ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «Определение марганца в почве»

Соединения марганца растворимы в воде и являются сильными окислителями. Кроме того, марганец принадлежит к группе тяжелых металлов. Предельно допустимая концентрация составляет 2 мг/кг почвы.

Определение основано на окислении ионов марганца персульфатом аммония в сильнокислом растворе, в присутствии нитрата серебра и фосфорной кислоты и последующем анализе окрашенного раcтвоpa.

Оборудование и реактивы: спектрофотометр Spekol или фотометр КФК; аппарат для встряхивания; плитка электрическая; ступка фарфоровая; сито с отверстиями диаметром 1 мм; посуда мерная стеклянная; фильтры бумажные "синяя лента"; серная кислота, пл.1,84 г/см³, 0,1%-й и 10 %-й растворы; азотная кислота, пл.1,4 г/см³; пероксид водорода, 30 %-й раствор; ортофосфорная кислота пл.1,7 г/см³; нитрат серебра, 1%-й раствор; персульфат аммония; перманганат калия 0,1 н и 0,001 н растворы; дистиллированная вода.

Ход работы

1. Построение градуировочного графика. Для построения градуировочного графика в мерные колбы емкостью 50 мл вносят 2,0; 5,0; 10,0; 20,0; 25,0 мл 0,001 н раствора перманганата калия и объем доводят до метки дистиллированной водой.

2. Измеряют оптическую плотность окрашенных растворов при длине волны 530 нм. По результатам строят график зависимости оптической плотности от объема раствора перманганата калия, мл.

3. Почву доводят до воздушно-сухого состояния, просеивают через сито.

4. Помещают 5 г почвы в колбу с притертой пробкой, приливают 50 мл 0,1 н серной кислоты и встряхивают на аппарате 1 ч.

5. Смесь фильтруют, 10 мл фильтрата помещают в стакан емкостью 50 мл, приливают 5 мл азотной кислоты и 2 мл пероксида водорода, выпаривают до сухого остатка.

6. Остаток растворяют в 25 мл 10%-й серной кислоты, нагревая его дно до полного растворения.

7. К раствору приливают 15 мл воды, 2 мл 1%-го раствора нитрата серебра и 2 мл ортофосфорной кислоты.

8. К раствору прибавляют 2 г персульфата аммония (малыми порциями), перемешивают и ставят на горячую электрическую плитку на 10–15 мин для окисленя марганца. По окончании выделения пузырьков озона раствор охлаждают, переливают в мерную колбу объемом 50 мл и доводят до метки дистиллированной водой.

9. Измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 530 нм по отношению к 5 %-й серной кислоте. Содержание перманганата калия (мл) при анализе проб находят по градуированному графику.

10. Концентрацию марганца в пробе С (мг/кг) вычисляют по формуле (5)

С = (5)

где а – содержание 0, 001н раствора перманганата калия, найденное по градуировочному графику, мл; 11 – содержание марганца в 1 мл 0,001 н раствора перманганата калия, мкг/мл; в – масса почвы, соответствующая исследуемому объему раствора пробы, г.

11. Делают вывод.

Источники поступления меди в экосистемы: выбросы металлургических предприятий, минеральные и органические удобрения, осадки сточных вод. Из всех минеральных удобрений наибольшее количество меди содержится в простом суперфосфате. В 20 т навоза содержится 40 г меди. Сточные воды, в осадке которых содержится свыше 800 мг/кг меди, не разрешается использовать в сельскохозяйственном производстве. Очень низкое содержание меди в почвах с высоким рН. Содержание в земной коре составляет 4,5 мг/кг, морской воде 1–25 мкг/кг, организме взрослого человека около 100 мг. Медь усиливает токсичность фтора.

Физиологическая роль в растениях меди определяется ее вхождением в состав медьсодержащих белков и 19 ферментов. Определенную роль играет в азотном обмене, входя в состав фермента нитритредуктазы. Под действием меди усиливается прочность хлорофилл-белкового комплекса, снижается степень разрушения хлорофилла в темноте. Повышает устойчивость растений к полеганию, способствует увеличению засухо-, морозо-, жароустойчивости растений. При дефиците задерживается рост растений, проявляются хлороз и увядание, задерживается цветение, падает продуктивность.

Медь, в отличие от ртути и мышьяка, принимает активное участие в процессах жизнедеятельности, входя в состав ряда ферментных систем. Суточная потребность составляет 4–5 мг. При недостатке или избытке меди в почве и растениях у человека развиваются заболевания костной ткани – эндемическая анемия, эндемический деформирующий артроз.

В организме присутствуют механизмы биотрансформации меди. При длительном воздействии высоких доз меди наступает «поломка» механизмов адаптации, переходящая в интоксикацию и специфическое заболевание.