2. Лабораторна робота.

ВИЗНАЧЕННЯ ВМІСТУ ОРГАНІЧНОЇ РЕЧОВИНИ В

БІОМАСІ РОСЛИН

Мета роботи: закріпити навички гравіметричного аналізу; засвоїти методику визначення органічної речовини різних частин рослин; засвоїти метод пробопідготовки сухого озолення (прожарю­вання) зразка.

Теоретична частина

Органічна речовина на Землі утворюється і накопичується нерівномірно. Найбільшу його кількість утворюють тропічні ліси - гілеї(70% карбону), меншу-північні ліси та луки, помірну - степи і щонайменшу - тундра і пустелі. В лісових екосистемах найбільша кількість органіки накопичується в деревині (90 - 99% від сухої маси дерев), а в листя і корі - менша. Накопичення органічної речовини є біоіндикаційним показником, тому що забруднення навколишнього середовища підвищує вміст в рослинній біомасі різноманітних полютантів, ослаблює процеси фотосинтезу і зменшує масову частку органічної речовини. В грунті в виді гумусу утримується від 1 до 15 % органічної речовини, яка є тисячорічним сховищем енергії.

Метод визначення органіки в різних частинах дерева полягає в спалюванні сухого зразка в муфельній печі, визначення в ньому золи і органічної частини, яка розраховується в % до сухого зразка.

При спалюванні рослинного матеріалу (або грунту) Карбон, Нітроген і Гідроген випаровуються в виді карбон (IV) оксиду, оксидів нітрогену і води. Нелеткий залишок (попіл, зола) утримує елементи, які мають назву «зольних». Різниця між масою всього сухого зразка і зольним залишком складає масу органічної речовини.

Таблиця 3.16. Порівняння вмісту золи і органічної речовини у рослин (за Б. А. Рубіним)

Трав’яні рослини			Деревні рослини
Орган рослини	% золи	% орган, речовини	Орган рослини	% золи	% орган, речовини
Насіння	3	97	Стебло	3	97
Стебло	4	96	Деревина	1	99
Корінь	5	95	Кора	7	93
Листя	15	85	Листя	11	89

Експериментальна частина

Устаткування і реактиви: аналітичні терези, муфельна піч або електроплита з закритою спіраллю, фарфорові тиглі, препаруваль­на голка, ексикатор, спирт, кальцій хлорид, зразки деревини, кори, стебла, листя.

Хід аналізу

В тиглі, які попередньо прожарюють, охолоджують і зважують, вміщують сухі подрібнені зразки листя, кори, деревини, і зважують на аналітичних терезах. Нагрівають на електроплиті в витяжній шафі до обвуглювання і зникнення чорного диму.

Потім тиглі ставлять в муфельну піч при температурі 400 - 450 “С (або продовжують спалювання на електроплиті під тягою) і спалюють 4-5 год до того стану, коли зола стане сіро-білою. Можливі такі варіанти кольору золи: червоно-бурий (в випадку великого вмісту в зразку оксидів заліза); зеленкуватий (у присут­ності Мангану). При спалюванні на електроплиті необхідно періодично перемішувати матеріал за допомогою препарувальної голки та збільшити час спалювання до ЗО - 40 хв.

У випадку повільного спалювання треба охолодити тиглі, налити невелику кількість спирту і підпалити. В золі не повинно бути чорних частинок вугілля. В цьому випадку треба зразок охолодити, обробити 1 мл дистильованої води, помішати і повторно прожарювати до постійної маси.

Після закінчення спалювання тиглі закривають кришкою, охолоджують в ексикаторі і зважують.

Розрахунок накопичування органічної речовини рослинного матеріалу X, % роблять за формулою:

Х= Л-^.100%. У=100-Х,

/1-і

де У - масова частка золи; А — абсолютно суха маса біо- матеріалу з тиглем; X — маса золи біоматеріалу з тиглем; і - маса тигля.

Схема запису результатів у таблиці:

Назва частини рослини	Маса, г				Масова частка, %
	тиг­ ля	сухої наважки з тиглем	ЗОЛИ 3 тиглем	органічної речовини	органічної речовини	золи
	/	А	І	N = А-І	X	У
Деревина Листя Кора

Висновок: оцінити вміст органічної речовини у досліджуваній частині рослини і порівняти з данимі табл. 3.16. Зробіть висновок щодо екологічного стану місця збору зразків.

Запитання до захисту лабораторної роботи

1. Яким є елементний склад рослин? Які органічні речовини входять до їх складу? Що відбувається з речовинами при прожарю­ванні?

2. Після спалювання зразка трав’янистої рослини масою 2 г маса золи становила 0,133 г. Розрахувати масову частку органічної речовини. Який орган рослини досліджували, якщо визначення відповідає стандартові?

3. До трав’янистих чи деревних пород належить викопна рослина, якщо при аналізі 1,5 гобсолютно сухої наважки, маса золи становила 0,245 г?

4. Після аналізу органічної речовини масою 10 г об’єм карбон (IV) оксиду становив 7,98 л за н.у. Методом сухого озолення тієї ж маси встановлена масова частка золи - 5% . Якою є масова частка карбону в зразку?

5. Визначіть масову частку магнію в зразку рослини, якщо після спалювання сухого листя в 0,25 г золи (С0 = 5,3%) знайдено 5,2-10^_3г магнію.

6. У організмі людини міститься 18% карбону. Скільки кг карбону міститься в організмі людини масою 80 кг?

7. При озоленні тканини печінки і кісткової тканини вихід золи відповідно становить 2 та 25%. Розрахувати маси тканини печінки і кісткової тканини перед озоленням, якщо було отримано відповідно 0.4 і 2 г золи.