Химические реактивы и материалы

Зависимость ионного произведения воды (Кв) и рН от температуры раствора

В химически чистой воде концентрации обоих ионов равны:

Сн = Сон" ⁼ Ю , то есть рН - 7. В природных растворах равновесие обычно нарушается. При наличии в растворе кислот значение рН снижа­ются (меньше 7), соответственно при преобладании в растворе щелочей значения рН располагаются в промежутке от 7 до 14.

Водородный показатель играет важную роль в определении ка­чества воды. В речных водах его значения обычно колеблются от 6,5 до 8,5, в атмосферных осадках - от 4,6 до 6,1, в болотных водах - от 5,5 до 6, в воде океана - от 7,9 до 8,3, в шахтах и рудничных водах иногда достигает 1, а в воде содовых озёр и термальных источников - 10. Кон­центрации ионов водорода подвержены и сезонным колебаниям - зимой в большинстве рек они составляют 6,8-7,4, летом-7,4-8,2.

Величины рН почвенных растворов изменяются от 3 до 9. Степень кислотности почв также является чрезвычайно важным показателем. Она определяет генетические особенности и производственные качества почв. Так, в кислых почвах отсутствуют хлориды, сульфаты, карбонаты, ^{8 неит}Ральных удерживаются карбонаты и следы сульфатов, в щелочных ЧДёт накопление карбонатов, а также сульфатов и даже хлоридов. Для каждого вида растений свойственен узкий промежуток значений рН, при ко­торых они хорошо развиваются.

Концентрация ионов водорода во многом определяет химические и биологические процессы в природных водах. От величины водородного показателя зависит жизнедеятельность водных растений, устойчивость форм миграции элементов, степень агрессивности воды по отношению к металлам, бетону. Кислотность растворов оказывает существенное влия­ние на направление и скорость химических процессов в природных средах. В почвах различают активную, обменную и гидролитическую ки­слотность. Активная кислотность определяется содержанием свободных ионов водорода, то есть в водных растворах. Большая же часть ионов во­дорода находится в почвах в разной степени связанном состоянии. В этом случае кислотность можно рассматривать только как потенциальную (сумму обменной и гидролитической). Обменная кислотность определяет­ся в солевой почвенной вытяжке с использованием раствора нейтральной соли (калий хлористый). Почти полное вытеснение поглощенных почвен­ным комплексом ионов водорода достигается воздействием на почву рас­твором гидролитически щелочной соли, например уксуснокислым натри­ем.

Таким образом, с переводом FT в раствор можно оценить весь воз­можный его геохимический потенциал, то есть во всех состояниях и для любой почвы.

Ход работы

Среднюю пробу почвы растирают в фарфоровой ступке пестиком и просеивают через сито с отверстием 1 мм.

Навеску 10 г почвы высыпают в колбу, объемом 250 мл, и заливают 50 мл (соотношение 1:5) дистиллированной воды без СОг. Содержимое колбы взбалтывают в течение 5 минут и столько же отстаивают^<г.

Водную вытяжку фильтрую! через наиболее плотный бумажный фильтр "синяя лента". Отмеривают 5 мл прозрачной водной вытяжки поч­вы в пробирку и прибавляют одну или две капли универсального индика­тора. Пробирку встряхивают до равномерного распределения появившийся окраски. Густота развившейся окраски исследуемого образца, диаметр, цвет стекла пробирки должны соответствовать эталонам шкапы сравнения. Затем с помощью компаратора или на фоне листа белой бумаги получен­ную окраску водной почвенной вытяжки сравнивают с эталоном шкалы Алямовского НИ.

То же проделывают с пробами поверхностных и грунтовых вод. Пробы не должны быть мутными и окрашенными водорастворимой при­родной органикой.

Точность определений колориметрическим методом составляет 0,1 единицы рН.

Оборудование(в расчете на звено).

Колбы, объёмом 50 и 250 мл, - по 2, штатив с 5-6 пробирками; во­ронки - 2; фарфоровая ступка с пестиком; весы технические с разновеса­ми; шкала эталонов; капельница; пипетка 5 мл.

Химические реактивы и материалы

Универсальный индикатор. Ампула сухой смеси индикаторов рас­творяется в 100 мл 80%-ного этилового спирта.

Дистиллированная вода без СОг. СОг удаляется из воды кипячением её в течение 5 минут.

Бумажные фильтры, диаметром 10-12 см.

Образцы почв и свежие пробы воды: речные (разные створы одной Реки), грунтовые, водопроводные, подземные, по возможности, дождевые.

Вопросыи задания.

1.Оцените щёлочно-кислотные свойства исследованных водных вы­тяжек почв, проб воды: кислая, слабокислая, нейтральная, слабощелочная, щелочная.

2.Объясните причины различий кислотно-щелочных условий в раз­ных горизонтах почвенного разреза и водных средах. Возможные источни­ки ионов водорода.

З.Почему поверхностные воды менее кислые, чем почвенные водные вытяжки? Какой почвенный горизонт по значениям рН, как привило, бли­же к речным водам?

4.Какие ионы водорода по форме нахождения: активные или связан­ные в почвенном поглощающем комплексе возможно определить в водной вытяжке?

5.Как соотносятся полученные экспериментальные сведения с обоб­щенными литературными?

^Обычно почвенная суспензия отстаивается сутки.