ГОСТ 27395-87 Почвы. Метод определения подвижных соединений двух- и трехвалентного железа по Веригиной-Аринушкиной
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ДВУХ- И ТРЕХВАЛЕНТНОГО ЖЕЛЕЗА ПО ВЕРИГИНОЙ-АРИНУШКИНОЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Содержание
1. МЕТОД ОТБОРА ПРОБ
2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ, РЕАКТИВЫ
3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ
4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ДВУХ- И ТРЕХВАЛЕНТНОГО ЖЕЛЕЗА ПО ВЕРИГИНОЙ-АРИНУШКИНОЙ
Soils. Method for determination of mobile two-trivalent iron compounds after Verigina-Arinushkina
Срок действия до 01.07.93
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает метод определения подвижных соединений двух- и трехвалентного железа в почвах при выполнении почвенных, мелиоративных, агрохимических и других обследований угодий, контроля за состоянием почв и других изыскательских и исследовательских работ.
Стандарт не распространяется на почвы, содержащие карбонаты.
Сущность метода заключается в извлечении подвижных соединений двух- и трехвалентного железа из почвы раствором серной кислоты c ( l /2 H 2 SO 4 ) = 0,1 моль/дм 3 при соотношении почва: раствор 1:10 для минеральных почв и 1:50 для торфяных почв, времени взбалтывания 5 мин с последующим определением в вытяжках двухвалентного железа фотометрически с α, α-дипиридилом или о-фенантролином и суммы двух- и трехвалентного железа фотометрическим или атомно-абсорбционным методом.
Суммарная погрешность метода, выражаемая коэффициентом вариации, составляет при массовой доле железа в почве до 2‰ — 15%, свыше 2‰ — 10%.
1. МЕТОД ОТБОРА ПРОБ
Условия отбора проб и доставки их в лабораторию должны исключать возможность окисления двухвалентного железа в период от отбора проб до начала анализа. Пробы почв поступают в лабораторию в герметически закрытых емкостях, например, в металлических стаканах с крышками, залитыми парафином или замазкой. Анализы проводят не позднее одних суток после отбора проб. Хранят пробы в прохладном помещении, при этом должно быть исключено попадание на них прямых солнечных лучей.
Точечные пробы на анализ отбирают не менее чем из пяти мест каждого стакана. Масса объединенной пробы — 5 г .
2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ, РЕАКТИВЫ
Для проведения анализа применяют:
весы лабораторные 4-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 500 г по ГОСТ 24104-80;
весы лабораторные 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г по ГОСТ 24104-80;
ротатор с оборотом на 360° и частотой вращения 30-40 мин -1 или взбалтыватель с возвратно-поступательным движением и частотой циклов 75 мин -1 для перемешивания почвы с экстрагирующим раствором;
фотоэлектроколориметр или другой аналогичный прибор по ГОСТ 12083-78, позволяющий работать при длине волны 512-522 нм;
pH — метр с погрешностью измерения не более 0,05 единиц pH ;
атомно-абсорбционный спектрофотометр С-112, С-115 или другой аналогичный прибор;
лампа с полым катодом для определения железа;
ацетилен растворенный технический по ГОСТ 5457-75 или пропан-бутан бытовой в баллоне;
колбы наливные мерные 2-го класса точности с пришлифованными пробками вместимостью 50, 100, 250, 500 см 3 и 1 дм 3 по ГОСТ 1770-74;
колбы конические вместимостью 100, 250 и 500 см 3 по ГОСТ 23932-79 и ГОСТ 25336-82;
пипетки вместимостью 1, 5, 10, 20 см 3 исполнения 4, 6, 7 1-го класса точности по ГОСТ 20292-74;
бюретки вместимостью 5, 10, 50 см 3 исполнения 4 1-го класса точности по ГОСТ 20292-74;
воронки стеклянные исполнение 2 диаметром 110 мм по ГОСТ 25336-82;
цилиндры мерные вместимостью 50-250 см 3 по ГОСТ 1770-74;
фильтры обеззоленные, белая лента, диаметром 15 см или бумагу фильтровальную лабораторную марок ФОС или ФОМ по ГОСТ 12026-76;
воду дистиллированную по ГОСТ 6709-72;
d , d — дипиридил, ч. д. а.;
гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456-79, ч. д. а.;
гидроокись натрия по ГОСТ 4328-77, ч. д. а.;
индикатор тимолблау (тимоловый синий), ч. д. а.;
натрий фтористый по ГОСТ 4463-76, ч. д. а.;
натрий уксуснокислый трехводный по ГОСТ 199-78, ч. д. а.;
борная кислота по ГОСТ 9656-75, ч. д. a .;
серная кислота по ГОСТ 4204-77, ч. д. а.;
соляная кислота по ГОСТ 3118-77, ч. д. а.;
уксусная ледяная кислота по ГОСТ 19814-74, ч. д. а.;
о -фенантролин, ч. д. а.;
соль Мора по ГОСТ 4208-72, χ. ч.;
фенолфталеин, индикатор по ГОСТ 5850-72, раствор в этиловом спирте с массовой долей 2%;
стандарт-титр гидроокиси натрия 0,1 моль/дм 3 ;
спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-87.
3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ
3.1. Приготовление раствора серной кислоты молярной концентрации c ( l /2 H 2 SO 4 ) = 0,1 моль/дм 3
2,8 см 3 концентрированной серной кислоты помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм 3 , наполовину заполненную дистиллированной водой, доводят объем раствора до метки и тщательно перемешивают. Концентрацию кислоты проверяют титрованием по
ГОСТ 25794.1-83. Допускается использование раствора серной кислоты с молярной концентрацией от 0,09 до 0,11 моль/дм 3 .
3.2. Приготовление ацетатного буферного раствора с pH 5,5-5,6
(300,0 ± 0,1) г уксуснокислого трехводного натрия помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм 3 , растворяют в 500 см 3 дистиллированной воды, приливают (25,0 ± 0,1) см 3 ледяной уксусной кислоты, доводят объем раствора дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.
3.3. Приготовление раствора d , d -дипиридила с массовой долей 0,5%
(0,50 ± 0,01) г d , d -дипиридила растворяют в дистиллированной воде, прибавляют 3-4 см 3 соляной кислоты с (НС I ) = 0,1 моль/дм 3 , доводят объем дистиллированной водой до 100 см 3 и перемешивают раствор.
3.4 . Приготовление раствора соляной кислоты молярной концентрации с (НС I ) = 0,1 моль/дм 3
В мерную колбу вместимостью 1 дм 3 наливают около 500 см 3 дистиллированной воды, добавляют 8,2 см 3 концентрированной соляной кислоты, тщательно перемешивают и доводят до метки дистиллированной водой.
3.5. Приготовление раствора серной кислоты с массовой долей 10%
В мерную колбу вместимостью 1 дм 3 наливают около 500 см 3 дистиллированной воды, добавляют по стенке колбы 60,6 см 3 концентрированной серной кислоты, охлаждают до комнатной температуры, доводят дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.
3.6. Приготовление раствора индикатора тимолового синего с массовой долей 0,04%
(0,040 ± 0,001) г индикатора тимолового синего растворяют в этиловом спирте, доводят объем раствора этиловым спиртом в мерной колбе вместимостью 100 см 3 до метки и тщательно перемешивают. Раствор хранят в склянке темного стекла.
3.7 . Приготовление раствора фтористого натрия с массовой долей 1%
(10 ± 0,1) г фтористого натрия растворяют в дистиллированной воде, доводят объем раствора дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 1 дм 3 до метки и тщательно перемешивают.
3.8. Приготовление раствора борной кислоты с массовой долей 1%
(10,0 ± 0,1) г борной кислоты растворяют в дистиллированной воде, доводят объем раствора дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 1 дм 3 до метки и тщательно перемешивают.
3.9. Приготовление раствора гидроксиламина солянокислого с массовой долей 5%
(5,0 ± 0,1) г гидроксиламина солянокислого растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 100 см 3 до метки и тщательно перемешивают.
3.10. Приготовление раствора о-фенантролина с массовой долей 0,5%
(0,50 ± 0,01) г о-фенантролина растворяют в 100 см 3 раствора серной кислоты молярной концентрации c ( l /2 H 2 S О4) = 0, l моль/дм 3 при слабом нагревании, охлаждают до комнатной температуры и тщательно перемешивают.
3.11. Приготовление раствора уксуснокислого натрия с массовой долей 10%
(16,6 ± 0,1) г уксуснокислого натрия трехводного растворяют дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 100 см 3 , доводят объем раствора дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.
3.12. Приготовление раствора двухвалентного железа с массовой концентрацией 0,1 мг/см 3
(0,702 ± 0,001) г соли Мора помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм 3 , растворяют в растворе серной кислоты, приготовленном по п. 3.1, доводя объем раствора до метки, и тщательно перемешивают. Раствор, готовят в день проведения анализа.
3.13. Приготовление раствора двухвалентного железа с массовой концентрацией 0,01 мг/см 3
(10,0 ± 0,1) см 3 исходного раствора соли Мора, приготовленного по п. 3.12, разбавляют в растворе серной кислоты молярной концентрации c ( l /2 H 2 SO 4 ) = 0,1 моль/дм 3 , приготовленном по п. 3.1, доводя объем раствора в мерной колбе вместимостью 100 см 3 до метки, и тщательно перемешивают.
3.14. Приготовление растворов с заданными концентрациями железа
В мерные колбы вместимостью 50 см 3 в соответствии с таблицей приливают бюреткой объемы раствора двухвалентного железа, приготовленного по п. 3.13.
Допускается приготовление серии растворов в мерных колбах 100 см 3 . При этом следует приливать бюреткой объемы раствора, вдвое больше приведенных в таблице.
4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
4.1. Пробы почвы массой (5,0 ± 0,1) г помещают в колбы вместимостью 100-250 см 3 . Одновременно берут навеску для определения влажности почвы. Влажность почвы определяют по ГОСТ 5180-84.
Приливают в колбы с навесками почвы по 50 см 3 серной кислоты молярной концентрации c ( l /2 H 2 SO 4 ) = 0,1 моль/дм 3 . Содержимое колб взбалтывают в течение 5 мин и фильтруют через сухой фильтр в сухие колбы. При анализе торфа объем серной кислоты увеличивают до 250 см 3 .
Из каждой колбы берут по две порции фильтрата: в одной определяют содержание двухвалентного железа фотометрически с d , d -дипиридилом или о-фенантролином, в другой — суммарное содержание двух- и трехвалентного железа фотометрическим или атомно-абсорбционным методом.
Одновременно проводят контрольный опыт, включающий все стадии анализа, кроме взятия пробы почвы. Для каждой партии анализов контрольный опыт проводят в трехкратной повторности.
4.2. Для фотометрического определения содержания двухвалентного железа с d , d -дипиридилом в мерные колбы вместимостью 50 или 100 см 3 помещают от 5 до 20 см 3 фильтрата в зависимости от предполагаемого содержания двухвалентного железа.
В колбы с вытяжками и растворами сравнения (таблица) добавляют 1 см 3 раствора фтористого натрия с массовой долей 1%, содержимое перемешивают, добавляют 1 см 3 раствора борной кислоты с массовой долей 1% и перемешивают. Затем в колбы добавляют две капли раствора тимолового синего с массовой долей 0,04%, перемешивают и приливают ацетатный буферный раствор до перехода фиолетовой окраски в желтую.
Концентрации растворов для определения двухвалентного и суммарного содержания двух- и трехвалентного железа
Объем раствора с массовой концентрацией железа 0,01 мг/см 3 (п. 3.13) для мерных колб вместимостью 50 см 3 , см 3
Массовая концентрация железа в растворах, мг/см 3
Далее прибавляют 1-2 см 3 раствора d , d -дипиридила с массовой долей 0,5%, приготовленного по п. 3.3, доводят раствор до метки дистиллированной водой, тщательно перемешивают и через 30-40 мин измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре или другом аналогичном приборе при длине волны 522 нм относительно контрольного опыта с добавлением всех реактивов.
4.3. Для определения содержания двухвалентного железа с о-фенантролином в мерные колбы вместимостью 50-100 см 3 помещают 5-20 см 3 фильтрата в зависимости от предполагаемого содержания двухвалентного железа.
В колбы с вытяжками и растворами сравнения (см. таблицу) добавляют 1 см 3 фтористого натрия с массовой долей 1%, приготовленного по п. 3.7, содержимое перемешивают, добавляют 1 см 3 раствора борной кислоты с массовой долей 1%, приготовленного по п. 3.8 и перемешивают, затем в колбы добавляют одну — две капли раствора тимолового синего с массовой долей 0,04%, приготовленного по п. 3.6, и приливают раствор уксуснокислого натрия с массовой долей 10%, приготовленного по п. 3.11, до желтой окраски.
Далее прибавляют 1-2 см 3 раствора о-фенантролина с массовой долей 0,5%, приготовленного по п. 3.10, перемешивают, доводят объем раствора до метки дистиллированной водой, снова перемешивают и через 10 мин измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре или другом аналогичном приборе при длине волны 512 нм относительно контрольного опыта с добавлением всех реактивов.
4.4. Для определения суммарного содержания двух- и трехвалентного железа фотометрическим методом с d , d -дипиридилом или о-фенантролином в мерные колбы вместимостью 50 или 100 см 3 помещают от 5 до 20 см 3 фильтрата в зависимости от предполагаемого содержания железа. Для перевода окисного железа в закисное в колбы с вытяжками и растворами сравнения прибавляют 10 см 3 раствора гидроксиламина солянокислого с массовой долей 5%, приготовленного по п. 3.9 и перемешивают.
В колбы прибавляют одну — две капли раствора тимолового синего с массовой долей 0,04% и далее проводят анализ в соответствии с п. 4.2 или п. 4.3.
4.5. Определение суммарного содержания двух- и трехвалентного железа атомно-абсорбционным методом в пламени ацетилен — воздух или пропан-бутан — воздух по аналитической линии 248,3 нм. Пламя должно быть прозрачным, голубым. Ширину щели монохроматора, расход газов, ток, питающую лампу с полым катодом устанавливают в соответствии с инструкциями завода-изготовителя. После стабилизации режима работы прибора в пламя вводят первый раствор сравнения, не содержащий железо, и устанавливают начало отсчета. Затем вводят в пламя остальные растворы сравнения в порядке возрастания концентрации железа, после этого — вытяжки из почв.
После каждых десяти вытяжек в пламя вводят первый и пятый растворы сравнения для проверки градуировочной характеристики прибора. Если при проверке получаются показания, отличающиеся от полученных ранее для данных растворов более чем на 3% (относительных), корректируют настройку прибора и анализируют вытяжки снова.
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. При определении двухвалентного и суммы двух- к трехвалентного железа с d , d -дипиридилом и о-фенантролином фотометрически по оптической плотности растворов сравнения строят градуировочный график, откладывая по оси абсцисс массовые концентрации железа (мг/см 3 ), а по оси ординат — соответствующие им оптические плотности (показания прибора).
По результатам измерения оптической плотности растворов, полученных при анализе вытяжек из почв с d , d -дипиридилом и о-фенантролином, с помощью градуировочных графиков находят массовую концентрацию двухвалентного железа (с1) и массовую долю подвижных соединений двухвалентного железа (χ1) в почве, а также массовую концентрацию (с2) и массовую долю (χ1) суммы двух- и трехвалентного железа в почве.
Массовую долю подвижных соединений двухвалентного железа в почвах ( χ 1 ) ‰, вычисляют по формуле
Массовую долю суммы подвижных соединений двух- и трехвалентного железа в почвах (Х2) ‰ вычисляют по формуле
Массовую долю подвижных соединений трехвалентного железа в почвах (χ3 ) ‰, вычисляют по формуле
где С1 — массовая концентрация железа в фотометрируемом растворе, мг/см 3 ;
С2 — массовая концентрация двух- и трехвалентного железа в фотометрируемом растворе, мг/см 3 ;
V 1 — объем фильтрата, взятый из V 3 для определения железа, см 3 ;
V 2 — объем фотометрируемого раствора (вместимость мерной колбы), см 3 ;
V 3 — объем раствора серной кислоты c ( l /2 H 2 SO 4 ) = 0,1 моль/дм 3 , израсходованный для извлечения железа, см 3 ;
m — масса навески, г;
К — коэффициент для пересчета на абсолютно сухую почву.
5.2. При определении суммы двух- и трехвалентного железа атомно-абсорбционным методом строят градуировочный график, откладывая по оси ординат значения оптической плотности растворов сравнения, а по оси абсцисс — массовую концентрацию железа в растворе сравнения в пересчете на массовую долю железа в почве в промиле.
Массовую долю железа в почве ( χ ) ‰, вычисляют по формуле
где С — массовая концентрация железа в вытяжке из почвы в пересчете на массовую долю железа в почве, найденная по градуировочному графику, ‰;
С k — массовая концентрация железа в растворе контрольного опыта в пересчете на массовую долю железа в почве, найденная по градуировочному графику, ‰;
а — коэффициент, учитывающий разбавление вытяжки в анализе;
K — коэффициент для пересчета на абсолютно сухую почву.
Значение результата контрольного опыта не должно превышать 1/3 от минимальной концентрации в серии растворов сравнения.
За результат анализа принимается результат единичного определения.
5.3. Допускаемые отклонения результатов от среднего арифметического при повторных анализах не должны превышать при доверительной вероятности Р = 0,95 следующих значений:
при массовой доле железа в почве до 2‰ — 20% (относительных), при массовой доле железа в почве свыше 2‰ — 15%.
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным агропромышленным комитетом СССР
З.П. Антонова (руководитель темы), канд. с.-х. наук; Ю.В. Федорин, канд. с.-х. наук; С.И. Носов, канд. экон. наук; В.Д. Скалабан, канд. биол. наук; Г.В. Добровольский, чл.-корр. АН СССР; Д.С. Орлов, д-р биол. наук, проф.; Л.А. Воробьева, д-р биол. наук; Г.В. Мотузова, канд. биол. наук; Л.Л. Шишов, чл.-корр. ВАСХНИЛ, проф.; В.А. Большаков , д-р биол. наук; Т. Г. Дементьева, канд. биол. наук; Ю.И. Водяницкий, канд. техн. наук; С.Г. Самохвалов, канд. с.-х. наук
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 14.09.87 № 3524
3. Срок первой проверки — 1993 г .
4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Источник