ГОСТ 27395-87
Почвы. Метод определения подвижных соединений двух- и трехвалентного железа по Веригиной-Аринушкиной

ГОСТ 27395-87

Группа С09

     
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

     
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

0017*
________________
* Текст соответствует оригиналу. - Примечание.

Срок действия с 01.07.88
до 01.07.93*
_______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации
(ИУС N 2, 1993 год). - Примечание.

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 N 3524

3. Срок первой проверки - 1993 г.

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта, подпункта
ГОСТ 199-78	Разд.2
ГОСТ 1770-74	"
ГОСТ 3118-77	"
ГОСТ 4204-77	"
ГОСТ 4208-72	"
ГОСТ 4328-77	"
ГОСТ 4463-76	"
ГОСТ 5180-84	4
ГОСТ 5456-79	Разд.2
ГОСТ 5457-75	"
ГОСТ 5850-72	"
ГОСТ 6709-72	"
ГОСТ 9656-75	"
ГОСТ 12026-76	"
ГОСТ 12083-78	"
ГОСТ 18300-87	"
ГОСТ 19814-74	"
ГОСТ 20292-74	"
ГОСТ 23932-79	"
ГОСТ 24104-80	"
ГОСТ 25336-82	"
ГОСТ 25794.1-83	3

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 (1/2HSО) = 0,1 моль/дм 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 ,-дипиридилом или -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

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 или взбалтыватель с возвратно-поступательным движением и частотой циклов 75 мин 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 см и 1 дм по ГОСТ 1770-74;

колбы конические вместимостью 100, 250 и 500 см по ГОСТ 23932-79 и ГОСТ 25336-82;

пипетки вместимостью 1, 5, 10, 20 см исполнения 4, 6, 7 1-го класса точности по ГОСТ 20292-74;

бюретки вместимостью 5, 10, 50 см исполнения 4 1-го класса точности по ГОСТ 20292-74;

воронки стеклянные исполнения 2 диаметром 110 мм по ГОСТ 25336-82;

цилиндры мерные вместимостью 50-250 см 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;

,-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.;

-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/дм;

спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-87.

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

3.1. Приготовление раствора серной кислоты молярной концентрации (1/2HSO) = 0,1 моль/дм

2,8 см концентрированной серной кислоты помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм, 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

3.2. Приготовление ацетатного буферного раствора с рН 5,5-5,6

(300,0±0,1) г уксуснокислого трехводного натрия помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм, растворяют в 500 см дистиллированной воды, приливают (25,0±0,1) см ледяной уксусной кислоты, доводят объем раствора дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.

3.3. Приготовление раствора ,-дипиридила с массовой долей 0,5%

(0,50±0,01) г ,-дипиридила растворяют в дистиллированной воде, прибавляют 3-4 см соляной кислоты (НСl) = 0,1 моль/дм, доводят объем дистиллированной водой до 100 см и перемешивают раство

3.4. Приготовление раствора соляной кислоты молярной концентрации (НСl) = 0,1 моль/дм

В мерную колбу вместимостью 1 дм наливают около 500 смдистиллированной воды, добавляют 8,2 см 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 наливают около 500 смдистиллированной воды, добавляют по стенке колбы 60,6 см 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 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 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 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 до метки и тщательно перемешивают.

3.10. Приготовление раствора -фенантролина с массовой долей 0,5%

(0,50±0,01) г -фенантролина растворяют в 100 см раствора серной кислоты молярной концентрации (1/2HSО) = 0,1 моль/дм 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, доводят объем раствора дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.

3.12. Приготовление раствора двухвалентного железа с массовой концентрацией 0,1 мг/см

(0,702±0,001) г соли Мора помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм, 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

(10,0±0,1) см исходного раствора соли Мора, приготовленного по п.3.12, разбавляют в растворе серной кислоты молярной концентрации (1/2HSO) = 0,1 моль/дм, приготовленном по п.3.1, доводя объем раствора в мерной колбе вместимостью 100 см до метки, и тщательно перемешивают

3.14. Приготовление растворов с заданными концентрациями железа

В мерные колбы вместимостью 50 см в соответствии с таблицей приливают бюреткой объемы раствора двухвалентного железа, приготовленного по п.3.13.

Допускается приготовление серии растворов в мерных колбах 100 см. При этом следует приливать бюреткой объемы раствора, вдвое больше приведенных в таблице.

Концентрации растворов для определения двухвалентного и суммарного содержания двух- и трехвалентного железа

	Номер раствора
Показатель	1	2	3	4	5	6	7	8
Объем раствора с массовой концентрацией железа 0,01 мг/см(п.3.13) для мерных колб вместимостью 50 см, см	0,0	0,5	1,5	2,5	3,5	4,5	5,0	15,0
Массовая концентрация железа в растворах, мг/см	0,0000	0,0001	0,0003	0,0005	0,0007	0,0009	0,0010	0,0030

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

4.1. Пробы почвы массой (5,0±0,1) г помещают в колбы вместимостью 100-250 см. Одновременно берут навеску для определения влажности почвы. Влажность почвы определяют по ГОСТ 5180-84.

Приливают в колбы с навесками почвы по 50 см серной кислоты молярной концентрации (1/2HSO) = 0,1 моль/дм. 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.

Из каждой колбы берут по две порции фильтрата: в одной определяют содержание двухвалентного железа фотометрически с ,-дипиридилом или -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 повторно

сти.

4.2. Для фотометрического определения содержания двухвалентного железа с ,-дипиридилом в мерные колбы вместимостью 50 или 100 см помещают от 5 до 20 см фильтрата в зависимости от предполагаемого содержания двухвалентного железа.

В колбы с вытяжками и растворами сравнения (таблица) добавляют 1 см раствора фтористого натрия с массовой долей 1%, содержимое перемешивают, добавляют 1 см 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.

Далее прибавляют 1-2 см раствора ,-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 реактив

4.3. Для определения содержания двухвалентного железа с -фенантролином в мерные колбы вместимостью 50-100 см помещают 5-20 см фильтрата в зависимости от предполагаемого содержания двухвалентного железа.

В колбы с вытяжками и растворами сравнения (см. таблицу) добавляют 1 см фтористого натрия с массовой долей 1%, приготовленного по п.3.7, содержимое перемешивают, добавляют 1 смраствора 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 раствора -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 ,-дипиридилом или -фенантролином в мерные колбы вместимостью 50 или 100 см помещают от 5 До 20 см фильтрата в зависимости от предполагаемого содержания железа. Для перевода окисного железа в закисное в колбы с вытяжками и растворами сравнения прибавляют 10 см 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 ,-дипиридилом и -фенантролином фотометрически по оптической плотности растворов сравнения строят градуировочный график, откладывая по оси абсцисс массовые концентрации железа (мг/см), а по оси ординат - соответствующие им оптические плотности (показания прибора).

По результатам измерения оптической плотности растворов, полученных при анализе вытяжек из почв с ,-дипиридилом и -фенантролином, с помощью градуировочных графиков находят массовую концентрацию двухвалентного железа () и массовую долю подвижных соединений двухвалентного железа () в почве, а также массовую концентрацию () и массовую долю () суммы двух- и трехвалентного железа в почве.

Массовую долю подвижных соединений двухвалентного железа в почвах () %о, вычисляют по формуле

. (1)

Массовую долю суммы подвижных соединений двух- и трехвалентного железа в почвах () %о вычисляют по формуле

. (2)

Массовую долю подвижных соединений трехвалентного железа в почвах () %о, вычисляют по формуле

, (3)

где - массовая концентрация железа в фотометрируемом растворе, мг/см;

- массовая концентрация двух- и трехвалентного железа в фотометрируемом растворе, мг/см;

- объем фильтрата, взятый из для определения железа, см;

- объем фотометрируемого раствора (вместимость мерной колбы), см;

- объем раствора серной кислоты (1/2HSО) = 0,1 моль/дм, израсходованный для извлечения железа, см;

- масса навески, г;

- коэффициент для пересчета на абсолютно с

ухую 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 () %о, вычисляют по формуле

, (4)

где - массовая концентрация железа в вытяжке из почвы в пересчете на массовую долю железа в почве, найденная по градуировочному графику, %о;

- массовая концентрация железа в растворе контрольного опыта в пересчете на массовую долю железа в почве, найденная по градуировочному графику, %о;

- коэффициент, учитывающий разбавление вытяжки в анализе;

- 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 =0,95 следующих значений:

при массовой доле железа в почве до 2‰ - 20% (относительных), при массовой доле железа в почве свыше 2‰ - 15%.