ГОСТ 27395-87. Государственный стандарт Союза ССР. Почвы. Метод определения подвижных соединений двух- и трехвалентного железа по Веригиной-Аринушкиной
(утв. и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 14.09.1987 № 3524)
Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 14 сентября 1987 г. № 3524
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ДВУХ- И ТРЕХВАЛЕНТНОГО ЖЕЛЕЗА ПО ВЕРИГИНОЙ-АРИНУШКИНОЙ
Soils. Method for determination of mobile two-trivalent iron compounds after Verigina-Arinushkina
Срок действия с 1 июля 1988 года до 1 июля 1993 года
Информационные данные
1. Разработан и внесен Государственным агропромышленным комитетом СССР.
З.П. Антонова (руководитель темы), канд. с.-х. наук; Ю.В. Федорин, канд. с.-х. наук; С.И. Носов, канд. экон. наук; В.Д. Скалабан, канд. биол. наук; Г.В. Добровольский, чл.-корр. АН СССР; Д.С. Орлов, д-р биол. наук, проф.; Л.А. Воробьева, д-р биол. наук; Г.В. Мотузова, канд. биол. наук; Л.Л. Шишов, чл.-корр. ВАСХНИЛ, проф.; В.А. Большаков, д-р биол. наук; Т.Г. Дементьева, канд. биол. наук; Ю.И. Водяницкий, канд. техн. наук; С.Г. Самохвалов, канд. с.-х. наук.
2. Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 14.09.87 № 3524.
3. Срок первой проверки — 1993 г.
5. Ссылочные нормативно-технические документы:
| Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта, подпункта |
| ГОСТ 199-78 | Разд. 2 |
| ГОСТ 1770-74 | «» |
| ГОСТ 3118-77 | «» |
| ГОСТ 4204-77 | «» |
| ГОСТ 4208-72 | «» |
| ГОСТ 4328-77 | «» |
| ГОСТ 4463-76 | «» |
| ГОСТ 5180-84 | 4 |
| ГОСТ 5456-79 | Разд. 2 |
| ГОСТ 5457-75 | «» |
| ГОСТ 5850-72 «» | |
| ГОСТ 6709-72 | «» |
| ГОСТ 9656-75 | «» |
| ГОСТ 12026-76 | «» |
| ГОСТ 12083-78 | «» |
| ГОСТ 18300-87 | «» |
| ГОСТ 19814-74 | «» |
| ГОСТ 20292-74 | «» |
| ГОСТ 23932-79 | «» |
| ГОСТ 24104-80 «» | |
| ГОСТ 25336-82 | «» |
| ГОСТ 25794.1-83 3 | |
| Настоящий стандарт устанавливает метод определения подвижных соединений двух- и трехвалентного железа в почвах при выполнении почвенных, мелиоративных, агрохимических и других обследований угодий, контроля за состоянием почв и других изыскательских и исследовательских работ. | |
| Стандарт не распространяется на почвы, содержащие карбонаты. | Сущность метода заключается в извлечении подвижных соединений двух- и трехвалентного железа из почвы раствором серной кислоты c(1/2H_{2}SO_{4}) = 0,1\text{моль}/\text{дм}^{3} при соотношении почва:раствор 1:10 для минеральных почв и 1:50 для торфяных почв, времени взбалтывания 5 мин с последующим определением в вытяжках двухвалентного железа фотометрически с \alpha,\alpha - \text{дипиридилом} или o-фенантролином и суммы двух- и трехвалентного железа фотометрическим или атомно-абсорбционным методом. |
| Суммарная погрешность метода, выражаемая коэффициентом вариации, составляет при массовой доле железа в почве до 2‰ — 15%, свыше 2‰ — 10%. | |
1. МЕТОД ОТБОРА ПРОБ
Условия отбора проб и доставки их в лабораторию должны исключать возможность окисления двухвалентного железа в период от отбора проб до начала анализа. Пробы почв поступают в лабораторию в герметически закрытых емкостях, например, в металлических стаканах с крышками, залитыми парафином или замазкой. Анализы проводят не позднее одних суток после отбора проб. Хранят пробы в прохладном помещении, при этом должно быть исключено попадание на них прямых солнечных лучей.
Точечные пробы на анализ отбирают не менее чем из пяти мест каждого стакана. Масса объединенной пробы — 5 г.
2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ, РЕАКТИВЫ
Для проведения анализа применяют:
весы лабораторные 4-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 500 г по ГОСТ 24104-80;
весы лабораторные 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г по ГОСТ 24104-80;
ротатор с оборотом на 360° и частотой вращения 30 - 40\text{мин}^{- 1} или взбалтыватель с возвратно-поступательным движением и частотой циклов 75\text{мин}^{- 1} для перемешивания почвы с экстрагирующим раствором;
фотоэлектроколориметр или другой аналогичный прибор по ГОСТ 12083-78, позволяющий работать при длине волны 512 — 522 нм;
pH-метр с погрешностью измерения не более 0,05 единицы pH;
атомно-абсорбционный спектрофотометр С-112, С-115 или другой аналогичный прибор;
лампа с полым катодом для определения железа;
ацетилен растворенный технический по ГОСТ 5457-75 или пропан-бутан бытовой в баллоне;
колбы наливные мерные 2-го класса точности с пришлифованными пробками вместимостью 50, 100, 250, 500 см3 и 1 дм3 по ГОСТ 1770-74;
колбы конические вместимостью 100, 250 и 500 см3 по ГОСТ 23932-79 и ГОСТ 25336-82;
пипетки вместимостью 1, 5, 10, 20 см3 исполнения 4, 6, 7 1-го класса точности по ГОСТ 20292-74;
бюретки вместимостью 5, 10, 50 см3 исполнения 4 1-го класса точности по ГОСТ 20292-74;
воронки стеклянные исполнения 2 диаметром 110 мм по ГОСТ 25336-82;
цилиндры мерные вместимостью 50 — 250 см3 по ГОСТ 1770-74;
фильтры обеззоленные, белая лента, диаметром 15 см или бумагу фильтровальную лабораторную марок ФОС или ФОМ по ГОСТ 12026-76;
воду дистиллированную по ГОСТ 6709-72;
гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456-79, ч.д.а.;
гидроокись натрия по ГОСТ 4328-77, ч.д.а.;
индикатор тимолблау (тимоловый синий), ч.д.а.;
натрий фтористый по ГОСТ 4463-76, ч.д.а.;
натрий уксуснокислый трехводный по ГОСТ 199-78, ч.д.а.;
борная кислота по ГОСТ 9656-75, ч.д.а.;
серная кислота по ГОСТ 4204-77, ч.д.а.;
соляная кислота по ГОСТ 3118-77, ч.д.а.;
уксусная ледяная кислота по ГОСТ 19814-74, ч.д.а.;
соль Мора по ГОСТ 4208-72, х.ч.;
фенолфталеин, индикатор по ГОСТ 5850-72, раствор в этиловом спирте с массовой долей 2%;
стандарт-титр гидроокиси натрия 0,1 моль/дм3;
спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-87.
3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ
3.1 Приготовление раствора серной кислоты молярной концентрации c(1/2H_{2}SO_{4}) = 0,1\text{моль}/\text{дм}^{3}
2,8 см3 концентрированной серной кислоты помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, наполовину заполненную дистиллированной водой, доводят объем раствора до метки и тщательно перемешивают. Концентрацию кислоты проверяют титрованием по ГОСТ 25794.1-83. Допускается использование раствора серной кислоты с молярной концентрацией от 0,09 до 0,11 моль/дм3.
3.2 Приготовление ацетатного буферного раствора с pH 5,5 — 5,6
(300,0 +/- 0,1) г уксуснокислого трехводного натрия помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, растворяют в 500 см3 дистиллированной воды, приливают (25,0 +/- 0,1) см3 ледяной уксусной кислоты, доводят объем раствора дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.
3.3 Приготовление раствора d,d-дипиридила с массовой долей 0,5%
(0,50 +/- 0,01) г d,d-дипиридила растворяют в дистиллированной воде, прибавляют 3 — 4 см3 соляной кислоты c(HCI) = 0,1\text{моль}/\text{дм}^{3} , доводят объем дистиллированной водой до 100 см3 и перемешивают раствор.
3.4 Приготовление раствора соляной кислоты молярной концентрации c(HCI) = 0,1\text{моль}/\text{дм}^{3}
В мерную колбу вместимостью 1 дм3 наливают около 500 см3 дистиллированной воды, добавляют 8,2 см3 концентрированной соляной кислоты, тщательно перемешивают и доводят до метки дистиллированной водой.
3.5 Приготовление раствора серной кислоты с массовой долей 10%
В мерную колбу вместимостью 1 дм3 наливают около 500 см3 дистиллированной воды, добавляют по стенке колбы 60,6 см3 концентрированной серной кислоты, охлаждают до комнатной температуры, доводят дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.
3.6 Приготовление раствора индикатора тимолового синего с массовой долей 0,04%
(0,040 +/- 0,001) г индикатора тимолового синего растворяют в этиловом спирте, доводят объем раствора этиловым спиртом в мерной колбе вместимостью 100 см3 до метки и тщательно перемешивают. Раствор хранят в склянке темного стекла.
3.7 Приготовление раствора фтористого натрия с массовой долей 1%
(10 +/- 0,1) г фтористого натрия растворяют в дистиллированной воде, доводят объем раствора дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 1 дм3 до метки и тщательно перемешивают.
3.8 Приготовление раствора борной кислоты с массовой долей 1%
(10,0 +/- 0,1) г борной кислоты растворяют в дистиллированной воде, доводят объем раствора дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 1 дм3 до метки и тщательно перемешивают.
3.9 Приготовление раствора гидроксиламина солянокислого с массовой долей 5%
(5,0 +/- 0,1) г гидроксиламина солянокислого растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 100 см3 до метки и тщательно перемешивают.
3.10 Приготовление раствора o-фенантролина с массовой долей 0,5%
(0,50 +/- 0,01) г o-фенантролина растворяют в 100 см3 раствора серной кислоты молярной концентрации c(1/2H_{2}SO_{4}) = 0,1\text{моль}/\text{дм}^{3} при слабом нагревании, охлаждают до комнатной температуры и тщательно перемешивают.
3.11 Приготовление раствора уксуснокислого натрия с массовой долей 10%
(16,6 +/- 0,1) г уксуснокислого натрия трехводного растворяют дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 100 см3, доводят объем раствора дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.
3.12 Приготовление раствора двухвалентного железа с массовой концентрацией 0,1 мг/см3
(0,702 +/- 0,001) г соли Мора помещают в мерную колбу вместимостью 1 дм3, растворяют в растворе серной кислоты, приготовленном по п. 3.1, доводя объем раствора до метки, и тщательно перемешивают. Раствор готовят в день проведения анализа.
3.13 Приготовление раствора двухвалентного железа с массовой концентрацией 0,01 мг/см3
(10,0 +/- 0,1) см3 исходного раствора соли Мора, приготовленного по п. 3.12, разбавляют в растворе серной кислоты молярной концентрации c(1/2H_{2}SO_{4}) = 0,1\text{моль}/\text{дм}^{3} , приготовленном по п. 3.1, доводя объем раствора в мерной колбе вместимостью 100 см3 до метки, и тщательно перемешивают.
3.14 Приготовление растворов с заданными концентрациями железа
В мерные колбы вместимостью 50 см3 в соответствии с таблицей приливают бюреткой объемы раствора двухвалентного железа, приготовленного по п. 3.13.
Допускается приготовление серии растворов в мерных колбах 100 см3. При этом следует приливать бюреткой объемы раствора, вдвое больше приведенных в таблице.
4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
4.1. Пробы почвы массой (5,0 +/- 0,1) г помещают в колбы вместимостью 100 — 250 см3. Одновременно берут навеску для определения влажности почвы. Влажность почвы определяют по ГОСТ 5180-84.
Приливают в колбы с навесками почвы по 50 см3 серной кислоты молярной концентрации \text{с}(1/2H_{2}SO_{4}) = 0,1\text{моль}/\text{дм}^{3} . Содержимое колб взбалтывают в течение 5 мин и фильтруют через сухой фильтр в сухие колбы. При анализе торфа объем серной кислоты увеличивают до 250 см3.
Из каждой колбы берут по две порции фильтрата: в одной определяют содержание двухвалентного железа фотометрически с d,d-дипиридилом или o-фенантролином, в другой — суммарное содержание двух- и трехвалентного железа фотометрическим или атомно-абсорбционным методом.
Одновременно проводят контрольный опыт, включающий все стадии анализа, кроме взятия пробы почвы. Для каждой партии анализов контрольный опыт проводят в трехкратной повторности.
4.2. Для фотометрического определения содержания двухвалентного железа с d,d-дипиридилом в мерные колбы вместимостью 50 или 100 см3 помещают от 5 до 20 см3 фильтрата в зависимости от предполагаемого содержания двухвалентного железа.
В колбы с вытяжками и растворами сравнения (таблица) добавляют 1 см3 раствора фтористого натрия с массовой долей 1%, содержимое перемешивают, добавляют 1 см3 раствора борной кислоты с массовой долей 1% и перемешивают. Затем в колбы добавляют две капли раствора тимолового синего с массовой долей 0,04%, перемешивают и приливают ацетатный буферный раствор до перехода фиолетовой окраски в желтую.
Концентрации растворов для определения двухвалентного и суммарного содержания двух- и трехвалентного железа
| Показатель | Номер раствора | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| Объем раствора с массовой концентрацией железа 0,01 мг/см3, (п. 3.13) для мерных колб вместимостью 50 см3, см3 | 0,0 | 0,5 | 1,5 | 2,5 | 3,5 | 4,5 | 5,0 | 15,0 |
| Массовая концентрация железа в растворах, мг/см3 | 0,0000 | 0,0001 | 0,0003 | 0,0005 | 0,0007 | 0,0009 | 0,0010 | 0,0030 |
Далее прибавляют 1 — 2 см3 раствора d,d-дипиридила с массовой долей 0,5%, приготовленного по п. 3.3, доводят раствор до метки дистиллированной водой, тщательно перемешивают и через 30 — 40 мин измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре или другом аналогичном приборе при длине волны 522 нм относительно контрольного опыта с добавлением всех реактивов.
4.3. Для определения содержания двухвалентного железа с o-фенантролином в мерные колбы вместимостью 50 — 100 см3 помещают 5 — 20 см3 фильтрата в зависимости от предполагаемого содержания двухвалентного железа.
В колбы с вытяжками и растворами сравнения (см. таблицу) добавляют 1 см3 фтористого натрия с массовой долей 1%, приготовленного по п. 3.7, содержимое перемешивают, добавляют 1 см3 раствора борной кислоты с массовой долей 1%, приготовленного по п. 3.8, и перемешивают, затем в колбы добавляют одну — две капли раствора тимолового синего с массовой долей 0,04%, приготовленного по п. 3.6, и приливают раствор уксуснокислого натрия с массовой долей 10%, приготовленного по п. 3.11, до желтой окраски.
Далее прибавляют 1 — 2 см3 раствора o-фенантролина с массовой долей 0,5%, приготовленного по п. 3.10, перемешивают, доводят объем раствора до метки дистиллированной водой, снова перемешивают и через 10 мин измеряют оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре или другом аналогичном приборе при длине волны 512 нм относительно контрольного опыта с добавлением всех реактивов.
4.4. Для определения суммарного содержания двух- и трехвалентного железа фотометрическим методом с d,d-дипиридилом или o-фенантролином в мерные колбы вместимостью 50 или 100 см3 помещают от 5 до 20 см3 фильтрата в зависимости от предполагаемого содержания железа. Для перевода окисного железа в закисное в колбы с вытяжками и растворами сравнения прибавляют 10 см3 раствора гидроксиламина солянокислого с массовой долей 5%, приготовленного по п. 3.9, и перемешивают.
В колбы прибавляют одну — две капли раствора тимолового синего с массовой долей 0,04% и далее проводят анализ в соответствии с п. 4.2 или п. 4.3.
4.5. Определение суммарного содержания двух- и трехвалентного железа атомно-абсорбционным методом в пламени ацетилен — воздух или пропан-бутан — воздух по аналитической линии 248,3 нм. Пламя должно быть прозрачным, голубым. Ширину щели монохроматора, расход газов, ток, питающую лампу с полым катодом устанавливают в соответствии с инструкциями завода-изготовителя. После стабилизации режима работы прибора в пламя вводят первый раствор сравнения, не содержащий железо, и устанавливают начало отсчета. Затем вводят в пламя остальные растворы сравнения в порядке возрастания концентрации железа, после этого — вытяжки из почв.
После каждых десяти вытяжек в пламя вводят первый и пятый растворы сравнения для проверки градуировочной характеристики прибора. Если при проверке получаются показания, отличающиеся от полученных ранее для данных растворов более чем на 3% (относительных), корректируют настройку прибора и анализируют вытяжки снова.
5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. При определении двухвалентного и суммы двух- и трехвалентного железа с d,d-дипиридилом и o-фенантролином фотометрически по оптической плотности растворов сравнения строят градуировочный график, откладывая по оси абсцисс массовые концентрации железа (мг/см3), а по оси ординат — соответствующие им оптические плотности (показания прибора).
По результатам измерения оптической плотности растворов, полученных при анализе вытяжек из почв с d,d-дипиридилом и o-фенантролином, с помощью градуировочных графиков находят массовую концентрацию двухвалентного железа (c_{1}) и массовую долю подвижных соединений двухвалентного железа (X_{1}) в почве, а также массовую концентрацию (c_{2}) и массовую долю (X_{2}) суммы двух- и трехвалентного железа в почве.
Массовую долю подвижных соединений двухвалентного железа в почвах (X_{1}),‰ , вычисляют по формуле
X_{1} = \frac{c_{1} \cdot V_{2} \cdot V_{3} \cdot K}{V_{1} \cdot m} .(1)
Массовую долю суммы подвижных соединений двух- и трехвалентного железа в почвах (X_{2}),‰ вычисляют по формуле
X_{2} = \frac{c_{2} \cdot V_{2} \cdot V_{3} \cdot K}{V_{1} \cdot m} .(2)
Массовую долю подвижных соединений трехвалентного железа в почвах (X_{3}),‰ , вычисляют по формуле
где c_{1} — массовая концентрация железа в фотометрируемом растворе, мг/см3;
c_{2} — массовая концентрация двух- и трехвалентного железа в фотометрируемом растворе, мг/см3;
V_{1} — объем фильтрата, взятый из V_{3} для определения железа, см3;
V_{2} — объем фотометрируемого раствора (вместимость мерной колбы), см3;
V_{3} — объем раствора серной кислоты c(1/2H_{2}SO_{4}) = 0,1\text{моль}/\text{дм}^{3} , израсходованный для извлечения железа, см3;
K — коэффициент для пересчета на абсолютно сухую почву.
5.2. При определении суммы двух- и трехвалентного железа атомно-абсорбционным методом строят градуировочный график, откладывая по оси ординат значения оптической плотности растворов сравнения, а по оси абсцисс — массовую концентрацию железа в растворе сравнения в пересчете на массовую долю железа в почве в промилле.
Массовую долю железа в почве (X) ‰ , вычисляют по формуле
X = (c - c_{k}) \cdot a \cdot K,(4)
где c — массовая концентрация железа в вытяжке из почвы в пересчете на массовую долю железа в почве, найденная по градуировочному графику, ‰ ;
c_{k} — массовая концентрация железа в растворе контрольного опыта в пересчете на массовую долю железа в почве, найденная по градуировочному графику, ‰ ;
a — коэффициент, учитывающий разбавление вытяжки в анализе;
K — коэффициент для пересчета на абсолютно сухую почву.
Значение результата контрольного опыта не должно превышать 1/3 от минимальной концентрации в серии растворов сравнения.
За результат анализа принимается результат единичного определения.
5.3. Допускаемые отклонения результатов от среднего арифметического при повторных анализах не должны превышать при доверительной вероятности P = 0,95 следующих значений:
при массовой доле железа в почве до 2‰ — 20% (относительных), при массовой доле железа в почве свыше 2‰ — 15%.