BÀI BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỐ 1
XÁC ĐỊNH ĐỘ CHUA THỦY PHÂN CỦA ĐẤT
(PHƯƠNG PHÁP KAPEN)
1.1. Ý Nghĩa
- Độ chua là yếu tố độ phì quan trọng của đất, ảnh hưởng đến quá trình lý
hóa, sinh học trong đất và tác động tới cây trồng. Khi phân tích độ chua thủy
phân, ta biết được tổng số độ chua tiềm tàng trong đất, từ đó tính được lượng
vôi bón cải tạo đất chua.
1.2. Cơ sở lý thuyết
- Độ chua thủy phân là độ chua của đất được xác định khi sử dụng chất
chiết rút là 1 muối thủy phân.
- Độ chua của đất là do sự có mặt các ion H
+
và Al
3+
trong dung dịch đất
cũng như trong các phức hệ hấp phụ của đất có khả năng trao đổi gây nên.
[PHHP]
(H+,Al3+)
+ KCl → [PHHP]H
+
+ Al
3+
+ H
+
Al
3+
+ HOH → Al(OH)
3
+ H
+
- pH của môi trường: pH = 8.2 – 8.5 (kết quả trao đổi sẽ triệt để hơn khi
dùng môi trường trung tính)
1.3. Dụng cụ và hóa chất
1.3.1. Dụng cụ
- Buret
- Erlen
- Becher, cân
- Giấy lọc
- Bình định mức 50ml, 100ml
- Rây 1mm
1.3.2. Hóa chất
- CH
3
COONa 1N
- Phenolphtalein 0.1%
- NaOH 0.05N
1.4. Tiến hành thí nghiệm
- Phơi đất khô.
- Rây đất qua rây 1mm để loại sạn, rác rưởi, sau đó cân 40g đất qua rây
cho vào bình tam giác.
- Cho vào 100ml dung dịch CH
3
COONa 1N sau đó lắc trong 1h rồi lọc
qua giấy lọc để lấy dịch lọc.
- Lấy 50ml dịch lọc, thêm vào 1 – 2 giọt phenolphthalein.
- Chuẩn độ với dung dịch NaOH 0.05N đến khi có màu hồng nhạt, bền
trong 1 phút. Ghi thể tích V
NaOH
tiêu tốn.
- Lặp lại 3 lần.
mm
mm
=
100
78.11450.124
50.12492.124
= 4.32
1.5. Tính toán kết quả
- Sau 3 lần thí nghiệm, ta có kết quả như sau:
Bình 1 2 3 Trung bình
V (ml) 186.5 200 172.8 186.43
- Độ chua thủy phân của đất được xác định theo công thức:
H
tf
(mgdl/100gđất) =
K
NV
4050
10075.1
Trong đó:
+ V: Thể tích NaOH dùng để chuẩn độ, V
cần dùng 1 lđl gam bột đá vôi (tức 50mg CaCO
3
) hoặc 1lđl vôi bột (28mg
CaO) để trung hoà".
- Trong thực tế chúng ta thường tính lượng vôi bón quy ra CaO. Lượng
CaO được tính theo công thức sau:
Q (kg/S) = 0,28.S.h.D.H
Trong đó
S - Diện tích cần bón (m
2
)
h - Bề dày tầng canh tác (m)
D - Dung trọng đất (g/cm
3
)
H - Độ chua thuỷ phân (lđl/100g đất)
- Sau khi tính được lượng vôi bón theo lý thuyết thì xét tính đệm của đất
(thành phần cơ giới hoặc hàm lượng mùn trong đất) để điều chỉnh lại lượng
vôi đã tính cho phù hợp với thực tế.
BÀI BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỐ 2
XÁC ĐỊNH ĐỘ CHUA TRAO ĐỔI CỦA ĐẤT
2.1. Ý nghĩa
- Độ chua trao đổi sinh ra khi ta tác động vào đất một dung dịch muối
trung tính. Gây nên độ chua trao đổi là ion H
+
và Al
3+
. Khi pH đất trên 5.5 thì
còn rất ít hoặc không còn nhôm di động (nhôm bắt đầu kết tủa lúc pH= 5.5
và kết tủa hoàn toàn lúc pH= 6.4 – 6.5)
tự do trong dung
dịch đất và H
+
được tạo thành do Al
3+
thủy phân. Nếu biết H
+
trao đổi (gọi
chung cho cả H
+
tự do), thì Al
3+
trao đổi được xác định theo công thức:
Al
3+
trao đổi = Độ chua trao đổi – H
+
trao đổi.
- Xôkôlốp sử dụng NaF để liên kết với Al
3+
, sẽ xác định được riêng H
+
trao
đổi:
Al
3+
+ 6F
-
→ AlF
6
Xác định độ chua trao đổi
- Hút 50ml dịch lọc cho vào cốc thủy tinh, đem đun sôi 1 phút để loại bỏ
CO
2
. Sau đó cho 3 giọt chỉ thị PP rồi chuẩn bằng NaOH 0.02N đến khi xuất
hiện màu hồng nhạt bền trong 1phút.
- Ghi lại thể tích NaOH tiêu tốn
Bình 1 2 3 Trung bình
V
1
(ml) 2.6 2.4 2.7 2.57
Xác định độ chua H
+
- Hút 50ml dịch lọc cho vào cốc thủy tinh, đem đun sôi trong 1 phút để
loại bỏ CO
2
, sau đó cho 5ml NaF 3.5% + 3 giọt chỉ thị PP rồi chuẩn bằng
NaOH 0.02N đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 1phút.
- Ghi lại thể tích NaOH tiêu tốn
Bình 1 2 3 Trung bình
V
2
(ml) 0.8 0.9 0.7 0.8
2.5. Tính toán
- Độ chua trao đổi:
H(mgđl/100g) =
K
NV
:
H
+
(mgđl/100g) =
K
NV
5030
100150
2
Trong đó:
+ V
2
: Thể tích NaOH dùng để chuẩn độ, V
2NaOH
= 0.8 ml
+ N: Nồng độ đương lượng NaOH, N
NaOH
= 0.02N
+ 100: mgdl tính trong 100g đất
+ 50: Số ml dịch lọc, 50ml
+ 40: Khối lượng đất, 40g
Với K là hệ số khô kiệt của đất: K = 4.32 (Lấy giá trị ở bài thực hành trước,
do cùng thưc hiện với một loại mẫu đất)
H(mgđl/100g) =
32.4
5030
10015002.08.0
một bazơ mạnh như CH
3
COONa hoặc Ca(CH
3
COO)
2
thì hầu hết các ion H
+
và Al
3+
sẽ bị đẩy ra khỏi keo vào dung dịch (Độ chua thủy phân).
- Thường độ chua thủy phân có giá trị lớn hơn rất nhiều so với độ chua
trao đổi (vì nó bao gồm cả ion H
+
(độ chua hoạt tính), ion H
+
và Al
3+
bám hờ
(độ chua trao đổi) và những ion H
+
và Al
3+
hút bám chặt trên bề mặt keo đất).
BÀI BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỐ 3
XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG Cl
-
TRONG ĐÂT BẰNG PHƯƠNG PHÁP
MORH
3.1. Ý nghĩa
4
màu nâu gạch mà lắc không
mất màu thì kết thúc chuẩn độ.
2AgCl + K
2
CrO
4
→ Ag
2
CrO
4
↓ + 2KCl
3.2. Dụng cụ và hóa chất
3.2.1. Dụng cụ
- Erlen
- Pipet
- Buret
- Bình định mức 50ml, 100ml
- Becher
- Cân, phễu, giấy lọc, rây 1mm
3.2.2. Hóa chất
- AgNO
3
0.05N
- K
2
CrO
4
5%
3.3. Tiến hành thí nghiệm
= 2.37 (ml)
- Hàm lượng Cl
-
trong đất được xác định bằng công thức:
Cl
-
(%) =
K
C
NV
1000355.0
Trong đó:
+ V: Thể tích dung dịch AgNO
3
tiêu tốn, V = 2.37ml
+ N: Nồng độ dung dịch AgNO
3
, N = 0.05N
+ C: Khối lượng đất, C = 30g.
+ 100: Phần trăm.
+ K: Hệ số khô kiệt của đất
Cách xác định hệ số khô kiệt:
Lấy cốc, sấy ở 105
0
C trong vòng 30 phút, sau đó cân cốc được khối
lượng m
0
: m
68.5367.62
67.6265.63
= 0.11
+ 0.0355: Hệ số tính ly của Cl
-
, được xác định như sau:
1000e
M
=
10001
5.35
= 0.0355
Với e: Là số electron trao đổi (số electron hóa trị)
- Thay các giá trị vào công tức trên, ta được:
Cl
-
(%)=
K
C
NV
1000355.0
=
11.0
30
1000355.005.037.2
chứa gần 90% nitơ ở dạng dự trữ và phần lớn các nguyên tố dinh dưỡng như
P, S, nguyên tố vi lượng là kho dự trữ chất dinh dưỡng cho cây trồng.
4.2. Cơ sở lý thuyết
- Chất hữu cơ của đất dưới tác dụng của nhiệt độ, bị hỗn hợp K
2
Cr
2
O
7
oxi
hóa:
2K
2
Cr
2
O
7
+ H
2
SO
4
+ 3C → Cr
2
(SO
4
)
3
+ 2K
2
SO
O
- Chất chỉ thị được dùng cho quá trình chuẩn độ này là diphenylamin 0.1%
dung dịch sẽ chuyển sang màu xanh lá cây.
- Trong quá trình chuẩn độ, Fe
3+
tạo thành có thể ảnh hưởng đến quá trình
chuyển hóa màu của chất chỉ thị, vì vậy trước khi chuẩn độ cho thêm một
lượng nhỏ H
3
PO
4
để tạo phức không màu với Fe
3+
.
4.3. Dụng cụ và hóa chất
4.3.1. Dụng cụ
- Rây 1mm và rây 0.25mm, cân
- Pipet
- Ống nghiệm
- Máy nung COD
- Bình tam giác 250ml
- Buret.
4.3.2. Hóa chất
- FeSO
4
0.4 N
- K
2
Cr
2
4
đậm đặc và thêm 8 giọt chỉ thị diphenylamin 0.1% vào
bình tam giác trên.
- Chuẩn độ với dung dịch FeSO
4
0.4 N (nếu không có thì có thể dùng
muối Morh – cũng là muối sắt nhưng có thêm phức ở sau) cho đến khi dung
dịch chuyển sang màu xanh. Ghi thể tích V
0
FeSO4
đã tiêu tốn .
- Với bình đối chứng:
+ Lấy 5ml K
2
Cr
2
O
7
0.4N cộng thêm 8 giọt chỉ thị diphenylamin 0.1% .
+ Chuẩn độ với FeSO
4
0.4 N cho đến khi dung dịch chuyển sang màu
xanh. Ghi thể tích V
1
FeSO
4
0.4 N đã tiêu tốn.
4.5. Tính toán kết quả
- Tỉ lệ mùn được tinh theo công thức như sau:
Cr
2
O
7
có 3 C)
+ K: hệ số khô kiệt (đã được xác định ở bài 1)
- Thể tích FeSO
4
0.4N đã tiêu tốn để chuẩn độ là:
V
1
= 47ml V
01
= 30.9ml; V
02
= 30.8ml; V
03
= 31ml
→ V
otb
=
3
318.309.30
= 30.9 (ml) Vậy tỷ lệ mùn trong đất là:
Mùn% =
32.4
2.0
724.1003.04.0)9.3047(
Bảng: Cấp hạt cơ giới của Liên Xô (Cũ), Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA), FAO
- UNESCO (mm)
Liên Xô (Cũ)
Đá vụn >3
Cuội 3-1
Cát thô 1-0.5
Cát Trung bình 0.5-0.25
Cát mịn 0.25-0.05
Bụi thô 0.05-0.01
Bụi TB 0.01-0.005
Sét thô 0.005-0.0005
Sét mịn 0.0005-0.0001
Keo <0.0001
USDA
Cuội >2
Sỏi 2-1
Cát thô 1-0.5
Cát TB 0.5-0.25
Cát mịn 0.25-0.02
Cát rất mịn 0.2-0.05
Bụi 0.05-0.005
Sét <0.005
FAO - UNESCO
Đá cục >250
Cuội 250-64
Sỏi 64-4
Sạn 4-2
Cát rất thô 1-2
Cát thô 1-0.5
Cát trung bình 0.5-0.25
- Cân lượng đất còn sót lại trên mỗi rây lần lượt từ rây trên cùng xuống
đáy rây, cho vào các cốc đã xác định khối lượng ở trên theo trình tự các kích
thước lỗ rây.
- Tiến hành cân khối lượng đất còn sót lại trên rây và ghi kết quả b
i
(g)
=> Khối lượng đất còn sót lại: m
i
= b
i
– a
i
(g)
Lặp lại 3 lần và tính trung bình.
5.5. Tính toán kết quả
Sau 3 lần thí nghiệm ta được kết quả cho ở bảng sau:
Đường
kính
lỗ rây
(mm)
Khối
lượng
cốc ai
(g)
Lần 1 Lần 2 Lần 3
Trung
bình
mTB
(g)
Khối
(g)
Khối
lượng
đất
còn lại
trên
rây mi
(g)
10 32.71 41.9 9.19 36.16 3.45 38.29 5.58 6.07
5 32.61 42.50 9.89 47.73 15.12 45.16 12.55 12.52
3 32.8 49.11 16.31 51.60 18.80 48.20 15.40 16.84
2 47.23 61.16 13.93 62.51 15.28 62.17 14.94 14.72
1.2 47.77 70.67 22.90 72.31 24.54 73.26 25.49 24.3
0.5 53.32 73.53 20.21 71.72 18.40 70.09 16.77 18.46
0.25 53.37 57.60 4.03 57.55 3.98 59.31 5.94 4.65
- Gọi:
+ m
i
là khối lượng đất còn sót lại trên rây thứ i, g
+ C là khối lượng đất đem đi rây, C=100 (g)
+ K là hệ số khô kiệt của đất (Do sử dụng mẫu đất giống với mẫu đất ở
bài thực hành số 1 nên ta sử dụng hệ số khô kiệt đã xác định ở bài này, K=
4.32)
Phần trăm hạt kết ở các kích thước rây khác nhau được tính theo công thức:
% hạt kết =
K
C
m
i
pháp canh tác thích hợp, bón phân, vôi và các hợp chất cao phân tử giúp gắn
kết các phần tử đất. Trồng các loại cây trồng thích hợp.
BÀI BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SỐ 6
PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG CaO TRONG ĐẤT
6.1. Ý nghĩa
- Canxi trong đất thường ở dạng cacbonat, sunphat, clorua trong đá vôi, đá
dolomit, photphorit hoặc các khoáng vật khác.
- Trong vỏ trái đất, tỷ lệ CaO bình quân khoảng 5.1% trọng lượng. Ở đất
cacbonat tỷ lệ CaO có thể trên 20%, ở đất đỏ đất chua chỉ dưới 0.5%. Nói
chung biến thiên ở phạm vi 0.5 – 10%.
- Sự phân bố canxi trong tầng đất cũng phụ thuộc thành phần đá mẹ. Ở đất
cacbonat, canxi trong lớp đất mặt thường ít hơn các lớp dưới. Ở đất không
chứa cacbonat thì ngược lại, canxi trong tầng đất trên lại nhiều hơn tầng
dưới, điều này được giải thích bằng quá trình hấp phụ của sinh vật.
- Phân tích CaO không những giúp ta biết được hàm lượng của nó trong
đất mà còn giúp tìm hiểu sự phân bố của chúng trong các tầng đất, quá trình
hình thành, và giúp phân loại đất để có kế hoạch cải tạo canh tác phù hợp.
6.2. Cơ sở lý thuyết
- Ở môi trường có pH = 4 – 4.5 (vì trong môi trường kiềm không tách
được Canxi khỏi các khoáng chất khác hay còn lẫn cả kết tủa CaCO
3
hoặc
CaOH
2
) thì Ca
2+
trong đất sẽ tác dụng với (NH
4
)
2
4
kết tủa hoàn toàn vì nó có tích số hòa tan rất nhỏ (2.5×10
-9
ở
25
0
C).
- Muốn cho môi trường có phản ứng chua phải dùng axit acetic vì nếu có
axit mạnh lẫn vào oxalate canxi sẽ bị hòa tan. Axit acetic còn tham giúp tách
Mg trong dịch đất (nếu có), vì oxalate magie hòa tan trong axit acetic. Đun
nóng và thêm (NH
4
)
2
C
2
O
4
4% lúc dịch lọc còn nóng để tạo kết tủa tinh thể
lớn dạng Ca
2
C
2
O
4
.(H
2
O). Sau 2 – 4h kết tủa hoàn toàn có thể xác định CaO
bằng phương pháp thể tích như phương trình sau:
Ca
+
+ H
2
C
2
O
4
+ CO
2
+ H
2
O → Ag
2
C
2
O
4
↓
- Lượng axit oxalic sinh ra ở phương trình (*) được chuẩn bằng dung dịch
chuẩn KMnO
4
. Từ đó có thể tính ra tỷ lệ CaO
5H
2
C
2
O
4
+ 2KMnO
4
4
0.05N
- HCl 1:1
- AgNO
3
0.1%
- H
2
SO
4
10%
6.3.2. Dụng cụ
- Erlen 250ml
- Bình định mức 100ml, 250ml
- Phễu, giấy lọc
- Buret, pipet, becher
6.4. Tiến hành thí nghiệm
- Cân 90g đã được rây 0.25mm sau đó giã mịn và chia đều cho vào ba
bình erlen 250ml. Thêm 100ml (NH
4
)
2
C
2
O
4
4% sau đó lắc trong 15phút. Để
lắng rồi lọc lấy 50ml dịch lọc. Kiểm tra độ pH của dịch lọc, pH≤ 4. Dùng
CH
3
. Lấy 30ml dịch trên, cho vào erlen đun trên bếp đến nhiệt độ 60 –
80
0
C sau đó đem chuẩn nóng với KMnO
4
sang màu hồng nhạt bền trong 1
phút.
- Lặp lại thí nghiệm ba lần.
6.5. Kết quả
Sau 3 lần thí nghiệm, ta có kết quả như sau:
Bình 1 2 3 Trung bình
V (ml) 4.3 5 4.6 4.63
Hàm lượng CaO trong đất được xác định theo công thức:
CaO % =
C
KNV 100028.0
Trong đó:
+ V: Thể tích KMnO
4
dùng để chuẩn độ, V = 4.63 ml
+ N: Nồng độ đương lượng KMnO
4
, N = 0.05N
+ 100: Phần trăm
+ C: Khối lượng đất, 30g
+ K: Là hệ số khô kiệt của đất, K = 4.32 (Lấy giá trị ở bài thực hành số
1, do cùng thưc hiện với một loại mẫu đất)
+ 0.028: Hệ số tính ly đương lượng của CaO, được xác định như sau:
1000e
M