13. Odreivanje pristupanih mikroelemenata (Cu, Fe, Zn i Mn)

eljezo je u tlima zastupljeno s prilinom velikim postotkom, obino 3-10% pa ak ivie. Skoro sve eljezo vezano je u anorganskim spojevima, a potjee od razliitih minerala kaoto su silikati i alumosilikati, oksidi, hidroksidi i sl. Njegova mobilnost ovisi i o reakciji tla; ona raste sa smanjenjem vrijednosti pH.Bakar dolazi preteito u anorganskom obliku, a potjee iz primarnih i sekundardnih minerala bakra. Javlja se u stabilnim spojevima i adsorbiran, a takoer i u ionskom obliku. Naenekoliine bakra kreu se obino izmeu 0,1 -10 mg /100 g tla (1 -100 ppm).Mangan ponajee dolazi u obliku grubih mineralnih rasprenja, te je kao takav veoma stabilan. Njegova mobilnost u tlu ovisi o reducijskim procesima i H+ ionima. to je intenzitet reducijskih procesa vei, a pH vrijednosti nie, to je aktiviranje mangana jae. U tlima je zastupljen urazliitim udjelima; od 0,03-3 %. Cinka u tlu ima razmjerno malo i to od 0,001 -0,03%. Vezan je na alumosilikate i silikate, sekundarne minerale (kao sulfid, fosfat, karbonat i oksid), a sorbiran je i u koloidnom kompleksu i u organskom obliku.Osim navedenih elemenata koji imaju bioloko znaenje, u tlu su jo zastupljeni i sljedeielementi: kisik, ugljik, duik, silicij, fosfor, sumpor, kalij, kalcij, magenzij, molibden, kobalt, aluminij, natrij, titan, klor, bor, jod, fluor, selen, olovo i krom.

1. Odreivanje mikroelemenata u tlu titracijom s EDTA.Pristupani mikroelementi u tlu odreuju se titracijom s EDTA. Zamjena lakopristupanih mikroelemenata s adsorpcijskog kompleksa obavlja se s NH4+, dok komplekson III kao ligand gradi stabilne komplekse s mikroelementima, tj. prevodi ih u kelatizirano stanje.

Postupak: Odvae se 10,0 g suhe sitnice tla i stavi u plastinu bocu od oko 200 mL. Odvagani uzorak tla prelije se iz odmjerne pipete s 20 mL EDTA-otopine (smjesa 1M (NH4)2CO3 i 0,01M EDTA ijije pH pomou HCl ili NH4OH podeen na 8.6), muka na mukalici 30 minuta te profiltrira kroz filtarski papir (plava vrpca). U bistrom filtratu kvalitativno i kvantitativno (atomskom absorpcijskom spektrofotometrijom) odredi se prisutnost Fe, Zn, Mn i Cu.

2. Metoda ekstrakcije metala zlatotopkom

Metoda ekstrakcije metala zlatotopkom provodi se na uzorcima tla koji sadre manje od20% organskog ugljika, prema normi HRN ISO 11466. Materijale koji sadre vie od20% organskog ugljika potrebno je dodatno obraditi nitratnom kiselinom. Dobivenaotopina pogodna je za odreivanje tragova elemenata odgovarajuom tehnikom atomskespektroskopije .U laboratorijsku aicu od 50 ml odvagati 3 g usitnjenog i prosijanog zrakosuhogtla te uzorku dodati 15 ml kloridne kiseline (HCl) i 5 ml nitratne kiseline (HNO3),to ini smjesu zlatotopke. Uzorke digerirati u vodenoj kupelji na temperaturi 50C do nestanka smeeg plina.Nakon hlaenja, uzorke profiltrirati i razrijediti deioniziranom vodom do50 ml. Uzorke tla dodatno razrijditi s deioniziranom vodom u omjerima 1:5, 1:10 i 1:100. za potrebe snimanja na atomskom apsorpcijskom spektrometru U ovakopripremljenim uzorcima odrediti su koncentracije kadmija (Cd), bakra (Cu), eljeza(Fe),mangana (Mn), nikla (Ni), olova (Pb) i cinka (Zn)p omou atomskog apsorpcijskogspektrometra.

ODREIVANJE UKUPNOG AZOTA U ZEMLJITU SEMIMIKRO-Kjeldahl METODA MODIFIKACIJA PO Bremner-u (1960) Ukupni azot u zemljitu ine organski i neorganski oblici azota. Organski oblicinajee obuhvataju 90 - 98% azota koji se nalazi u sastavu organske materije ( humus,polurazloeni biljni i ivotinjski ostaci, proteini, nukleinske kiseline...). Ovaj azot biljke nemogu direktno koristiti u ishrani i za njih on ima vanost sa stanovita rezerve hraniva.Meutim, novija istraivanja su pokazala da biljke preko korijena mogu usvajati i nekaprostija organska jedinjenja kao to su asparagin, urea itd, ali te koliine nemaju nekivaniji znaaj u ukupnoj ishrani biljaka azotom. Procesima mineralizacije organskematerije (pod odreenim uslovima vlanosti, tempereture, mikrobioloke aktivnosti...)azot iz organskog oblika procesima amonifikacije i nitrifikacije prelazi u neorganskeoblike, NH4+ (amonijum jon) i NO3- (nitratni jon). Neorganski oblici azota u zemljitu,koje biljke direktno koriste u ishrani, zauzimaju najee od 2 do 10% ukupnog azota.Na osnovu sadraja ukupnog azota u zemljitu ne moe se pouzdano procijenitiobezbjeenost zemljita mineralnim oblicima ovog elementa. Meutim, u veinisluajeva je potvreno da zemljite sa veim sadrajem ukupnog azota ima i vei sadrajmineralnih oblika azota u zavisnosti od ostalih inilaca (temperatura, vlaga,mikrobioloka aktivnost...). Metode za odreivanje ukupnog azotaPostoji vie metoda za odreivanje sadraja ukupnog azota u zemljitu, koje seuglavnom razlikuju po tome koje se hemijsko sredstvo (kiselina ili smjea kiselina) koristiza razaranje uzorka zemljita.

Mikro metoda po Kjeldahl-u (fenol sumporna kiselina), modifikacija Kjeldahl metodesa salicilnom kiselinom (smjea H2SO4 i salicilne kiseline).

Metoda Olsen-a (1929) modifikovana od Bremner-a i Shanj-a (1958) (rastvor KMnO4 irazblaene (1:1) H2SO4).Semimikro Kjeldahl-ova metoda, modifikacija po Bremner-u (1960) se u praksinajee koristi kod odreivanja ukupnog azota u zemljitu zato to je relativnonajjednostavnija, a dobijaju se zadovoljavajui rezultati iako kod ove metode moedoi do gubitka azota (nepotpuno se odreuje nitratna i nitritna forma azota). Ovametoda e biti obraena u ovom praktikumu. Princip odreivanjaMetoda se zasniva na razaranju uzorka zemljita (organske materije)koncentrovanom sumpornom kiselinom (conc. H2SO4) u prisustvu katalizatora uzzagrijavanje. Organski dio azota i nitratni dio iz zemljita se u ovakvim uslovimaredukuju do amonijaka koji se vee za sumpornu kiselinu i gradi amonijum sulfat(NH4)2SO4 (amonijani dio azota iz zemljita se takoe vee za H2SO4). Destilacijompomou vodene pare i jake baze u viku, istiskuje se azot u obliku amonijaka i "hvata" urastvor borne kiseline. Koliina azota u bornoj kiselini se odreuje titracijom sumpornomkiselinom poznatog normaliteta, a raunskim putem se izrauna sadraj ukupnog azota uzemljitu koji se izraava u procentima (%N).PriborKjeldahl balon od 50 ml za spaljivanjeKjeldahl sistem za spaljivanjeParns-Vagnerov-a aparatura za destilacijuMenzura od 25 mlOdmjerne tikvice od 100 mlPipete od 5 ml i 10 mlErlenmajer-tikvice od 100 ml sa irokim grlomBireta od 25 ml sa podjelom od 0,1 ml ReagensiSumporna kiselina (conc. H2SO4)Smjea katalizatora (K2SO4, CuSO4 * 5H2O, Se, (100:10:1)35-40% NaOHRastvor borne kiseline (H3BO3) + mjeani indikator (pH 5)0,01N H2SO4 poznatog faktora Tok analizeAnaliza se sastoji od pet faza: razaranje uzorka, destilacija, titracija, proraun I odreivanje klase obezbjeenosti zemljita ukupnim azotom. 1) Razaranje uzorkaOdmjeriti od 0,20 g do 1,00 g zemljita i prenijeti u tube za spaljivanje (odvaga zavisi od oekivanog sadraja azota).Dodati 2-3 ml destilovane vode i ostaviti da stoji oko 30 min .Slijepa proba - dodati samo destilovanu vodu i redom sledee hemikalije kako ide u postupku sa uzorkom zemljita:Dodati oko 1g smjee katalizatora ili 1 tabletu gotove smjese katalizatora (da se ubrzarazlaganje org. supstance tokom razaranja).Dodati 10 ml conc. H2SO4 i lagano promukati tako da sav uzorak zemljita doe ukontakt sa kiselinom.Smjestiti tube u blok za spaljivanje i lagano po zidovima dodati oko 5 ml H2O2 (vodonik peroksid - jako oksidaciono sredstvo koje pospjeuje razaranje organske materije i ubrzava proces spaljivanja). Ako ima vie organske materije reakcija e biti burnija. Ostaviti tube bez pomjeranja oko 5 minuta da se reakcija izvri do kraja.Postepeno poveavati temperaturu da smjea lagano kljua. OPREZ - naglim poveanjem temperature ili stavljanjem tikvice u vru blok za spaljivanje, moe doi do burne reakcije i gubitka dijela azota u vidu kapljica probe koje izlijeu van tikvice.Kada prestane pjenuanje i dizanje probe, temperaturu poveati na maksimum.U zavisnosti od sadraja organske materije uzorak e biti spaljen za krae ili duevrijeme(15 - 30 min.). Reakcija je zavrena kada sva organska materija bude razorena, tj. kada rastvor postane siv ili bijel bez tamnih tragova organske mase. Hemijske promjene pri razaranju organske materije

Koncentrovana H2SO4 u prisustvu katalizatora i visoke temperature razara organskumateriju pri emu se organski azot redukuje do amonijaka, primjer:CH2-NH2-COOH + 3H2SO4 3SO2 + 2CO2 + 4H2O + NH3Alanin amonijakOsloboeni amonijak NH3 se vee za viak sumporne kiseline pri emu nastajeamonijum sulfat (NH4)2SO42NH3 + H2SO4 ( NH4)2SO4Poslije hlaenja cjelokupan uzorak kvantitativno, pomou destilovane vode,prenijeti u odmjernu tikvicu od 100 ml. Takoe kvantitativno prenijeti i slijepu probu udrugu tikvicu od 100 ml i dopuniti destilovanom H2O do crte. Time je zavrena prva fazaanalize. 2) DestilacijaSutina destilacije je da se djelovanjem vodene pare i jake baze (35-40% NaOH) istisne azot iz amonijum sulfata (NH4)2SO4 u vidu amonijaka koji se kondezuje i "hvata" u rastvor borne kiseline i mijeanog idikatora. Ovim postupkom je iz rastvora probe (smjee elemenata) izdvojen samo azot. Destilacija se moe izvoditi na razliitim staklenim aparaturama ili savremenijim destilacionim jedinicama kao to su npr. Kjeltec sistemi za brzu destilaciju azota5 . U ovoj vjebi je objanjena destilacija azota na ParnsVagner-ovoj aparaturi.

Tok destilacijeIz odmjerne tikvice od 100 ml otpipetirati 10 ml uzorka i kroz lijevak (3) ubaciti u destilacionu komoru aparata Izlaz destilacionog aparata, kraj hladila (Libigovo hladilo ) uroniti u 5 ml rastvora borne kiseline (H3BO3) i mjeanog indikatora koji se nalazi u erlenmajerici od 100 ml.Ovaj rastvor u kiseloj sredini ima ljubiasto obojenje. Na erlenmajerici obiljeitinivo od 35 ml.U destilacionu komoru aparata u kom se nalazi uzorak (2), kroz lijevak dodati 10 ml35-40% NaOH i brzo zatvoriti sistem (odvojiti ga od spoljane sredine).Zatim poinje destilacija uvoenjem vodene pare (1) u balon za destilaciju (2) gdje seodvija sledea reakcija:( NH4)2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2NH4OHU uslovima visoke temperature nastali amonijum hidroksid se razlae na amonijak ivodu: NH4OH NH3 + H2OIzdvojeni amonijak prolazi kroz hladilo gdje se kondenzuje i ulazi, kap po kap, urastvor borne kiseline i mjeanog indikatora pri emu nastaje amonijumborat(NH4H2BO3) koji rastvoru daje baznu reakciju, tako da se boja rastvora mijenja u zelenu.NH3 + H3BO3 + mjeani indikator NH4H2BO3 + m. ind.ljubiasta boja Zelena bojaDestilacija je zavrena kada destilat u erlenmajerici dostigne nivo oko 35 ml. Tadase smatra da je sav azot iz uzorka predestilisan u mjeani indikator. Kraj hladnjaka izvaditi iz erlenmajerice i isprati destilovanom vodom. Cjelokupan postupak destilacijeuraditi i sa slijepom probom. 3) TitracijaIz birete od 25 ml sa podjelom od 0,01 ml, dodavati kap po kap tano 0,01NH2SO4 u erlenmajericu kojoj se nalazi amonijum borat. Reakcija tee posledeoj jednaini:H2SO4 + 2NH4H2BO3 + m. ind. (NH4)2SO4+ 2H3BO3 + m. ind.zelena boja ljubiasta bojaTitracija se prekida (zavrna taka titracije) kada zelena boja indikatora preeu ljubiastu tj. na prelazu iz zelene u ljubiastu kada boja rastvora postane prljavo siva. To je znak da je sav amonijum borat izreagovao sa sumpornom kiselinom.Sa birete oitati utroak ml 0,01N H2SO4Izvriti titraciju slijepe probe. Boja mjeanog indikatora u rastvorima razliite reakcije:kisela reakcija neutralna Bazna reakcija ljubiasta prljavo siva zelena 4) ProraunZa izraunavanje se koristi podatak da 1 ml 0,01N H2SO4 vee za sebe tano0,14 mg amonijanog azota (N-NH4+).Izraunavanje se vri po formuli:

a = ml 0,01N H2SO4 utroene za titraciju uzorkab = ml 0,01N H2SO4 utroene za titraciju slijepe probe0,14 = ml 0,01N H2SO4 vee 0,14 mg N-NH4P = mg uzorka zemljita koji je uao u proces destilacije