ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
ПОЧВЫ
МЕТОД
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ДВУХ- И ТРЕХВАЛЕНТНОГО ЖЕЛЕЗА ПО
ВЕРИГИНОЙ-АРИНУШКИНОЙ
ГОСТ 27395-87
Государственный комитет по стандартам
Москва
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА
СССР
ПОЧВЫ
Метод определения
подвижных соединений
двух- и трехвалентного железа по
Веригиной-Аринушкиной
Soils. Method for determination of mobile
two-trivalent
iron compounds after Verigina-Arinushkina
|
ГОСТ
27395-87
|
Срок действия с 01.07.88
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 (1/2 H2SO4) = 0,1 моль/дм3
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 а,а-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;
рН-метр с
погрешностью измерения не более 0,05 единиц рН;
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 см3 и 1 дм3 по ГОСТ
1770-74;
колбы
конические вместимостью 100, 250 и 500 см3 по ГОСТ
23932-79 и ГОСТ
25336-82;
пипетки
вместимостью 1, 5, 10, 20 см3 исполнения 4, 6, 7 1-го класса
точности по ГОСТ 20292-74;
бюретки
вместимостью 5, 10, 50 см3 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 см3 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.а.;
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, х.ч.;
фенолфталеин,
индикатор по ГОСТ 5850-72, раствор в этиловом спирте с массовой долей 2 %;
стандарт-титр
гидроокиси натрия 0,1 моль/дм3;
спирт этиловый
ректификованный технический по ГОСТ
18300-87.
3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ
3.1.
Приготовление раствора серной кислоты
молярной концентрации c (1/2 H2SО4) = 0,1 моль/дм3
2,8 см3
концентрированной серной кислоты помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм3,
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/дм3.
3.2. Приготовление ацетатного буферного раствора с рН 5,5 - 5,6
(300,0 ± 0,1) г
уксуснокислого трехводного натрия помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм3,
растворяют в 500 см3 дистиллированной воды, приливают (25,0 ± 0,1)
см3 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 см3 соляной кислоты с
(НСl) = 0,1 моль/дм3, доводят объем дистиллированной водой до 100 см3
и перемешивают раствор.
3.4. Приготовление раствора соляной кислоты молярной
концентрации с (НСl) = 0,1 моль/дм3
В мерную колбу
вместимостью 1 дм3 наливают около 500 см3 дистиллированной
воды, добавляют 8,2 см3 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 дм3 наливают около 500 см3 дистиллированной
воды, добавляют по стенке колбы 60,6 см3 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 см3 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 дм3 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 дм3 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 см3
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 см3
раствора серной кислоты молярной концентрации c (1/2 H2SO4) = 0,1 моль/дм3 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 см3, доводят объем раствора дистиллированной
водой до метки и тщательно перемешивают.
3.12.
Приготовление раствора двухвалентного железа
с массовой концентрацией 0,1 мг/см3
(0,702 ± 0,001)
г соли Мора помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, 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/см3
(10,0 ± 0,1) см3
исходного раствора соли Мора, приготовленного по п. 3.12, разбавляют в растворе
серной кислоты молярной концентрации c (1/2 H2SO4) = 0,1 моль/дм3,
приготовленном по п. 3.1, доводя объем раствора в мерной колбе
вместимостью 100 см3 до метки, и тщательно перемешивают.
3.14. Приготовление растворов с заданными концентрациями
железа
В мерные колбы
вместимостью 50 см3 в соответствии с таблицей приливают бюреткой объемы
раствора двухвалентного железа, приготовленного по п. 3.13.
Допускается
приготовление серии растворов в мерных колбах 100 см3. 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 см3.
Одновременно берут навеску для определения влажности почвы. Влажность почвы
определяют по ГОСТ
5180-84.
Приливают в
колбы с навесками почвы по 50 см3 серной кислоты молярной
концентрации c (1/2 H2SO4) = 0,1 моль/дм3.
Содержимое колб взбалтывают в течение 5 мин и фильтруют через сухой фильтр в сухие
колбы. При анализе торфа объем серной кислоты увеличивают до 250 см3.
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 см3 помещают от 5 до 20 см3
фильтрата в зависимости от предполагаемого содержания двухвалентного железа.
В колбы с вытяжками
и растворами сравнения (таблица) добавляют 1 см3 раствора фтористого
натрия с массовой долей 1 %, содержимое перемешивают, добавляют 1 см3
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
Показатель
|
Номер раствора
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
Объем раствора с массовой концентрацией
железа 0,01 мг/см3 (п. 3.13) для мерных колб
вместимостью 50 см3,
см3
|
0,0
|
0,5
|
1,5
|
2,5
|
3,5
|
4,5
|
5,0
|
15,0
|
Массовая концентрация железа в растворах,
мг/см3
|
0,0000
|
0,0001
|
0,0003
|
0,0005
|
0,0007
|
0,0009
|
0,0010
|
0,0030
|
Далее прибавляют 1 - 2 см3 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 см3 помещают 5 - 20 см3
фильтрата в зависимости от предполагаемого содержания двухвалентного железа.
В колбы с
вытяжками и растворами сравнения (см. таблицу) добавляют 1 см3
фтористого натрия с массовой долей 1 %, приготовленного по п. 3.7,
содержимое перемешивают, добавляют 1 см3 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 см3 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 d,d-дипиридилом или о-фенантролином
в мерные колбы вместимостью 50 или 100 см3 помещают от 5 до 20 см3
фильтрата в зависимости от предполагаемого содержания железа. Для перевода
окисного железа в закисное в колбы с вытяжками и растворами сравнения
прибавляют 10 см3 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- и 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/см3), 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 (c1) и массовую долю подвижных
соединений двухвалентного железа (Х1)
в почве, а также массовую концентрацию (с2) и массовую долю (Х2) суммы двух- и трехвалентного
железа в почве.
Массовую долю
подвижных соединений двухвалентного железа в почвах (X1)
‰, вычисляют по
формуле
(1)
Массовую долю
подвижных соединений двух- и трехвалентного железа в почвах (X2)
‰, вычисляют по
формуле
(2)
Массовую долю
подвижных соединений трехвалентного железа в почвах (Х3) ‰, вычисляют по формуле
X3 = X2 - X1, (3)
где c1 - массовая концентрация
железа в фотометрируемом растворе, мг/см3;
с2 - массовая концентрация
двух- и трехвалентного железа в фотометрируемом растворе, мг/см3;
V1 - объем фильтрата, взятый из
V3 для определения железа, см3;
V2 - объем фотометрируемого
раствора (вместимость мерной колбы), см3;
V3 - объем раствора серной
кислоты c (1/2 H2SO4) = 0,1 моль/дм3,
израсходованный для извлечения железа, см3;
т - 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 (X) ‰, вычисляют по формуле
X = (c
- cr) · a · K, (4)
где с - массовая концентрация
железа в вытяжке из почвы в пересчете на массовую долю железа в почве,
найденная по градуировочному графику, ‰;
сr - 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;
К - 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 %.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ДАННЫЕ
1.
РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным агропромышленным комитетом СССР
ИСПОЛНИТЕЛИ
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
СОДЕРЖАНИЕ
1. Метод отбора проб. 1
2. Аппаратура, материалы, реактивы.. 2
3. Подготовка к анализу. 3
4. Проведение анализа. 3
5. Обработка результатов. 3
|