ПОЧВЫ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЩЕГО АЗОТА

ГОСТ 26107-84

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва

 

РАЗРАБОТАН Министерством сельского хозяйства СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

С.И. Носов, канд. экон. наук; В.А. Овчинников, канд. техн. наук; А.П. Клопотовский, канд. с.-х. наук; Э.И. Кокурина, канд. с.-х. наук; О.А. Фриева, канд. с.-х. наук; Л.М. Степаненко, канд. с.-х. наук; Г.В. Добровольский д-р биол. наук, проф.; Д.С. Орлов, д-р биол. наук; Л.А. Воробьева, канд. биол. наук; Н.М. Гриндель, канд. биол. наук; С.Г. Самохвалов, канд. с.-х. наук; В.Г. Прижукова, канд. с.-х. наук; А.В. Гличев, д-р экон. наук проф.; Н.И. Цибизов, канд. техн. наук; С.С. Ружицкая, канд. с.-х. наук; Т.М. Пивоварова, канд. биол. наук; Е.В. Мареева; О.Г. Мосолова; Л.Г. Лейбчик

ВНЕСЕН Министерством сельского хозяйства СССР

Зам. министра А.А. Гольцов

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 2 марта 1984 г. № 661

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам 2 марта 1984 г. № 661 срок введения установлен

с 01.01. 1985 г.

Настоящий стандарт устанавливает методы определения общего азота в почвах естественного и нарушенного сложения, во вскрышных и вмещающих породах.

Стандарт применяется при выполнении почвенных, агрохимических и мелиоративных обследований и при оценке пригодности нарушенного плодородного слоя почв для землевания.

Стандарт не распространяется на почвы с массовой долей органического вещества более 25 %.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Пробы почвы должны храниться в помещении, свободном от паров аммиака. Поступающая на анализ почва должна быть предварительно доведена до воздушно-сухого состояния, измельчена, пропущена через сито с круглыми отверстиями диаметром 1 - 2 мм, хорошо перемешана и распределена по ровной поверхности слоем толщиной не более 1 см. Аналитическую пробу массой 15 г отбирают ложкой или шпателем не менее чем из пяти разных мест, равномерно расположенных по площади, на всю глубину слоя, выбирают из нее видимые глазом корни и полностью пропускают через плетеное проволочное сито с отверстиями ячеек 0,25 мм. Частицы, оставшиеся на сите, измельчают с помощью любых устройств и снова пропускают через сито.

Из аналитической пробы берут две навески почвы для определения гигроскопической влаги по ГОСТ 5180-75.

2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ, РЕАКТИВЫ

Фотоэлектроколориметр по ГОСТ 12083-78 или другие аналогичные приборы позволяющие работать в интервале длин волн 630 - 655 нм.

Плитка электрическая по ГОСТ 306-76 или колбонагреватель.

Устройство для нагревания колб Кьельдаля.

Устройство для нагревания пробирок с температурой нагрева не менее 400 °С и глубиной погружения не менее 5 см.

Сито с сеткой 025 по ГОСТ 3584-73.

Мерка, вмещающая 4,5 т сухой смеси катализаторов.

Весы лабораторные 2-го класса точности с предельной нагрузкой 200 г и весы лабораторные 4-го класса точности с предельной нагрузкой 1 кг по ГОСТ 24104-80.

Колбы мерные по ГОСТ 1770-74, наливные.

Цилиндры мерные по ГОСТ 1770-74, наливные.

Колбы плоскодонные, конические Кьельдаля по ГОСТ 25336-82.

Дистилляционное устройство каплеуловитель, холодильник шариковый, аллонж изогнутый, воронка капельная по ГОСТ 25336-82.

Дозаторы ШД-115 и ДАЖ-115 или бюретки и пипетки по ГОСТ 20292-74, 2-го класса.

Стаканы и пробирки стеклянные по ГОСТ 25336-82.

Стаканы, чашки выпарительные, ступки и пестики фарфоровые по ГОСТ 9147-80.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72, без следов аммиака.

Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72.

Известь хлорная техническая.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, концентрированная, раствор c  = 0,02 моль/л.

Кислота борная по ГОСТ 9656-76, х.ч., раствор с массовой долей 2 %.

Калий йодистый то ГОСТ 4232-74, раствор с массовой долей 2 %.

Калий-натрий виннокислый по ГОСТ 5845-79.

Калий сернокислый по ГОСТ 4145-74.

Медь сернокислая по ГОСТ 4165-78.

Метиловый красный по ГОСТ 5853-51, спиртовой раствор с массовой долей 0,4 %.

Метиленовый голубой, спиртовой раствор с массовой долей 0,2 %.

Натрия тиосульфат по ГОСТ 244-76, раствор c  = 0,1 моль/л.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, раствор c (NaOH) = 2 моль/л.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83-79.

Натрий салициловокислый по ГОСТ 17628-72.

Натрий нитропруссидный.

Перекись водорода по ГОСТ 10929-76, раствор с массовой долей 30 %.

Реактив Несслера по ГОСТ 4517-75.

Селен металлический по ГОСТ 5455-74, х.ч.

Соль динатриевая этилендиамин-N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-72, высшего сорта.

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

3.1. Приготовление смеси катализаторов

Смешивают 150,0 г безводного сернокислого калия; 0,25 г металлического селена, 10,0 г сернокислой меди и тщательно растирают в фарфоровой ступке.

3.2. Приготовление серной кислоты, содержащей селен

Растертый металлический селей растворяют при нагревании в концентрированной серной кислоте из расчета 1 г селена на 200 мл кислоты.

3.3. Приготовление раствора с массовой долей гидроокиси натрия 40 %, не содержащего аммиак

О содержании аммиака в растворе гидроокиси натрия свидетельствует желтое окрашивание при прибавлении реактива Неслера. Для удаления аммиака раствор кипятят, затем охлаждают и доводят до нужной концентрации.

3.4. Приготовление смешанного индикатора

Смешивают равные объемы спиртового раствора с массовой долей метилового красного 0,4 % и спиртового раствора с массовой долей метиленового голубого 0,2 % или готовят по ГОСТ 4919.1-77.

3.5. Приготовление раствора хлористого аммония с массовой концентрацией азота 0,1 мг/мл

0,382 г хлористого аммония растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды без аммиака, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 мл и доливают до метки водой, затем перемешивают.

3.6. Приготовление запасного окрашивающего раствора на присутствие аммиака

56,7 г салициловокислого натрия; 16,7 калия-натрия виннокислого; 26,7 г гидроокиси натрия растворяют в 500 - 700 мл дистиллированной воды. Раствор кипятят 20 мин, чтобы удалить следы аммиака, охлаждают, вводят 0,4 г нитропруссидного натрия и разбавляют до 1 л дистиллированной водой. Хранят в закрытой склянке не более 2-х месяцев.

3.7. Приготовление рабочего окрашивающего раствора

Рабочий окрашивающий раствор готовят в день анализа. К 250 мл запасного раствора по п. 3.6 добавляют 1750 мл дистиллированной воды без аммиака, 250 мл раствора гидроокиси натрия с молярной концентрацией c (NaOH) = 2 моль/л, 4,5 г трилона Б и хорошо перемешивают.

3.8. Приготовление запасного раствора гипохлорита натрия

В стакан вместимостью 500 мл наливают 255 мл дистиллированной воды без аммиака и при перемешивании добавляют 150,0 г хлорной извести. В другой стакан вместимостью 1000 мл наливают 255 мл дистиллированной воды и при перемешивании вводят 105,0 г углекислого натрия. Затем содержимое обоих стаканов смешивают. Масса сначала становится густой, а затем более жидкой. Суспензию оставляют на 1 - 2 сут, после чего осторожно сливают верхний прозрачный слой в склянку из темного стекла. Раствор можно хранить в холодильнике до 1 года. В приготовленном растворе необходимо определить концентрацию активного хлора. Для этого 1 мл запасного раствора разбавляют дистиллированной водой в конической колбе вместимостью 250 мл до 100 мл. К раствору добавляют 20 мл раствора с массовой долей йодистого калия 10 %, 10 мл раствора с массовой долей серной кислоты 10 % и оттитровывают выделившийся свободный йод раствором тиосульфата c (Na₂S₂O₃) = 0,1 моль/л до исчезновения желтой окраски. 1 мл раствора тиосульфата c (Na₂S₂O₃) = 0,1 моль/л соответствует 0,0035 г свободного хлора.

3.9. Приготовление рабочего раствора гипохлорита натрия

Рабочий раствор готовят в день анализа. Запасной раствор по п. 3.8 разбавляют дистиллированной водой без аммиака до массовой концентрации свободного хлора 0,12 г в 100 мл.

3.10. Приготовление серии растворов сравнения для фотометрического определения азота

В мерные колбы вместимостью 250 мл из бюретки наливают разные количества раствора хлористого аммония с массовой концентрацией азота 0,1 мг/мл: 0; 2,5; 5,0; 7,5; 10,0; 15,0; 20,0; 30,0 мл. В каждую колбу до половины объема приливают дистиллированную воду без аммиака и по 7 мл концентрированной серной кислоты, содержащей селен. Растворы охлаждают, доливают водой до метки и перемешивают.

3.11. Приготовление растворов шкалы сравнения

Шкалу сравнения готовят в день анализа. Из каждой колбы по п. 3.10 дозаторам берут 1 мл раствора и переносят в сухую плоскодонную или коническую колбу вместимостью 100 мл. Далее проводят все операции, как с раствором после разложения почвы при фотометрическом методе.

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

4.1. Титриметрический метод

4.1.1. Разложение почвы

Для почв с массовой долей гумуса более 2 % берут навеску 2,000 г, для почв с массовой долей гумуса менее 2 % - 4,0 г. Навеску берут на лабораторных весах и помещают в сухую колбу Кьельдаля вместимостью 100 мл. В колбу вносят меркой 4,5 г сухой смеси катализаторов, приливают дозатором 10 мл концентрированной серной кислоты и перемешивают круговыми движениями, пока вся почва не будет смочена кислотой. Колбу помещают в наклонном положении на электронагреватель в вытяжной шкаф и постепенно доводят содержимое колбы до кипения. Нагрев регулируют так, чтобы пары серной кислоты конденсировались в нижней трети горла колбы. Озоление органического вещества считают полным, когда произошло полное обесцвечивание надосадочной жидкости. После этого кипячение продолжают еще 15 - 20 мин, затем оставляют для охлаждения при комнатной температуре. Одновременно проводят контрольный анализ без почвы.

4.1.2. Определение азота

После разложения почвы по п. 4.1.1 колбу Кьельдаля слегка наклоняют и приливают в нее небольшими порциями при перемешивании круговыми движениями 30 - 40 мл дистиллированной воды. Суспензии дают отстояться 1 мин и затем переливают надосадочную жидкость в отгонную колбу - плоскодонную колбу из термостойкого стекла вместимостью 1000 мл. Операцию повторяют несколько раз, доводя объем жидкости до половины объема отгонной колбы. В коническую колбу-приемник вместимостью 250 мл вливают мерным цилиндром 20 мл раствора с массовой долей борной кислоты 2 %. Добавляют 3 капли смешанного индикатора и присоединяют приемник к шариковому холодильнику через аллонж таким образом, чтобы конец аллонжа был погружен в раствор борной кислоты на 3 - 5 мм. В отгонную колбу с раствором, осторожно наклонив ее, по стенке горла колбы приливают 80 мл раствора с массовой долей гидроокиси натрия 40 %. Жидкости в колбе при этой операции не должны перемешиваться. Не взбалтывая раствор, отгонную колбу присоединяют через стеклянный каплеуловитель к шариковому холодильнику. После этого содержимое колбы тщательно перемешивают круговыми движениями. Допускается приливание гидроокиси натрия через капельную воронку. В этом случае отгонную колбу с раствором сначала присоединяют к дистилляционному устройству, а затем открывают кран капельной воронки для введения гидроокиси натрия. После того, как дистилляционное устройство собрано и обеспечена его герметичность, пропускают водопроводную воду через холодильник. Включают нагревательный прибор и нагревают раствор в отгонной колбе до кипения. Когда раствор из приемника начнет засасываться в аллонж, колбу-приемник опускают так, чтобы конец аллонжа был выше уровня жидкости в приемнике. Отгонку продолжают до тех пор, пока объем дистиллята в приемнике не достигнет 150 мл. Раствор в приемнике титруют раствором серной кислоты с  = 0,02 моль/л до изменения зеленой окраски индикатора на красно-фиолетовую. Одновременно проводят контрольный анализ на чистоту реактивов.

4.2. Фотометрический метод «индофеноловой зелени» по ЦИНАО

4.2.1. Разложение почвы

Навеску почвы 0,200 г берут на лабораторных весах и помещают в термостойкую пробирку вместимостью 50 мл. В пробирку по стенке приливают 2 мл раствора с массовой долей перекиси водорода 30 %, смачивая ею всю навеску почвы. Через 2 мин дозатором приливают 3 мл концентрированной серной кислоты, содержащей селен. Содержимое пробирки перемешивают круговыми движениями, ставят в устройство для нагревания пробирок, помещают его в вытяжной шкаф и постепенно нагревают пробирки до 400 °С. Озоление ведут при этой температуре до полного обесцвечивания раствора. Затем раствор оставляют для охлаждения при комнатной температуре и доливают дистиллированной водой до метки на пробирке. При отсутствии термостойких пробирок или нагревательного устройства допускается использование колб Кьельдаля вместимостью 50 мл. В этом случае после озоления органического вещества раствор количественно переносят в мерные колбы вместимостью 50 мл и доливают дистиллированной водой до метки. Одновременно проводят контрольный анализ без почвы.

4.2.2. Определение азота

1 мл прозрачного раствора, полученного при разложении почвы по п. 4.2.1, переносят дозатором в сухую плоскодонную или коническую колбу вместимостью 100 мл. К раствору добавляют дозатором 45 мл рабочего окрашивающего реактива по п. 3.7 и 2,5 мл рабочего раствора гипохлорита по п. 3.9. После добавления каждого реактива раствор перемешивают. Колбу с раствором оставляют на 1 ч для образования устойчивой окраски. Оптическую плотность окрашенного раствора измеряют относительно нулевого раствора в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 см при длине волны 655 нм.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. При титриметрическом методе азот рассчитывают по количеству серной кислоты, затраченной на титрование бората аммония. Общий азот в почве (N_т) в процентах вычисляют по формуле

где V - объем серной кислоты, затраченной на титрование, мл;

с - молярная концентрация серной кислоты, с , моль/л;

0,014 - молярная масса азота, г/ммоль;

m - масса сухой почвы, г;

100 - коэффициент пересчета на 100 г почвы.

Из полученного результата вычитают количество азота, найденное в контрольном анализе.

5.2. При фотометрическом методе строят градуировочный график. При построении графика по оси ординат откладывают величины измеренных оптических плотностей в растворах сравнения, приготовленных по п. 3.11, по оси абсцисс - соответствующие количества азота 0; 0,001; 0,002; 0,003; 0,004; 0,006; 0,008; 0,012 мг. Градуировочный график строят в день анализа так, чтобы прямая проходила как можно ближе к точкам, полученным в результате единичного измерения растворов сравнения. По графику находят количество азота в миллиграммах в анализируемом объеме раствора. Общий азот в почве (N_ф) в процентах вычисляют по формуле

где а - количество азота в анализируемом объеме, найденное по графику, мг;

V₁ - общий объем раствора после разложения почвы, мл;

V₂ - объем раствора, взятый для анализа, мл;

m - масса сухой почвы, г;

100 - коэффициент пересчета на 100 г почвы;

1000 - коэффициент пересчета миллиграммов в граммы.

5.3. Массу сухой почвы (m) в граммах вычисляют по формуле

где m₁ - масса воздушно-сухой почвы, г;

W_г - гигроскопическая влага, %.

5.4. За окончательный результат принимают единичные определения. Допускаемые расхождения между результатами двух анализов при оперативном контроле воспроизводимости измерений в одной пробе, выполненных в одной лаборатории (d) и разных лабораториях (D) с доверительной вероятностью Р = 0,95 не должны превышать значений:

d = 0,006 + 0,08X;

D = 0,07 + 0,11Х

где X - среднее арифметическое значение сравниваемых результатов измерений, %.