Государственный стандарт Союза ССР ГОСТ 27395-87 "Почвы. Метод определения подвижных соединений двух- и трехвалентного железа по Веригиной-Аринушкиной" (утв. постановлением Госстандарта СССР от 14 сентября 1987 г. N 3524)

Soils. Method for determination of mobile two-trivalent iron compounds after Verigina-Arinushkina

Срок действия с 1 июля 1988 г.

до 1 июля 1993 г.

Введен впервые

ГАРАНТ:

Ограничение срока действия настоящего ГОСТа снято протоколом МГС от 5 октября 1992 г. N 2-92 (ИУС N 2-93)

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 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 -дипиридилом или о-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 - 15%, свыше - 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;

ГАРАНТ:

См. ГОСТ 24104-2001 "Весы лабораторные. Общие технические требования", введенный в действие постановлением Госстандарта РФ от 26 октября 2001 г. N 439-ст

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 или взбалтыватель с возвратно-поступательным движением и частотой циклов 75 для перемешивания почвы с экстрагирующим раствором;

фотоэлектроколориметр или другой аналогичный прибор по ГОСТ 12083-78, позволяющий работать при длине волны 512 - 522 нм;

рН-метр с погрешностью измерения не более 0,05 единиц рН;

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 и 1 по ГОСТ 1770-74;

колбы конические вместимостью 100, 250 и 500 по ГОСТ 23932-79 и ГОСТ 25336-82;

ГАРАНТ:

Взамен ГОСТ 23932-79 в части немерной посуды постановлением Госстандарта СССР от 25 мая 1990 г. N 1307 с 1 июля 1991 г. введен в действие ГОСТ 23932-90

пипетки вместимостью 1, 5, 10, 20 исполнения 4, 6, 7 1-го класса точности по ГОСТ 20292-74;

бюретки вместимостью 5, 10, 50 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 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;

d,d-дипиридил, ч. д. а.;

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.;

о-фенантролин, 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 ;

спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-87.

3. Подготовка к анализу

3.1. Приготовление раствора серной кислоты молярной концентрации

2,8 концентрированной серной кислоты помещают в мерную колбу вместимостью 1 , 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 .

3.2. Приготовление ацетатного буферного раствора с рН 5,5-5,6

() г уксуснокислого трехводного натрия помещают в мерную колбу вместимостью 1 , растворяют в 500 дистиллированной воды, приливают () 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%

() г d,d-дипиридила растворяют в дистиллированной воде, прибавляют 3-4 соляной кислоты , доводят объем дистиллированной водой до 100 и перемешивают раствор.

3.4. Приготовление раствора соляной кислоты молярной концентрации

В мерную колбу вместимостью 1 наливают около 500 дистиллированной воды, добавляют 8,2 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 наливают около 500 дистиллированной воды, добавляют по стенке колбы 60,6 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%

() г индикатора тимолового синего растворяют в этиловом спирте, доводят объем раствора этиловым спиртом в мерной колбе вместимостью 100 до метки и тщательно перемешивают. Раствор хранят в склянке темного стекла.

3.7. Приготовление раствора фтористого натрия с массовой долей 1%

() г фтористого натрия растворяют в дистиллированной воде, доводят объем раствора дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 1 до метки и тщательно перемешивают.

3.8. Приготовление раствора борной кислоты с массовой долей 1%

() г борной кислоты растворяют в дистиллированной воде, доводят объем раствора дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 1 до метки и тщательно перемешивают.

3.9. Приготовление раствора гидроксиламина солянокислого с массовой долей 5%

() г гидроксиламина солянокислого растворяют в дистиллированной воде и доводят объем раствора дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 100 до метки и тщательно перемешивают.

3.10. Приготовление раствора о-фенантролина с массовой долей 0,5%

() г о-фенантролина растворяют в 100 раствора серной кислоты молярной концентрации при слабом нагревании, охлаждают до комнатной температуры и тщательно перемешивают.

3.11. Приготовление раствора уксуснокислого натрия с массовой долей 10%

() г уксуснокислого натрия трехводного растворяют дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 100 , доводят объем раствора дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.

3.12. Приготовление раствора двухвалентного железа с массовой концентрацией 0,1

() г соли Мора помещают в мерную колбу вместимостью 1 , 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

() исходного раствора соли Мора, приготовленного по п. 3.12, разбавляют в растворе серной кислоты молярной концентрации , приготовленном по п. 3.1, доводя объем раствора в мерной колбе вместимостью 100 до метки, и тщательно перемешивают.

3.14. Приготовление растворов с заданными концентрациями железа

В мерные колбы вместимостью 50 в соответствии с таблицей приливают бюреткой объемы раствора двухвалентного железа, приготовленного по п. 3.13.

Допускается приготовление серии растворов в мерных колбах 100 . При этом следует приливать бюреткой объемы раствора, вдвое больше приведенных в таблице.

4. Проведение анализа

4.1. Пробы почвы массой () г помещают в колбы вместимостью 100-250 . Одновременно берут навеску для определения влажности почвы. Влажность почвы определяют по ГОСТ 5180-84.

Приливают в колбы с навесками почвы по 50 серной кислоты молярной концентрации . Содержимое колб взбалтывают в течение 5 мин и фильтруют через сухой фильтр в сухие колбы. При анализе торфа объем серной кислоты увеличивают до 250 .

Из каждой колбы берут по две порции фильтрата: в одной определяют содержание двухвалентного железа фотометрически с d,d-дипиридилом или о-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 помещают от 5 до 20 фильтрата в зависимости от предполагаемого содержания двухвалентного железа.

В колбы с вытяжками и растворами сравнения (таблица) добавляют 1 раствора фтористого натрия с массовой долей 1%, содержимое перемешивают, добавляют 1 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 (п. 3.13) для мерных колб вместимостью 50 ,	0,0	0,5	1,5	2,5	3,5	4,5	5,0	15,0
Массовая концентрация железа в растворах,	0,0000	0,0001	0,0003	0,0005	0,0007	0,0009	0,0010	0,0030

Далее прибавляют 1-2 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 о-фенантролином в мерные колбы вместимостью 50-100 помещают 5-20 фильтрата в зависимости от предполагаемого содержания двухвалентного железа.

В колбы с вытяжками и растворами сравнения (см. таблицу) добавляют 1 фтористого натрия с массовой долей 1%, приготовленного по п. 3.7, содержимое перемешивают, добавляют 1 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 раствора о-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 о-фенантролином в мерные колбы вместимостью 50 или 100 помещают от 5 до 20 фильтрата в зависимости от предполагаемого содержания железа. Для перевода окисного железа в закисное в колбы с вытяжками и растворами сравнения прибавляют 10 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 о-фенантролином фотометрически по оптической плотности растворов сравнения строят градуировочный график, откладывая по оси абсцисс массовые концентрации железа (), 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 о-фенантролином, с помощью градуировочных графиков находят массовую концентрацию двухвалентного железа () и массовую долю подвижных соединений двухвалентного железа () в почве, а также массовую концентрацию () и массовую долю () суммы двух- и трехвалентного железа в почве.

Массовую долю подвижных соединений двухвалентного железа в почвах () , вычисляют по формуле

. (1)

Массовую долю суммы подвижных соединений двух- и трехвалентного железа в почвах () вычисляют по формуле

. (2)

Массовую долю подвижных соединений трехвалентного железа в почвах () , вычисляют по формуле

, (3)

где - массовая концентрация железа в фотометрируемом растворе, ;

- массовая концентрация двух- и трехвалентного железа в фотометрируемом растворе, ;

- объем фильтрата, взятый из для определения железа, ;

- объем фотометрируемого раствора (вместимость мерной колбы), ;

- объем раствора серной кислоты , израсходованный для извлечения железа, ;

m - масса навески, г;

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 промиле.

Массовую долю железа в почве (X) , вычисляют по формуле

, (4)

где с - массовая концентрация железа в вытяжке из почвы в пересчете на массовую долю железа в почве, найденная по градуировочному графику, ;

- массовая концентрация железа в растворе контрольного опыта в пересчете на массовую долю железа в почве, найденная по градуировочному графику, ;

а - 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 Р = 0,95 следующих значений:

при массовой доле железа в почве до - 20% (относительных), при массовой доле железа в почве свыше - 15%.