Определение гигроскопической влажности почвы лабораторная работа вывод

Перед выполнением лабораторной работы студент должен получить допуск к выполнению работы у

Знание студентом методики лабораторной работы и ответов на контрольные вопросы

Лабораторный практикум (почва)

Лабораторная работа № 3
ТЕМА: Определение влажности почвы.
Цель работы: ознакомиться с формами почвенной влаги и научиться определять влажность почвы.

Сущность метода заключается в определении потери влаги при высушивании почвы.

Аппаратура, материалы и реактивы.

1. Весы лабораторные 4 класса точности.
2. Шкаф сушильный.
3. Стаканы весовые алюминиевые с крышками.
4. Эксикатор.
5. Щипцы тигельные.
6. Кальций хлористый или силикагель

Краткие теоретические сведения
Вода является одним из главных компонентов почв. Нормальное развитие растений, животных и почвенных микроорганизмов невозможно без воды. Ей принадлежит важнейшая роль при выветривании горных пород и, одновременно, она является необходимым условием для почвообразовательных процессов. В водной среде протекают все химические реакции, в результате перемещения водой минеральных, органических и органо-минеральных соединений формируется почвенный профиль.

Вода, содержащаяся в почве, может находиться в твердом, жидком и парообразном состоянии. По характеру состояния почвенную воду можно подразделить на: химически связанную, сорбционно-связанную, свободную.

На воду, находящуюся в почве, действуют силы различной природы: сорбционные, осмотические, капиллярные и гравитационные, поэтому почвенная влага может удерживаться с различной силой, она характеризуется неодинаковой подвижностью и может передвигаться в разных направлениях.

Выделяют следующие основные категории почвенной влаги, которые различаются между собой прочностью связи с твердой фазой почвы и степенью подвижности.

1. ^ Химически связанная (кристаллизационная) вода входит в состав почвенных минералов, она занимает определенное место в их кристаллической решетке, поэтому эта категория воды называется еще кристаллизационной. Кристаллизационная влага отличается исключительно высокой прочностью связи и неподвижностью. Эта форма воды может быть удалена из ми­нералов только при нагревании почвы до достаточно высоких температур, что приводит к полному или частичному разрушению минералов. Например, гипс, имеющий формулу СаЅО₄ ·2Н₂О, т. е. содержащий 20,9% (по массе) химически связанной (кристаллизационной) воды, при постепенном нагревании претерпевает следующие превращения. При +140°С из кристаллической решетки гипса удаляется 1,5 молекулы воды и гипс переходит в форму так называемого “полугидрата”. При дальнейшем нагревании остаток воды удаляется лишь при температуре + 220°С. Химически связанная вода, входя в структуру кристаллической решетки минералов, естественно, не принимает непосредственного участия в процессах почвообразования.

2. Сорбционно-связанная (прочносвязанная) почвенная влага весьма прочно удерживается адсорбционными силами и образует на поверхности почвенных частиц тонкую пленку толщиной в 2-3 молекулы. Может передвигаться лишь в парообразном состоянии.

а) Гигроскопическая вода. Парообразная вода, поглощенная почвой из воздуха и прочно удерживаемая на поверхности твердых частиц называется гигроскопической. Она находится в равновесии с парообразной влагой атмосферы и характеризует влажность воздушно-сухой почвы. удаляется гигроскопическая вода при длительном высушивании почвы при температуре 100–105 0 С. Именно таким образом и определяется количественное содержание гигроскопи­ческой воды в почве.

Почва, лишенная нагреванием гигроскопической воды, в обычных условиях вновь приобретает эту воду вследствие сорбции молекул водяного пара, находящихся в атмосфере.

Количество гигроскопической воды в почве зависит в основном от ее механического и минералогического состава, а также от содержания гумуса. Чем выше степень дисперсности (раздробленности) почвы и, следовательно, больше суммарная поверхность частиц, тем больше влаги она может удержать.

При определении количества тех или иных составных почвы (гумуса, механического состава почвы, удельной плотности и т.д.) необходимо всегда учитывать количество гигроскопической воды и все вычисления производить на сухую почву, т.е. почву не содержащую гигроскопической воды. Только при этом условии будут получены сравнимые результаты.

б) Максимальная гигроскопичность – наибольшее количество влаги, которое почва может сорбировать из воздуха при относительной влажности воздуха более 94%.

Гигроскопическая вода образует чрезвычайно тонкий слой толщиной всего в несколько диаметров молекул воды. Поскольку поверхностные силы велики, сорбированная вода сильно уплотнена, ее плотность достигает 1,7. Будучи столь прочно связанной, гигроскопическая вода не может перемещаться в почве.

в) Пленочная вода (рыхлосвязанная вода). Почва, насыщенная влагой до состояния максимальной гигроскопичности, при соприкосновении с жидкой водой (при наличии последней) сохраняет способность притягивать еще какое-то количество ее молекул. Эта вода, образующая внешнюю пленку сорбционно-связанной воды, получила название пленочной или рыхло связанной. Она имеет толщину в несколько десятков молекулярных диаметров и удерживается вокруг почвенной частицы силами последовательной ориентации диполей воды. Пленочная вода связана значи­тельно менее прочно, чем гигроскопическая, она может переме­щаться (хотя и очень медленно) под влиянием сорбционных сил от почвенных частиц с относи­тельно толстой пленкой к частицам с более тонкой пленкой. Эго перемещение может осуществляться в любом направлении.

3. ^ Свободная вода почвы подчиняется действию физико-механических законов. Она не связана силами притяжения с почвенными частицами, передвигается под действием капиллярных и гравитационных сил.

а) ^ Капиллярная вода. Вода, передвигающаяся в тонких порах почвы под действием капиллярных (менисковых) сил, называется капиллярной.

Капиллярные силы обусловливаются поверхностным натяжением воды. Молекулы ее поверхностного слоя находятся под влиянием односторонне направленного притяжения, которое оказывает давление на всю массу жидкости. Для воды он достигает 11·10 8 Па (А.А. Роде, 1965). Поэтому поверхность воды обладает некоторым количеством свободной поверхностной энергии, величина которой пропорциональна поверхности жидкости. Так как свободная энергия стремиться к наименьшему значению, то это выражается в стремлении к максимальному уменьшению поверхности жидкости.

Различают несколько разновидностей капиллярной воды — капиллярно-подвешенная, капиллярно-подпертая, капиллярно-внутриагрегатная.

^ Капиллярно-внутриагрегатная вода это капиллярно-подвешенная влага, которая находится в капиллярах, пронизывающих структурные агрегаты, и удерживается капиллярными силами. Она не может передвигаться к поверхности испарения.

^ Капиллярно-подвешенная вода образуется при поверхностном увлажнении почвы. Капиллярно-подвешенная вода может передвигаться в направлении к испаряющей поверхности. Это движение прекращается, когда капилляры в силу недостатка воды разрываются. Влажность, при которой это происходит, называется влажностью разрыва капилляров.

^ Капиллярно-подпертая вода образуется при подъеме ее снизу вверх по капиллярам от зеркала грунтовых вод или верховодки.

Капиллярная вода играет важную роль в процессе перераспределения в почве легко растворимых соединений.

б) Свободная (гравитационная) почвенная вода это вода, которая не удер­живается почвенными капиллярами и перемещается вниз под действием силы тяжести. Выделяют гравита­ционную воду, просачивающуюся (фильтрующуюся) сверху вниз через почвенно-грунтовую толщу, и гравитационную воду, накапливающуюся над водонепроницаемым горизонтом в виде грун­товой воды.

^ Водные свойства почвы

Важнейшими водными свойствами почв являются водоудерживающая способность (влагоемкость), водопроницаемость и водоподъемная способность.

^ Влагоемкость почв. Свойство почвы удерживать влагу от стекания сорбционными и капиллярными силами называется водоудерживающей способностью почвы.

Количество влаги, которое способна удержать почва, называется влагоемкостью.

В зависимости от сил, удерживающих влагу в почвах, различают максимальную адсорбционную (МАВ), влажность устойчивого завядания растений (ВЗ), капиллярную (КВ), предельно полевую влагоемкость (ППВ)и полную влагоемкость, или водовместимость (ПВ).

• МАВ – наибольшее количество прочносвязанной воды, которое удерживается сорбционными силам;
• ВЗ – количество влаги, при котором растения начинают обнаруживать признаки завядания, нижний предел доступности растениям влаги;
• ППВ — наибольшее количество капиллярно-подвешенной воды, которое может удерживать почва капиллярными силами после стекания всей гравитационной воды;
• КВ – максимальное количество капиллярно-подпертой воды, которое может содержаться в почве;
• ПВ – наибольшее количество воды, которое может вместить и удержать почва при заполнении всех пор водой.

Влагоемкость выражают в % к массе сухой почвы, в % к объему почвы, в миллиметрах, в м 2 /га.

Пробу тщательно перемешивают. Методом квартования из нее отбирают две аналитические пробы массой 15 – 50 г. каждая. (чем ниже влажность, тем больше масса пробы).

Ход выполнения работы:

Чистые пронумерованные стаканчики сушат в сушильном шкафу при t = 105 0 С в течение 1 ч, вынимают их шкафа, охлаждают в эксикаторе и взвешивают, высушивают до постоянного веса. Затем анализируемые почвенные пробы 15 г помещают в ранее подготовленные стаканчики, взвешивают. Затем открывают и вместе с крышками помещают в нагретый сушильный шкаф при t = 105 0 С.

Время высушивания до первого взвешивания: песчаных почв – 3 ч., других – 5 ч, загипсованных почв – 8 ч.

Время последующего высушивания песчаных почв – 1 ч, других почв, в том числе загипсованных – 2 ч.

После каждого высушивания стаканчики с почвой, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Высушивание и взвешивание прекращают, если разность между повторным взвешиванием не превышает 0,2 г.

Почвы с высоким содержанием органического вещества могут при повторных взвешиваниях иметь большую массу, чем при предыдущих, из-за окисления органического вещества при высушивании.

В таких случаях для расчетов следует брать наименьшую массу.
^ Оформление результатов работы

Массовое отношение влаги в почве (W) в процентах вычисляется по формуле

W =

Где, m₁ – масса влажной почвы со стаканчиком и крышкой, г;

m₀ – масса высушенной почвы со стаканчиком и крышкой, г;

m – масса пустого стаканчика с крышкой, г;

За результат анализа принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений.

Результаты работы заносятся в таблицу

Источник

Лабораторная работа № 1 «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ ВЛАЖНОСТИ ГРУНТА ДВУМЯ МЕТОДАМИ».

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Лабораторная работа № 1

Тема: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ ВЛАЖНОСТИ ГРУНТА ДВУМЯ МЕТОДАМИ.

Задание 1. Определить естественную влажность весовым методом

Оборудование : бюксы с хорошо притертыми крышками, технические или электронные весы с разновесами, сушильный шкаф, эксикатор.

Взвесить бюкс с крышкой (обозначить его массу m ₀ )

Взять пробу исследуемого грунта примерно 10 г., поместить в бокс и закрыть крышкой.

Бюкс с пробой взвесить ( m ₁ ), поставить в сушильный шкаф, открыть крышку, постепенно (в течении 1-2ч.) поднять температуру до 100-105 0 С и выдержать образец в шкафу при этой температуре в течении 5-6 часов

Закрыть в сушильном шкафу бюкс с высушенным грунтом крышкой, перенести в эксикатор, на дне которого насыпан хлористый кальций или другое вещество, поглощающее пары воды, и дать остыть в течении 20-30 мин.

Взвесить охлажденный бюкс с грунтом ( m ₂ ), а затем поставить в сушильный шкаф для дополнительного высушивания в течении 2ч. При температуре 100- 105 0 С.

Повторять операции указанные в пп. 4 и 5, до тех пор, пока разница между двумя взвешиваниями станет не более 0,02г. За результат взвешивания принять наименьшую массу бюкса с грунтом

Вычислить влажность грунта по формуле:

Точность вычисления до 0,01.

Данные анализа и вычисления занести в журнал:

Журнал определения влажности весовым способом

Вес бюкса с грунтомвлажным грунтом

Вес бюкса с высушенным грунтом

Задание 2. Определить естественную влажность пикнометрическим методом.

Оборудование : пикнометр, технические или электронные весы с разновесами , песчаная баня.

Поместить анализируемый грунт (10-15 гр) в предварительно хорошо высушенный и взвешенный на весах пикнометр. ( g ₀ )

Взвесить пикнометр с грунтом ( g ₁ )

В пикнометр с грунтом налить воды примерно до половины его объема и кипятить на песочной бане в течении 30 минут для удаления из грунта воздуха (время считать от начала кипения воды).

Пикнометр с содержимым остудить, довести уровень жидкости до мерной черты и определить массу пикнометра с водой и грунтом (С)

Содержимое пикнометра вылить, пикнометр тщательно промыть, налить чистой воды до черты и взвесить (А)

Вычислить влажность грунта:

В=( g ₁ — g ₀ ) — масса влажного грунта

А-масса пикнометра с чистой водой

С-масса пикнометра с водой и грунтом

Х-масса воды в грунте

В-Х — масса сухого грунта

V — объем грунта, равный объему вытесненной воды

γ -плотность грунта.

Данные анализа и вычислений занести в журнал

Журнал определения влажности пикнометрическим способом

Курс повышения квалификации

Охрана труда

• Сейчас обучается 118 человек из 50 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе

• Сейчас обучается 354 человека из 66 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Охрана труда

• Сейчас обучается 200 человек из 53 регионов

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Номер материала: ДБ-391381

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

В Оренбурге школьников переведут на дистанционное обучение с 9 декабря

Время чтения: 1 минута

В МГПУ сформулировали новые принципы повышения квалификации

Время чтения: 4 минуты

Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате

Время чтения: 1 минута

Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст

Время чтения: 1 минута

Педагогам Северной Осетии в 2022 году будут выплачивать надбавки за стаж

Время чтения: 2 минуты

ВПР для школьников в 2022 году пройдут весной

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник