| К. К. ГЕДРОЙЦ | ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЧВ |
Необходимо строго различать понятия "кислотность почвы" и "кислотность водной вытяжки" из почвы. Кислотность вытяжки вызывается присутствием в почве воднорастворимых кислых солей и кислот; но почва может и не содержать таковых (тогда вытяжка ее будет или нейтральной или щелочной) и быть вместе с тем кислой, вследствие присутствия в ней нерастворимых в воде кислых солей и кислот в коллоидальном распылении, что обусловливает возможность реакции между этими соединениями и индикаторами; о качественном и количественном испытании почвы на такую кислотность или, как мы ее называем, на степень ненасыщенности почвы основаниями, см. стр. 136.
Кислотность водной вытяжки обусловливается содержанием в ней, во 1-х, свободной углекислоты, а во 2-х, свободных или не вполне насыщенных органических кислот. Пока нет более или менее точного, химического способа определения кислотности вследствие обычно ничтожной ее величины и влияния на результат титрования других растворенных в вытяжке соединений.
1) Общая кислотность. К 50 -100 к. стм. вытяжки прибавляют каплю фенол-фталеина и титруют 0,01 норм. раствором едкого барита до появления красной неисчезающей окраски. Общая кислотность водной вытяжки выражается в куб. стм. соответствующей щелочи, потраченных на титрование по перечислению на 100 гр. почвы.
2) Кислотность, вызываемая присутствием в водной вытяжке нелетучих свободных органических кислот и ненасыщенных соединений. 50-100 к. стм. водной вытяжки кипятят для удаления свободной углекислоты, пока в стаканчике не останется около 3/4 прежнего объема жидкости; прибавляют каплю фенол-фталеина и титруют горячую жидкость 0,01 норм. раствором Ва(ОН)2 до появления не исчезающей красной окраски. Израсходованный объем Ва(ОН)2 переводят на 100 гр. почвы и кислотность выражают в куб. стм. 0,01 норм. щелочи, соответствующей 100 гр. почвы.
Примечание. Имеются в литературе указания, что в некоторых случаях кислотность вытяжки после кипячения увеличивается.
3) Для получения кислотности, вызываемой свободной СО2, из объема Ва(ОН)2, потраченного при первом определении, вычитают объем его, потраченный при втором определении; умножив полученный объем на 0,00022 (1 к. стм. 0,01 норм. (ВаОН)2 соответствует 0,00022 гр. СО2), получим содержание в водной вытяжке СО2.
Примечание 1. Определение кислотности водных вытяжек титрованием дает в результате общую сумму кислых воднорастворимых соединений почвы. Кроме этой величины, чрезвычайно существенно знать концентрацию водородного иона в вытяжке; от его количества в почвенном растворе зависит, например, в первую очередь вредное действие на растения кислых почв; легко видеть, что количество его в разных почвах может быть непропорционально той величине, которая получается, как результат титрования; эта величина пропорциональна общему содержанию в вытяжке водорода кислых соединений, способного заменяться основаниями, между тем как количество водородного иона зависит также от степени электролитической диссоциации кислых соединений, которая как известно, очень неодинакова у различных кислот и кислых солей.
В физической химии имеются очень точные методы определения концентрации водородного иона (см., например, L. Michaelis, Die Wasserstoffionenkon-zentration, ihre Bedeutung fur die Biologie und dieMethoden ihrer Messung. Berlin 1914 г.; 2 изд. в 1922 г.); методика между прочим уже в достаточной степени приспособлена и для почвенных исследований и широко применяется в. настоящее время американцами. Вот главн. литература. L. Т. Sharp and D. R. Hoag-land, Journ. of Agric. Research. Vol. VII, 1916, № 3, стр. 123. L. J. Gillespie, Journ. Wash. Acad. Sc. Vol. V, № 1, стр. 7. W. M. Clark and H. A. Luis, Journ. Baot. Vol. 2, стр. 1 - 34, 109 - 136, 193-236. Knight, Journ. Ind. Eng. Chem. Vol. 12, стр. 457. J. K. Plummer, Journ. Agr. Res., 1918, Vol. 12, стр. 19.
Примечание 2. Иногда при титровании водных вытяжек наблюдается такое явление, которое приводит в смущение аналитика: водная вытяжка титруется и кислотою (в присутствии метил-оранжа) и щелочью (в присутствии фенол-фталеина), и в обоих случаях количества потраченной кислоты и щелочи больше тех величин, какие отвечают пределам точности методов, так что выходит, что вытяжка одновременно и кисла и щелочна. Явление объясняется свойствами применяющихся индикаторов и не только не создает какой-либо неопределенности, как это может казаться с первого взгляда, но, наоборот, позволяет глубжз проникнуть в природу соединений, обусловливающих это явление.
Пусть исследуемая вытяжка будет в отношении фенол-фталеина кисла (не окрашивается при его прибавлении и требует для появления окраски некоторого количества щелочи); тогда в отношении к метил-оранжу могут наблюдаться три случая.
1) Вытяжка по отношению метил-оранжа нейтральна, т. е. для перевода желтой окраски в розоватую требуется 1-2 капли серной кислоты; из таковых показаний фенол-фталеина и метил-оранжа следует, что вытяжка кисла вследствие присутствия в ней каких-либо слабых кислот (свободной углекислоты, слабых органических кислот) или кислых солей слабых многоосновных кислот (напр., NaH2PO4).
2) Вытяжка по отношению метил-оранжа кисла, т. е. окрашивается им в розоватый цвет; тогда нужно заключить, что в вытяжке могут присутствовать какие-либо более сильные кислоты (минеральные или органические или кислые соли их). Титрование с тем и с другим индикатором дает возможность в этом случае получить представление о сравнительном количестве той и другой групп кислот в общей кислотности вытяжки.
3) Вытяжка по отношению к метил-оранжу щелочна (для перехода желтой окраски в розоватую требуется некоторое количество кислоты); в этом случае в вытяжке мы имеем, кроме слабой свободной кислоты (на что указывает кислотность с фенол-фталеином), еще кислые соли слабой кислоты и щелочных или щелочноземельных оснований; такая вытяжка будет в сущности нейтральна к метил-оранжу, как индикатору, нечувствительному к слабым кислотам, а тем более к кислым солям слабых кислот (что и обнаружилось бы, если бы метилоранж сообщал жидкости нейтральной иной цвет, нежели щелочной жидкости), но прибавление к ней серной кислоты до тех пор не вызовет порозовения метил-оранжа, пока все количество щелочных или щелочно-земельных металлов, находящихся там в виде кислых солей слабой кислоты, не перейдет в сернокислые соли, так как освобождающаяся при этом слабая кислота не действует на метил-оранж: после только этого прибавленные еще 1-2 капли серной кислоты вызовут поро-зовение; таким образом в этом случае титрование щелочью с фенол-фталеином даст нам количество свободной слабой кислоты, а титрование кислотой с метил-оранжем - количество щелочных или щелочно-земельных металлов, связанных в вытяжке со слабой кислотой. Титрование в этом случае достаточно прокипяченной вытяжки с фенол-фтелеином даст возможность решить вопрос, имеем ли мы тут дело с летучими слабыми кислотами, или с нелетучими, или с теми и другими вместе. Поясню этот случай на следующем наиболее простом примере: очень часто водные вытяжки из образцов почв, содержащих щелочноземельные карбонаты и богатых вместе с тем органическими веществами, без предварительного кипячения показывают с фенол-фталеином и метил-оранжем только что описанное явление: они кислы в отношении первого и щелочны в отношении второго; с фенол-фталеином здесь титруется свободная углекислота вытяжки, а с метилоранжем - двууглесоли щелочноземельных металлов с переводом их в соли той кислоты, которой вытяжка титруется. Ясно, что такое же отношение к этим индикаторам вытяжка будет проявлять и тогда, когда она будет содержать иные, нежели СО2, слабые кислоты.