1.10.1 Тапсырма Топырақ гумусының әртүрлі формаларын сапалық анықтау

Гумустың негізгі бөліктерінің ерігіштігі әртүрлі болғандықтан, оларды тиісті реактивтермен экстракциялап (лат. экстрарере – шығару, сығу) бөледі. Сулық және сілтілік сығындыларды кезекпен қолдана отырып, гумусты төмедегі құрамдарға бөлуге болады.

1) суда еритін гумустық қосындылар (фульвоқышқылдар және олардың тұздары);

2) сілтіде еритін гумустық қосындылар (гуминдік қышқылдар және олардың тұздары);

3) суда да, сілтіде де ерімейтін гумустық қосындылар (гумин немесе гумус көмірі).

Жабдықтар мен заттар: келсабы бар фарфор келіше, техникалық таразылар (гирлерімен), сыйымдылығы 250 мл 2 және 100 мл 3 коныс колбалар, 2 шыны воронкалар, қағаз сүзгілер, ағаш штативтегі пробиркалар, темір штатив, сыйымдылығы 25 мл бюретка, электр плиткасы немесе газ жандырғышы.

Реактивтер: дистилденген су, 0,01 н.марганец қышқылды калийдің (калий перманганатының) KmnO₄ ерітіндісі, кристалдық күйдіргіш натрий NaOH, 10 проценттік HCl, 50 проценттік күкірт қышқылы ерітіндісі H₂SO₄.

Тапсырманы орындау

1) техникалық таразыда гумустық қабаттың үлгісінен 50 г топырақ өлшеп алу. Оны фарфор келіде топырақ агрегаттарын бұзу үшін ұнтау және сыйымдылығы 250 мл конус колбаға салу, үстіне 50 мл су құйып шайқау және қою;

2) осы топырақ ерітіндісін сүзгі қағаз салынған воронка арқылы сыйымдылығы 100 мл колбаға сүзу. Бұл құрамында суда ерігіш (оның ішінде органикалық) қосындылары бар топырақтың сулық сығындысы болады. Мұның құрамында фульвоқышқылдарының тұздары болса, түсі ақшыл-сары болып келеді;

3) сыйымдылығы 100 мл колбаға 20 мл сулық сығындыны және оның үстіне 1 мл 50 проценттік күкірт қышқылын құю. Осындай колбаға 20 мл дистелген су құйып, 1 мл қүкірт қышқылын қосу және үстіне бюретка арқылы 0,01 н.марганец қышқылды калийді айқын қызғылт түске боялғанша қосу. Шығындалған калий перманганаты ерітіндісінің мөлшерін жазып қою;

4) сулық сығындысы бар колбаға калий перманганаты ерітіндісін бюреткадан тамшылатып қосу. Калий перманганатының алғашқы порциялары суда ерігіш органикалық затты тотықтыруға жұмсалғандықтан, сұйық қызғылт түске боялмайды. Гумустың суда ерігіш бөлігінің тоығу реакциясы төмендегіше жүреді:

4KmnO₄ + 5C + 6H₂SO₄= 5CO₂ + 2K₂SO₄ + 4MnSO₄ + 6H₂O (24)

Тотығу реакциясын тездету үшін сулық сығындысы бар колбаны электр плиткасында не газ жандырғышында қыздырады. Сулық сығындыға органикалық заты толық тотығып, түсі дистилдеген суы бар колбадағыдай (3-пункт) айқын қызғылт түске боялғанша, калий перманганаты ерітіндісін қосады. Бюретканың өлшемдік бөліктері бойынша суда ерігіш органикалық затты тотықтыруға кеткен калий перманганаты ерітіндісінің мөлшерін тауып жазады;

5) бірдей көлемде алыңған сулық сығындының және дистилденген судың анық қызғылт түске боялуына дейін жұмсалған калий перманганатының айырмасы топырақ гумусының суда еритін мөлшерін көрсетеді;

6) 1 н.күйдіргіш натр ерітіндісін дайындау. Нормальды ерітінді деп 1 литр суда еріген заттың молекулалық массасына тең граммен алынған мөлшерін атайды. Мұнда атомдық массалары Na=23, O=16, H=1, NaOH молекулалық массасы = 40. Сонымен, 1 литр нормальды NaOH ерітіндісін алу үшін 40 г, ал 100 мл ерітінді жасау үшін 4 г зат керек екен. Техникалық таразыда 4 г күйдіргіш натр тұзын өлшеп алып, сыйымдылығы 350 мл колбаға салады және үстіне 100 мл дистилденген су құйып ерітуге қояды;

7) топырарақтың сілтік сығындысын дайындау. Ол үшін сулық сығындының қалдығы бар колбаға 100 мл 1 н.күйдіргіш натр ерітіндісін қосады да, бірнеше рет шайқайды және қояды. Осылай еріту жұмысы 20 минутке созылады;

8) шыққан қара қоңыр ерітіндіні сыйымдылығы 250 мл колбаға сүзеді және 3 мл сітілік сүзіндіні пробиркаға құйып, шайқай отырып, үстіне 2-3 мл 10 проценттік тұз қышқылын жайлап қосады. Біраз уақыттан кейін сілтіде еритін гуминдік қышқылдар коагуляцияланып, пробирка түбіне қоңыртүсті үзік-үзік тұнба түседі. Үзіктердің санына қарай зерттелуші топырақтағы гуминдық қышқылдардың аз не көптігіне болжам жасайды;

9) сүзгі мен колбада қалған, суда және сілтіде ерімеген қара зат гумин деп анықталады.