Спосіб визначення вмісту рухомих сполук кобальту, фосфору та калію в ґрунті у солянокислій витяжці методом атомно-емісійної спектрометрії з індуктивно зв’язаною плазмою

Реферат: Спосіб визначення вмісту рухомих сполук кобальту, фосфору та калію в ґрунті, що базується на одержані екстракту досліджуваних сполук з ґрунту 0,2 н розчином соляної кислоти при співвідношенні ґрунту до розчину кислоти 1:5 по масі, причому суспензію перемішують та настоюють за температури 25 °C, а в одержаному екстракті визначають вміст рухомих сполук кобальту, фосфору та калію на атомно-емісійному спектрометрі з індуктивно зв'язаною плазмою. UA 110882 U (12) UA 110882 U UA 110882 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель стосується дослідження ґрунту хімічними методами і може використовуватись для дослідження вмісту рухомих сполук кобальту, фосфору та калію в ґрунтах при діагностиці їх родючості. Кобальт не має власних породоутворюючих мінералів. Зазвичай він входить до складу мінералів сірки, заліза, селену і миш'яку. В природних середовищах присутній у двох станах 2+ 3+ 3окислення: Co і С , а також у вигляді комплексного аніону Со(ОН) . Кількість кобальту в ґрунті залежить від складу материнської породи. У кислих породах валовий вміст кобальту дорівнює 1-15 мг/кг, а в осадових -0,1-20 мг/кг. Крім того, розподіл даного елементу в ґрунтових шарах залежить від розподілу в профілях ґрунтів фізичної глини, мулистих фракцій, оксидів заліза і органічної речовини, оскільки всі перераховані конгломерати здатні фіксувати кобальт. Проте більшою мірою він фіксується частинками фізичної глини. Часто зустрічаються сполуки кобальту з глинистими мінералами, оксидами заліза і гумусними сполуками. Частка подібних речовин, які фіксують кобальт у нерухомій і малорухомих формах, складає близько 95 % валового змісту цього елемента в ґрунті. Основну біологічну функцію кобальту пов'язують з його участю у фіксації атмосферного азоту в бульбах бобових і не бобових рослин. Доведено необхідність даного металу для багатьох мікроорганізмів, які фіксують азот, під впливом кобальту стимулюється розвиток рослинних тканин, що містять бактероїди, збільшується кількість рибосом як у рослинній, так і в бактероїдній клітині, підвищується рухливість бактероїдів у бульбах бобових рослин. Участь кобальту в житті вищих рослин, які не здатні до фіксації азоту, специфічне чи непряме. Метал стимулює клітинну репродукцію листя шляхом збільшення товщини і об'єму мезофіла в листі, розмірів і числа клітин стовбчастої і губчастої паренхіми листа. Встановлено вплив кобальту на формування і функціонування фотосинтетичного апарату рослин шляхом концентрації мітохондрій та пігментів в листі. Це пов'язано зі зростанням обсягів пластидного апарату за рахунок зростання органел. В природних умовах надлишок кобальту спостерігається рідко. При цьому велика кількість кобальту в забруднених ґрунтах є токсичною для рису, вівса, квасолі, суданської трави, ячменю. Найбільша чутливість до надлишку цього елементу встановлена у хлібних злаків. Надлишок кобальту в рослинах небезпечний для тварин. Вважається, що максимально допустима його концентрація в кормових травах не повинна перевищувати 60 мг/кг сухої маси. Встановлення наявності в ґрунті рухомих форм кобальту є важливим елементом визначення його родючості. Для екстракції рухомих форм металів використовуються різні хімічні сполуки, які мають неоднакову екстрагуючу силу: кислоти, солі, буферні розчини і воду. Відомий спосіб екстракції рухомих сполук кобальту 1 н розчином азотної кислоти [ГОСТ Р 50687-94. Почвы. Определение подвижных соединений кобальта по методу Пейве и Ринькиса в модификации ЦИНАО], або ацетатно-амонійним буферним розчином з рН 4,8 [ГОСТ Р 5068394. Почвы. Определение подвижных соединений меди и кобальта по методу Крупского и Александровой в модификации ЦИНАО]. Суть способів полягає в тому, що рухомий кобальт екстрагують 0,1 н розчином азотної кислоти або ацетатно-амонійним буферним розчином з рН 4,8 і в подальшому визначають кобальт фотометричним методом з нітрозо-Р-сіллю або 1-(2піріділазо)-2-нафтолом, або екстракційно-атомно-абсорбційним методом. Недоліком цього способу є значна трудомісткість приготування робочих розчинів для визначення кобальту. При цьому фотометричне визначення кобальту може супроводжуватись значними випадковими та систематичними похибками вимірювання. Крім того, використання 1 н розчину азотної кислоти або ацетатно-амонійного буферного розчину з рН 4,8 як екстрагентів не дає змоги об'єднати екстракцію рухомих сполук кобальту з екстракцією рухомого фосфору та калію з ґрунту за методом Кірсанова, де як екстрагент використовується 0,2 н розчин соляної кислоти. Найбільш близьким за хімічною суттю до корисної моделі, що пропонується, є спосіб визначання рухомих сполук фосфору і калію за методом Кірсанова [ДСТУ 4405:2005. Якість ґрунту. Визначання рухомих сполук фосфору і калію за методом Кірсанова в модифікації ННЦІГА. - К.: Держспоживстандарт, 2006. 7 с.]. Спосіб передбачає відбір з середньої проби 3 ґрунту наважки в 10 г, перенесення її в конічну колбу об'ємом не менше 100 см , додаванням у колбу 50 мл 0,2 н розчину соляної кислоти. Суспензію збовтують 1 хв. і залишають на 15 хв. Потім суспензію збовтують вручну і фільтрують через паперові фільтри. Фільтрат використовують для фотометричного визначення рухомого фосфору та спектрополуменевого визначення рухомого калію. Недоліками способу є відсутність регламентування точної температури розчину під час екстракції та визначення у витяжці лише вмісту рухомих сполук фосфору та калію, хоча витяжку можливо використовувати для визначення вмісту рухомих сполук кобальту. Також недоліком 1 UA 110882 U 5 10 15 способу є використання різного інструментального обладнання для визначення вмісту рухомих сполук фосфору та калію. При цьому фотометричне визначення вмісту рухомих сполук фосфору потребує приготування цілого ряду додаткових реактивів. Запропонована корисна модель має на меті встановити кількісний вміст рухомих сполук кобальту, фосфору та калію в ґрунті шляхом зміни способу їх визначення. Поставлена корисною моделлю задача вирішується екстракцією рухомих форм кобальту, фосфору та калію 0,2 н розчином соляної кислоти при співвідношенні ґрунту до розчину кислоти по масі відповідно 1:5 за температури суспензії 25 °C і подальшим використанням екстракту для визначення вмісту рухомих форм кобальту, фосфору та калію на атомно-емісійному спектрометрі з індуктивно зв'язаною плазмою. Приклад. Із середньої проби чорнозему опідзоленого важкосуглинкового, відібраного за 3 ДСТУ 4287, відібрали наважку 10 г, перенесли в колбу на 250 см та прилили до наважки 50 мл 0,2 н соляної кислоти. Суспензію збовтали протягом 10 хвилин та залишили на 15 хвилин за температури 25 °C. Потім профільтрували через паперовий фільтр. Фільтрат використали безпосередньо для визначення кобальту, фосфору та калію методом атомно-емісійної спектрометрії з індуктивно зв'язаною плазмою на приладі Shimadzu Multitype ICP Emission Spectrometer. Результати визначень наведено в таблиці. Таблиця Вміст рухомих форм кобальту, фосфору та калію в ґрунті, мг/кг ґрунту Хімічний елемент Co К Р 20 25 Вміст у ґрунті 0,64 119,76 18,93 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб визначення вмісту рухомих сполук кобальту, фосфору та калію в ґрунті, що базується на одержані екстракту досліджуваних сполук з ґрунту 0,2 н розчином соляної кислоти при співвідношенні ґрунту до розчину кислоти 1:5 по масі, який відрізняється тим, що суспензію перемішують та настоюють за температури 25 °C, а в одержаному екстракті визначають вміст рухомих сполук кобальту, фосфору та калію на атомно-емісійному спектрометрі з індуктивно зв'язаною плазмою. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2