Определение ионов кальция и магния в водной почвенной вытяжке трилонометрическим способом

Кальций участвует в формировании клетчатки расте­ний. Прочность стебля, как и прочность костей человека и животных, зависит от присутствия достаточно­го количества соединений кальция,. На почвах, богатых ионами Са²⁺, развивается специфическая кальцефитная расти­тельность. Такие виды, как горные эдельвейсы, орхидеи положительно реагируют на наличие существенного коли­чества кальция в почве. Напротив, вереск и папоротник-орляк являются кальцефобными (от греч. фобос – страх) растениями. Земли, бедные ионами кальция, содержат соответ­ственно больше кремния.

Магний в природе встречается как элемент, сопутст­вующий кальцию, однако в жизни растений его роль за­ключается в образовании хлорофилла, придающего зеленый цвет растениям, и участии в процессе усвоения рас­тениями соединений фосфора. Определение содержания ионов Са²⁺ и Мg²⁺ при совме­стном присутствии можно провести трилонометрическим методом. Сущность метода сводится к тому, что сначала опреде­ляется суммарное содержание ионов Са²⁺ и Мg²⁺, титрованием водной вытяжки почвы раствором ЭДТА (трилон Б) в при­сутствии эрио­хрома черного Т (рН = 8–10). Затем титрованием водной вытяжки почвы раствором ЭДТА в присутствии индикатора мурексида (рН > 11) определяется содержание только ионов Са²⁺. По разности этих двух определений находится содержание ионов Мg²⁺.

Пределы колебания содержания кальция и магния в образцах почв представлены в табл. 3.6 (значения даны в г/кг).

Таблица 3.6

Растворимое в 1 н. НСl (1:10)	Са	Мg
	0,10–86,0	0,12–12,5
Валовое содержание	0,1–131,2	0,5–30

Реактивы и оборудование. 0,05 н. ЭДТА; аммиачный буферный раствор; 10 %-й раствор NаОН; мурексид; эриохром черный Т (или хромоген чер- ный); колбы для титрования; пипетки (на 10 см³); штатив; воронки; бюретки (на 25 см³); мерный цилиндр (на 10 см³).

Ход анализа. Определение суммарного содержания ионов кальция и магния. Заполнить бюретку для титрования раствором ЭДТА. Отобрать с помощью пипетки 10 см³ водной вытяжки и перенести ее в колбу для титрования. С помощью мерного цилиндра прибавить 5 см³ аммо­нийной буферной смеси. Внести на конце шпателя несколько кристаллов инди­катора – эриохрома черного Т. Титровать вытяжку раствором ЭДТА до перехода винно-красной окраски в синюю. В конце титрования раствор ЭДТА прибавлять по одной капле, добиться, чтобы красноватый оттенок совершенно исчез. Записать объем раствора ЭДТА, пошедшего на титро­вание. Повторите титрование до трех сходных резуль­татов и из них возьмите среднее.

Суммарное содержание ионов кальция и маг­ния в 1000 см³ вытяжки, что соответствует содержанию в 100 г почвы, вычислить по формуле:

n(Ca²⁺ + Mg²⁺) = ,

где С – концентрация раствора ЭДТА; V – объем раствора ЭДТА, пошедший на титрование, см³; V_пробы – объем пробы водной вытяжки взятой для титрования, мл.

Определение содержания ионов кальция. Заполнить бюретку для титрования раствором ЭДТА. Отобрать с помощью пипетки 10 см³ водной вытяжки и перенести ее в колбу для титрования. С помощью мерного цилиндра прибавить 2,5 см³ 10 %-го раствора NaОН. Внести на конце шпателя несколько кристаллов инди­катора - мурексида. Титровать вытяжку раствором ЭДТА до перехода розо­вой окраски в сине-фиолетовую, не исчезающую в те­чение 3 мин. Записать объем раствора ЭДТА, пошедший на титро­вание. Повторить титрование до трех сходных резуль­татов и из них взять среднее.

Число ммоль эквивалентов кальция в 100 г почвы n(Са²⁺) вычислить по приведенной формуле.

Содержание ионов магния вычислить по разности:

n(Мg²⁺) = n(Са²⁺ + Мg²⁺) – n(Са²⁺).

Содержание ионов кальция и магния вы­разить в миллиграммах на 100 г почвы. Для этого число ммоль-экв Са²⁺ или Мg²⁺ умножить на молярную массу эквивалента. При вычислении надо иметь в виду, что масса эквивалента в данном случае равна для ионов кальция 20,04 г/моль, для ионов маг­ния – 12,15 г/моль.

Лабораторная работа № 5