Determinarea capacitatii de schimb cationic

DETERMINAREA CAPACITATII DE SCHIMB CATIONIC

Capacitatea de schimb cationic a solului este determinata de complexul coloidal reprezentat in cea mai mare parte prin argila si humus.

Determinarea capacitatii de schimb pentru baze

Bazele retinute prin adsorbtie in complexul coloidal sunt deplasate prin tratarea solului cu o cantitate cunoscuta si in exces de acid clorhidric 0,05n. Intre bazele adsorbite si ionii de hidrogen din solutie are loc o reactie de schimb cationic. Deoarece schimbul de cationi este echivalent, cantitatea de acid clorhidric consumata in reactie este echivalenta cu suma bazelor ( Ca, Mg, Na si K) deplasate din complex. Pentru aflarea consumului de HCl 0,05 n se titreaza excesul de acid cu o baza, in prezenta fenolftaleinei ca indicator si se scade acest exces din cantitatea initiala de HCl 0,05 n. De la consumul HCl 0,05 n se trece la miliechivalenti si rezultatul se raporteaza la 100 g sol uscat la 105 sC [17].

Mod de lucru

Se cantaresc la balanta tehnica 5 g de sol, care se trec intr-un balon de 250 - 500 cm³. se adauga, cu ajutorul unui cilindru gradat sau al unei pipete, 100 cm³ de solutie de HCl 0,05 n. Se agita balonul o ora, dupa care se trece continutul balonului peste un filtru cantitativ uscat si filtratul se colecteaza intr-un pahar. Primele portiuni de filtrat de obicei fiind tulburi, se arunca. Din filtrat se iau cu ajutorul unei pipete 50 cm³, care se pun intr-un balon mic, in vederea titrarii excesului de acid clorhidric. Pentru aceasta se adauga 2 - 3 picaturi de indicator fenolftaleina si se titreaza cu solutie de NaOH 0,05 n pana la aparitia culorii roz, notandu-se numarul de centrimetri cubi folositi. In timpul titrarii poate sa apara un precipitat gelatinos de hidroxid de aluminiu sau de fier, care absoarbe indicatorul si impiedica observarea punctului de virare. Pentru a evita acest lucru se mai adauga din cand in cand cate o picatura de fenolftaleina. Titrarea se poate face si la cald. In acest caz, dupa adaugarea indicatorului, continutul balonului se fierbe timp de 2 - 3 minute si solutia fierbinte se titreaza cu NaOH 0,05 n, agitand continutul pana la aparitia unei culori slab - roz, care trebuie sa persiste 1 - 2 minute.

Calculul rezultatelor

Suma bazelor schimbabile se calculeaza cu relatia:

in care:

m - greutatea solului luat la analiza, g;

a - volumul de filtrat luat la titrare, cm³;

b - cantitatea de NaOH 0,05 n folosita la titrare, cm³;

n - normalitatea solutiei folosite la titrare;

v - cantitatea de HCl 0,05 n cu care s-a tratat proba de sol.

Determinarea hidrogenului schimbabil

Aciditatea solului se datoreste ionilor de hidrogen din solutia de sol, cat si a celor legati prin adsorbtie in complexul coloidal. Ionii de hidrogen adsorbiti in complexul coloidal pot trece in solutia solului (devin activi) numai in urma procesului de schimb cationic.

In principiu, aceasta metoda consta in spalarea solului pe o hartie de filtru cu solutia de acetat alcalin (CH₃COONa sau CH₃COOK), pana la indepartarea completa a hidrogenului schimbabil si titrarea acidului acetic format in filtrat cu o solutie de hidroxid de sodiu in prezenta fenolftaleinei.

Modul de lucru

Se cantaresc 10 g sol, se trec intr-un balon de 500 cm³ si se trateaza cu 100 cm³ solutie de acetat de sodiu (sau de potasiu) 1 n neutra fata de fenolftaleina (pH = 8,3 - 8,4). Se agita timp de 30 min cu ajutorul unui agitator rotativ, si apoi suspensia se trece cantitativ pe o hartie de filtru cu porozitatea mijlocie si se spala in continuare solul cu solutie extractiva de acetat de sodiu. Filtratul se colecteaza intr-un balon de 500 cm³. Spalarea se considera terminata cand 10 cm³ de filtrat proaspat dau o coloratie roz, cu o picatura de fenolftaleina. Pentru spalarea completa a hidrogenului se consuma in medie 200 - 400 cm³ solutie, in functie de aciditatea probei de sol analizate. In filtratul obtinut se adauga 2 - 3 picaturi de fenolftaleina si se titreaza acidul acetic format cu o solutie de hidroxid de sodiu 0,05 n pana la obtinerea unei culori rosii accentuate. Se noteaza cantitatea de NaOH 0,05 n folosita la titrare.

Calculul rezultatelor

Hidrogenul schimbabil se calculeaza cu ajutorul formulei:

in care:

m - cantitatea de sol luata in analiza, g;

a - cantitatea de solutie de NaOH;

n - normalitatea solutiei de NaOH;

Rezultatele obtinute se recalculeaza la 100 g sol uscat la 105 sC.

Valori de referinta pentru urme de elemente chimice din sol ( compusi anorganic - mg/kg s.u.)

Tabelul 1

Valori de referinta pentru urme de elemente chimice din sol

( hidrocarburi aromatice, poliaromatice, hidrocarburi din petrol - mg/kg s.u.)

Masele atomice ale elementelor chimice

BIBLIOGRAFIE

1. Blaga, G., Filipov, F., s.a. - Pedologie , Editura Academic Pres, Cluj - Napoca, 2005;

2. Chirita, C. - Ecopedologie bazata pe pedologie generala, Editura Ceres, Bucuresti, 1974;

3. Enescu M., Enescu M., - Fizica mediului, Editura Universitaria, Craiova, 2005;

4. Lupascu,Gh., Rusu, C., Secu, C - Pedologie - Caiet de lucrari practice, Editura Universitatii "Alexandru Ioan Cuza", Iasi, 2001

5. Nedea, C., - Chimie Analitica, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1979;

6. Oanea N. - Pedologie generala, Editura Alutus, Miercurea Ciuc, 2005;

7. Parvu C - Ecologie generala, Editura tehnica, Bucuresti, 2001.

8. Rusu C. - Fizica, chimia si biologia solului, Editura Universitatii "Alexandru Ioan Cuza", Iasi, 1998;

9. Rusu, M. - Agrochimie - Tipo agronomie Cluj Napoca, 1993.

10. SR ISO 10390 : 99 - Calitatea solului. Determinarea pH-ului;

11. SR ISO 10693 : 98 - Calitatea solului. Determinarea continutului de carbonati. Metoda volumetrica;

12. SR ISO 11464 : 98 - Calitatea solului. Pretratamentul esantioanelor pentru analizele fizico - chimice;

13. SR ISO 11465 : 98 - Calitatea solului. Determinarea continutului de substanta uscata si de apa, reportat la masa - Metoda gravimetrica;

14. SR ISO 14255 : 2000 - Calitatea solului. Determinarea azotului nitric, azotului amoniacal si azotului solubil total in probe uscate la aer, folosind ca extractant solutie de clorura de calciu;

15. STAS 7184 / 21 - 82 -Soluri. Determinarea continutului de humus;

16. STAS 7184 / 9 - 79 - Soluri. Determinarea umiditatii;

17. Stoica E., Rauta C., Florea N - Metode de analiza chimica a solului, Academia de Stiinte Agricole si Silvice, Bucuresti, 1986;