Значение качественного анализа в агрохимии, почвоведении

При проведении агрохимических исследований одной из обязательных операций является определение видов и форм минеральных удобрений по качественным реакциям.

Минеральные удобрения, выпускаемые отечественной промышленностью, могут быть кристаллическими (азотные, кроме цианамида кальция, и все калийные) и аморфными (фосфорные и известковые). Ионный состав некоторых удобрений представлен в табл. 13.1.

Таблица 13.1

Ионный состав некоторых минеральных удобрений.

Ионы, входящие в состав минеральных удобрений, достаточно легко определяются аналитическими реакциями, рассмотренными в гл. 9—12.

Кристаллические удобрения, как правило, хорошо растворимы в воде, и качественный анализ их проводят по схемам 1, 2 (см. параграфы 13.2, 13.3).

Аморфные удобрения слабо растворимы в воде, и их анализ имеет свои особенности.

1. Проба на вскипание. Эта проба необходима для обнаружения карбонат-иона, который присутствует во всех известковых материалах, томасшлаке и фосфатшлаке.

Выполнение реакции: 1 г удобрения помещают на предметное стекло или в пробирку, приливают 2—3 капли 10%-ной НС1. Выделение пузырьков газа, «вскипание», указывает на присутствие карбонатиона. Суперфосфат, преципитат и фосфористая мука не вскипают.

2. Обнаружение фосфат-иона. 1 г удобрения растирают в ступке, переносят в коническую колбу, приливают 30 мл воды, встряхивают, отстаивают и фильтруют. Часть фильтрата переносят в пробирку и добавляют 2—3 капли 0,1 н. раствора AgN0₃. В присутствии фосфатиона появляется желтая окраска. В другой части фильтрата проводят пробу на обнаружение SO^^_: добавляют 2—3 капли 0,5 н. раствора НС1 и 2—3 капли 0,5 н. раствора ВаС1₂. Появление белого осадка указывает на присутствие сульфат-иона, который входит в состав простого суперфосфата в виде CaS0₄.

Сложные и комплексные удобрения выпускают в виде гранул. Для проведения анализа их предварительно растирают в фарфоровой ступке, помещают 1 г удобрения в коническую колбу, приливают 60 мл воды, осторожно нагревают, достигая возможно полного растворения осадка, отстаивают и фильтруют. Фильтрат анализируют по схеме 3 (см. параграф 13.4).

В почвоведении широко применяют качественный анализ для определения типа почв. Одной из обязательных проб является проба на вскипание, которая указывает на присутствие карбонатов. О засоленности почв можно судить по присутствию ионов натрия, хлориди сульфат-ионов.

Ориентировочная оценка степени загрязненности почв тяжелыми металлами (Си, Pb, Zn) проводится методом дитизоновой пробы.

Таким образом, качественный анализ является обязательной составляющей сельскохозяйственного анализа.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Почему при отделении катионов второй группы от катионов первой группы кроме карбоната аммония прибавляют также растворы NH₄Cl и NH₄OH?
• 2. Почему карбонаты щелочноземельных металлов в процессе анализа растворяют в уксусной кислоте, а не в хлороводородной?
• 3. Составьте таблицу гидроксидов катионов третьей группы и укажите, какие из них растворимы в каждом из следующих растворителей: НС1, СН₃СООН, NaOH, NH₄C1 + NH₄OH. Составьте уравнения соответствующих химических реакций.
• 4. В водной почвенной вытяжке выщелоченного чернозема возможно присутствие ионов: Na⁺, К+, Mg²⁺, Са²⁺, Al³⁺, Fe³⁺, СЬ, РО^^_, S0₄^-, СО^3-. Составьте схему анализа почвенной вытяжки на присутствие каждого из этих ионов.
• 5. Составьте схему анализа природной воды на присутствие ионов: NH}, Zn²⁺, Cu²⁺, NO3, Br~, I^-. Укажите необходимые реактивы и условия выполнения анализа.
• 6. Хром относится к опасным загрязняющим химическим элементам. Как провести идентификацию хрома (III) в питьевой воде?
• 7. Почему при анализе на катионы первых трех аналитических групп проводят испытания на ионы Р0₄^_ и С₂0₄^_? Объясните ответ соответствующими уравнениями реакций.
• 8. Укажите способы удаления фосфат-ионов из анализируемого раствора.
• 9. В почвенных вытяжках всегда присутствуют ионы А1³⁺, мешающие обнаружению других катионов. Как можно отделить ионы А1³⁺ от ионов Fe³⁺, Fe²⁺, Со²⁺?
• 10. Какие ионы первой — третьей групп могут быть обнаружены при анализе исследуемого раствора на катионы первой и второй групп?