 0,5 см3 раствора гидроксиламина гидрохлорида, 2 см раствора гидроокиси натрия, несколько кристаллов диэтилдитиокарбамата натрия, 2-3 капли раствора хрома кислотного темно-синего и титруют кальций до перехода розовой окраски в сиреневую. Затем нейтрализуют оттитрованный раствор соляной кислотой, разбавленной 1:4 дистиллированной водой до исходной розовой окраски, стараясь, чтобы избыток кислоты не превышал 1- капель. Прибавляют 5 см3 хлоридно-аммиачного буферного раствора и титруют магний раствором трилона Б до перехода розовой окраски в синюю.

Аналогично титруют холостую пробу. При отсутствии магнитной мешалки титрование проводят в конической колбе, титруемый раствор перемешивают вручную.

Если трилон Б используют только для определения кальция, концентрацию устанавливают по раствору кальция. В качестве индикатора используют хром кислотный темно-синий или мурексид.

Приготовление растворов индикаторов. Индикаторы хромоген черный и мурексид: растереть в ступке 5 г индикатора с 95 г NaCl и KCl до равномерно окрашенного состояния. Индикаторы хранить в темной банке с притертой пробкой.

Метил желтый – 0,04 г индикатора растворяют в 100 мл этилового спирта.

Метил красный – 0,01 г индикатора растворяют в 30 мл 960 этилового спирта и разбавляют дистиллированной водой до 50 мл. Хранить в склянке из оранжевого стекла.

Метил оранжевый – 0,05 г индикатора растворяют в 100 мл дистиллированной воды.

Конго красное – 0,1 г индикатора растворяют в 100 мл горячей дистиллированной водой.

Фенолфталеин – 0,25 г индикатора растворяют в 25 мл 960 этилового спирта.

Фенилантраниловая кислота (индикатор): 0,2 г кислоты растворяют в 100 см3 0,2%-го водного раствора Na2CO3. Для лучшего смачивания порошка фенилантраниловой кислотой навеску предварительно растирают стеклянной палочкой в фарфоровой ступке с небольшим количеством 0,2%-го раствора соды до сметанообразного состояния, затем добавляют остальное количество раствора соды при тщательном перемешивании.

Раствор калия хромовокислого K2Cr2O7 0,4 Н в разбавленной серной кислоте (хромовая смесь): 40 0,1 г тонко измельченного в ступке двухромовокислого калия растворяют в дистиллированной воде, отфильтровывают через бумажный в мерную колбу на 1 дм, доводят до метки, переносят раствор в фарфоровый стакан на 1 дм3 или в колбу из термостойкого стекла, куда осторожно приливают 1 дм3 концентрированной H2SO4. Во избежание сильного разогревания и разбрызгивания жидкости при смешивании серную кислоту приливают к водному раствору H2SO4 частями с интервалами 15-20 мин. и при осторожном перемешивании. Смесь накрывают стеклом и оставляют до полного охлаждения, вновь тщательно перемешивают и переливают в склянку из темного стекла с притертой пробкой для хранения.

Раствор серебра азотнокислого AgNO3 0,01 Н.: 1,7 г химически чистой соли AgNO3 растворяют в дистиллированной воде и доводят в колбе на 100 см до метки, после чего взбалтывают для перемешивания; 10 см3 приготовленного раствора разбавляют до 100 см3 и получают 0,01 Н раствор.

Титр азотнокислого серебра устанавливают по хлористому натрию: в три фарфоровые чашки помещают по 20 см3 точно 0,1 Н раствора хлористого натрия (фиксанал), прибавляют в каждую чашку по 2-3 капли хровокислого калия (10% водный раствор) в качестве индикатора и титруют содержимое чашек из бюретки 0,1 Н раствором AgNO3 до появления устойчивого красноватого окрашивания (азотнокислое серебро добавляют по каплям). Для установления поправки к титру азотнокислого серебра берут среднее из результатов трех титрований.

Для приготовления титрованных растворов соляной и серной кислоты берут указанные ниже количества их (в зависимости от заданной нормальности и объема) и разбавляют водой в мерной колбе до черты. Набирать концентрированные кислоты надо автоматической пипеткой или мерным цилиндром. Приливать следует кислоту в воду, а не наоборот; для этого мерная колба должна быть предварительно заполнена водой примерно на 2/3 своей емкости. От взаимодействия воды с кислотой (особенно - серной) наблюдается сильное разогревание раствора; ему дают остыть до комнатной температуры и лишь после этого доливают колбу водой до метки. Закрывают пробкой (пришлифованной, стеклянной, а при ее отсутствии - каучуковой) и взбалтывают для перемешивания; если после взбалтывания уровень раствора опустился ниже черты, в колбу снова доливают (каплями) воды до метки и опять разбавляют ее содержимое (медленно повертывая несколько раз горлышком книзу).

Кислота Взять нижеследующее количество (миллилитров) Раствор фенолфталеина 1%. В 60% спирта (для получения 60% спирта берут 60 мл 90-100% спирта и разбавляют 40 мл дистиллированной воды), растворяют 1 г фенолфталеина.

Раствор соляной кислоты 10%. 236,4 мл соляной кислоты приливают к 1000 мл дистиллированной воды.

Буферный раствор. 20 г NH4Cl растворяют в 100 мл дистиллированной воды, затем добавляют 100 мл 25% NH4OH и разбавляют дистиллированной водой до 1000 мл.

Раствор 10%-го хромата калия. 100 г K2CrO4 разбавляют 1000 мл дистиллированной воды.

Раствор хромогена черного. 0,2 г хромогена черного растворяют в 20 см аммиачного буфера с рН=10, после чего раствор доливают до 100 см3 этиловым или метиловым спиртом. Раствор пригоден 10-12 дней. Раствор индикатора хранят в темной склянке с притертой пробкой, чтобы защитить аммиака от потери. При потере аммиака путем испарения снижается рН раствора и синяя окраска раствора переходит в лиловую. Прибавление аммиака восстанавливает его окраску и свойства.

Мурексид. 99 г натрия хлорида размешать с 1 г мурексида.

Раствор 10%-го гидроксида натрия. 10 г растворяют в 90 мл дистиллированной воды.

Раствор пирофосфата натрия 4%-го. 40 г пирофосата натрия растворяют в 1 л дистиллированной воды.

Уровень почвенного рН и соответствующие условия