Določanje karbonatov v prsti

8/17/2019 Določanje karbonatov v prsti

http://slidepdf.com/reader/full/dolocanje-karbonatov-v-prsti 1/42

Določanje vsebnosti karbonatov v prsti

vaja 3



V Sloveniji je matična podlaga izrazitpedogenetski dejavnik:

- določa večino tipov prsti,

- njihovo smer in

- hitrost razvoja.



Matična podlaga se v smislu pedogeografije deli na:

- k a r b o n a t n o in

- nekarbona tno .

Poznavanje deleža CaCO 3 je ena najpomembnejšihlastnosti prsti.

Podatek o deležu CaCO 3 je po pomembnostiprimerljiv s podatkom o teksturi (sestavi prsti gledena delež posameznih frakcij).



CaCO 3 se sprošča pri preperevanjukamnin in prehaja v prst.

Na območjih s humidno klimo je CaCO3

pogosto že izpran (torej je proces izpiranjahitrejši od procesa prehajanja CaCO 3 vprst).

=> dekalcifikacija



CaCO 3 je pomemben pokazatelj pripreučevanju geneze (stopnje razvoja) prsti.

Je pokazatelj odnosa:

prst

ostali

elementipokrajine



CaCO 3 vpliva na fizikalne, kemične in

biološke lastnosti prsti: - KIK (kationska izmenjalna kapaciteta),- struktura,- vodne lastnosti,- reakcija prsti …

Kalcij predstavlja hranilo rastlinam.

Pomemben v agropedologijivpliv na rodovitnost – peskanje ali apnenje.



Prilivi in odlivi CaCO 3



Odnos med deležem CaCO 3 v kamnini in tipom prsti:

Karbonatnekamnine z več

kot 60 % CaCO 3

kamnine z10 –60% CaCO 3

kamnine z manjkot 10 % CaCO 3

rendzina,evtrična rjava,

rjava pokarbonatna, jerina

pararendzina,distrična rjava,

lesivirana

ranker,distrična rjava,

podzol





Metoda določanja CaCO3 temelji na reakcijimed klorovodikovo kislino (HCl) in karbonati vprsti.

Posredna metoda , saj delež karbonatovugotavljamo preko med reakcijo sproščenegaCO 2!

CaCO 3 + 2HCl → CaCl2 + H 2O + CO 2



Količino CaCO3 določamo:

VOLUMETRIČNO (merjenje prostornine): KALCIMETRI, ki omogočajo merjenje prostorninemed reakcijo sproščenega CO 2.

GRAVIMETRIČNO (tehtanje): neposredno merjenje mas vzorca pred in poreakciji, pri čemer je razlika ravno masasproščenega CO 2.



Princip VOLUMETRIČNE metode:

Merimo prostornino CO 2, ki se sprosti med reakcijokarbonatov s HCl.

Delež karbonatov lahko: 1. izračunamo s pomočjo plinske enačbe, 2. izračunamo s pomočjo tabel.



Osnovni pripomoček,ki ga potrebujemo zaizvedbo vaje je:

ScheiblerjevKALCIMETER ,

ki je sestavljen iz trehcevi, ki so med sebojpovezane …



…

A – premakljiva cev (za

izenačevanje pritiska),

B – graduirana cev zaodčitavanje volumna CO2,

V – ventil za dovodsproščenega CO 2 iz cevi (C)in stekleničke z vzorcem

(D),

D – posodica z vzorcemprsti in HCl v pokrovčku od

flomastra.



Odpremo ventil (V) ter spremikanjem cevi Auravnamo nivo tekočine vgraduirani cevi (B) na 0.



0,5 –5 g vzorca damo vstekleničko (D),pri čemer

je masa vzorca odvisna odpredhodnih analiz => več kot je

karbonatov v prsti, manj lahkodamo vzorca za normalenpotek reakcije.

m prst

V stekleničko damotudi flomastrovpokrovček napolnjen s

HCl (pazi, da se neprevrne!).

Stekleničko povežemos cevjo (C) in joneprodušno zapremo.



Sedaj potresemostekleničko (D), da seHCl razlije po vzorcuin se reakcija začne.

Vsebino stekleničkenarahlo tresemo in s

tem pospešujemoreakcijo.

Stekleničke neobračamo prekovodoravnega položaja.



Takoj začne izhajati CO2.

Zaradi nadtlaka začnepritiskati na nivo tekočine vgraduirani cevi (B).

Ta se začne posledičnonižazi.



S spuščanjem cevi (A)nivoja tekočin v cevi (A) incevi (B) izenačujemo.

S tem zagotovimo, da stazunanji tlak in tlak v cevi (C)med reakcijo enaka.

Le tedaj so izpolnjeni pogojiza računanje masesproščenega CO 2 s plinsko

enačbo.



Reakcija se konča po 10 do 15 minutah; odvisno odkoličine karbonatov.

Še zadnjič izravnamo gladini cevi (A) in cevi (B) terodčitamo volumen sproščenega CO 2 v cevi (B) =>

VCO 2

Ob meritvi odčitamo temperaturo in zračni tlak.

Termometer je v laboratoriju => T

Tlak za Ljubljano bomo na dan vaje odčitali s spletnestrani ARSO www.arso.si => P

http://www.arso.si/

http://www.arso.si/



Računanje deleža CaCO 3 (plinska enačba)

PV = nRT => P × VCO

2 = (mCO

2 /MCO

2) × R × T

m CO 2 = (P × VCO 2 × MCO 2) / (R × T)

P [Pa] = [kg × m -1 × s -2]1 Pa = 10 -5 bar => 1000 hPa = 1000 mbar

VCO 2 [ml],

MCO 2 = 44 g/mol = 44000 mg/mol

R = plinska konstanta = 8,3145 m3 × Pa × K

-1 × mol

-1

= 83145 ml × hPa × K-1 × mol -1

T[K] = 273 + T [ °C]

… => mCO2 [mg]



Delež CaCO3 (plinska enačba)

S plinsko enačbo izračunamo šele maso CO 2!Nas pa zanima, kolikšen je delež CaCO 3?Najprej je torej potrebno izračunatimaso CaCO 3

CaCO3 + 2HCl → CaCl

2 + H

2O + CO

2M CaCO 3 = ?M CO 2 = ?F = M CaCO 3 / M CO 2 = 2,274

m CaCO 3 = m CO 2 × F

%CaCO 3 = (m CaCO 3 / m prst ) × 100

masa vzorca prsti



Delež CaCO3 (tabela)

%CaCO 3 = (A × B × F × 100) / C

A = V CO 2 [ml]

B = gostota CO 2 [mg/l] pri T[ °C] in P [mm stolpca Hg]

– odčitek iz tabele

F = faktor za preračun CO2 v CaCO 3 = 2,274

C = masa vzorca [mg]



Gostota CO 2 [mg/l] pri določeni temperaturi in tlaku



hPa ↔ mm stolpca živega srebra (Hg) ???

Hidrostatični tlak …

P = ρ × g × h

h = P / ( ρ × g)

P [hPa]

ρHg = 13.456 kg/m 3

g = 9,81 m/s 2

h → pretvori iz [m] v [mm], da lahko odčitaš iz tabele



Pedogenetski procesi povzročajo izpiranje CaCO 3, kar pogojuje kislo reakcijo prsti.

Izpiranje ima negativne učinke na prst kot tudi narastline:

- manj hranil v prsti,

- nižji pH,

- slabša struktura prsti (manj obstojni str. agregati),

- slabši vodni režim prsti (s tem ostale fiz. in kem. lastnosti),

- v kislem okolju razpadanje mineralov glin (sprošča se Al3+ ion,kar še dodatno zniža pH).



Nastale posledice izpiranja lahkoizboljšamo z apnenjem prsti.

Poleg reakcije moramo poznati tudi:

- teksturo,- kationsko izmenjalno kapaciteto,- potencialno ali hidrolitsko kislost,- delež organskih snovi …



Dodani Ca2+

izračunamo iz:

- vodne pH vrednosti,

- končnega (železnega) pH,

- vrste dodatka (čistost apnenca) itd.



Apnimo lahko z:

apnencem (CaCO 3),

dolomitom (Ca, Mg CO 3), megnezijem,

žganim apnom (CaCO3 → CaO + CO2),

hidratiziranim apnom (CaO + H2O → Ca(OH)2),

industrijskimi ostanki, kameno in kostno moko,lesnim pepelom.

Za preračunavanje obstajajo različne tabele.

+E

-E



Vpliv apnenja na reakcijo prsti





Določiti/izračunati:

1. volumen CO 2 (graduirana cev),2. maso CO 2 s pomočjo plinske enačbe 3. maso CaCO 3 in delež CaCO3 v vzorcu (s pomočjo

plinske enačbe), 4. višino stolpca Hg [mm], 5. gostoto CO 2 (odčitek iz tabele), 6. delež CaCO3 s pomočjo odčitane vrednosti iz

tabele.

Delež CaCO3 izračunan po enačbi ter delež CaCO 3 izračunan s pomočjo tabele morata biti praktičnoenaka, sicer ste se pri računanju ali pretvarjanjuenot nekje zmotili!



Vaje 8. 5. za dvopredmetne …

… bodo zaradi terena na Šmarnogorsko Grmadoodpadle!

dvopredmetni se lahko priključite na termin zaenopredmetne, ki je 4. 5.



Razporeditev v skupine v laboratoriju

Razporejeni ste v 6 skupin (A3, B3, …, F3)

11. 5. enopredmetni (učilnica 022) skupina A3: 14.40 –15.30skupina B3: 15.30 –16.20skupina C3: 16.20 –17.10

15. 5. dvopredmetni (učilnica 022) skupina D3: 8.00 –8.50skupina E3: 8.50 –9.40skupina F3: 9.40 –10.30

(pozor: na „voznem redu“ je napaka pri urah!)




V laboratoriju je omejeno prostora, zato spontanomenjavanje skupin nikakor NI MOGOČE!

Menjava skupine je mogoča samo in zgolj obmedsebojni zamenjavi dveh kandidatov iz različnihskupin!

Zamude se v laboratoriju NE tolerirajo!

Z drugimi besedami: kdor bo zamudil, niti ne rabitrkat.




Vaje v laboratoriju so OBVEZNE .

Kdor bo manjkal, zamudil, … se bo moral zlaborantko Simono Lukič dogovoriti za nadomestnitermin opravljanja vaj.

Oddati bo moral tudi poročilo.

Brez opravljenih laboratorijskih vaj in oddanegaporočila opravljanje kolokvija ni mogoče.



Poročilo z laboratorija

V laboratoriju bo vsaka izmed skupin (A –F)razdeljena še na 5 podskupin.

Vsaka podskupina bo preučevale enega izmedvzorcev, ki ga boste spoznali na terenu (5vzorcev).

Vsaka podskupina bo oddala skupno poročilo, torejskupaj mora biti oddanih 6 × 5 = 30 poročil.




Rok za oddajo poročil v e-učilnico je: nedelja 17. 5. do 23h 55'

Kasnejša oddaja ni mogoča in se ne tolerira.

Posamično poročilo naj naloži samo EN članpodskupine .

V nekaj dneh vam bom sporočil, če je poročiloustrezno, sicer ga bo potrebno popraviti.




Prenesite wordov dokument, ki je v e- učilnici in vanjnapišite poročilo!

Poročilo mora vsebovati

standardno prvo stran, kjer morajo biti navedeni tudivsi člani podskupine, zaporedna črka skupine

(A –F) ter številka vzorca (1–5).

Primer: A , 3 .




Poročilo mora vsebovati

- vse vhodne podatke,

- vse uporabljene formule,

- vse delne izračune (ne pozabite na enote!) ter

- končne rezultate, ki jih vpišete tudi v tabelowordovega dokumenta , ki je v e- učilnici.

Ne opisujte postopka, niti komentarjev, kazala, virov,… zgolj in samo izračune!



E-oddaja poročila

Vsaka podskupina naj znotraj nje izbere nekoga, kibo v imenu vseh oddal poročilo.

To stori preko e- učilnice :



E-oddaja poročila

Documents

Določanje karbonatov v prsti