PRÀCTIQUES DE MODELITZACIÓ DE SISTEMES …rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/34717/1/Modelitzacio_de_Sistemes... · Difenilamina en dissolució sulfúrica: Dissoldre 0,5g de difenilamina

Professors: Dra. Mar Cerdán Sala Dr. Antonio Sánchez Sánchez

PRÀCTIQUES DE

MODELITZACIÓ DE SISTEMES

ECOLÒGICS (laboratori)

Modelització de sistemes ecològics. Pràctiques.

2

NORMES DE SEGURETAT I TREBALL AL LABORATORI. NORMES DE SEGURETAT. El laboratori ha de ser un lloc segur per a treballar. Per això es tindran sempre present els possibles perills associats al treball amb materials perillosos. Mai hi ha excuses per als accidents a un laboratori on treballa personal ben informat. A continuació s’exposen una sèrie de normes que s’han de conèixer i seguir al laboratori:

Durant l’estada al laboratori l’alumne ha d’anar proveït de bata completament botonada, ulleres de seguretat i guants de goma. La bata haurà d’usar-se durant tota l’estada al laboratori. Les ulleres de seguretat sempre que es manipulen productes càustics i durant la calefacció de dissolucions. Els guants han d’utilitzar-se obligatòriament en la manipulació de productes tòxics o càustics.

Mai s’ha de portar lents de contacte sense ulleres protectores, ja que les lents de contacte

retenen les substancies corrosives a l’ull impedint la seua neteja i estenent el dany.

Està prohibit fumar, beure o menjar al laboratori, així como deixar damunt de la taula del laboratori cap tipus de roba.

S’ha de conèixer la toxicitat i riscos de tots els compostos amb què es treballe. Ha de ser pràctica

comú consultar les etiquetes i llibres sobre reactius per a buscar informació sobre seguretat.

Com a regla general no ha de pipetejar-se amb la boca. Els volums d’àcids, bases concentrades i dissolvents orgànics es mesuraran amb provetes, en el cas que s’haja de mesurar els volums exactes, se succionaran emprant propipetes.

Els flascons dels reactius han de tancar-se immediatament després del seu ús; durant la seua

utilització els taps han de dipositar-se sempre cara amunt sobre la taula.

Les vitrines per a gasos han d’utilitzar-se en tot treball amb compostos químics que poden produir gasos perillosos o donar lloc a esguitades.

Mai s’han de manipular productes o dissolvents inflamables en la proximitat de flames.

El laboratori no és lloc per a fer bromes.

El cabell llarg es durà sempre recollit.

Si cap reactiu es vessa, s’ha de netejar immediatament deixant el lloc perfectament net. Les

esguitades de substàncies bàsiques s’han de neutralitzar amb un àcid dèbil (àcid cítric) i les substàncies àcides amb una base dèbil (bicarbonat sòdic).

No s’ha d’abocar residus a les piles, s’han d’usar els recipients per a residus que es troben al

laboratori.

Els àcids i bases concentrats es troben a la vitrina de gasos del laboratori. En cap cas s’han de traure de la vitrina, quan es necessite un volum d’aquests reactius es portarà el recipient adequat a la vitrina per a arreplegar allà mateix la quantitat necessària.

Quan es tinguen dubtes sobre les precaucions de manipulació d’algun producte s’ha de consultar

el professor abans d’usar-lo. Els recipients utilitzats per a emmagatzemar dissolucions han de netejar-se prèviament, eliminant

qualsevol etiqueta i retolant de nou immediatament.


3

No calfar mai enèrgicament una dissolució. L’ebullició ha de ser sempre suau.

L’encenedor s’ha de tancar una vegada utilitzat, tant de la clau del mateix encenedor com de la

presa de gas de la taula.

Les dissolucions i recipients calents han de manipular-se amb atenció. Per a la introducció i extracció de recipients de forns mufles s’ha d’utilitzar les pinces i guants adequats.

Les ferides i cremades han de ser tractades immediatament. En el cas d’esguitades d’àcids sobre

la pell, cal rentar immediatament amb aigua abundant, tenint en compte que en el cas d’àcids concentrats la reacció amb l’aigua pot produir calor. És convenient retirar la roba per a evitar que el corrosiu quedi atrapat entre la roba i la pell.

S’ha de conèixer la situació específica dels elements de seguretat (renta-ulls, dutxa, extintor,

eixides d’emergència,...) al laboratori, així como totes les indicacions sobre seguretat exposades al laboratori.

NORMES DE TREBALL

En acabar cada sessió de pràctiques el material i la taula de laboratori s’han de deixar nets. Les dissolucions de reactius, que no siguen patrons ni mostres s’emmagatzemen en botelles de

vidre o plàstic que s’han de netejar i retolar perfectament.

Els reactius sòlids que es troben a l’armari s’han de tornar al mateix lloc immediatament després de l’ús.

Les balances s’han de deixar a zero i perfectament netes després de finalitzar la pesada.

El material assignat a cada pràctica s’ha de mantenir al lloc assignat a la pràctica. No s’ha

d’agafar material destinat a pràctiques diferents de la que està realitzant-se.

Abans de donar per finalitzada cada pràctica l’alumne ha de consultar al professor sobre la qualitat dels resultats obtinguts.


4

1. PREPARACIÓ DE LA MOSTRA. Quan una mostra de sòl arriba al laboratori, ha de ser preparada com a fase prèvia per a la realització de les diferents anàlisis. Aquesta preparació inclou la separació dels possibles elements gruixuts i la preparació per a les diferents anàlisis físiques i químiques. Les operacions que es realitzen són: Assecat: Abans de fer les anàlisis, degut al fet que al camp els sòls tenen graus molt diferents d’humitat; la mostra de sòl s’ha d’assecar a l’aire a temperatura ambient durant un mínim de 24 hores. Així s’aconsegueix que la mostra s’equilibre amb la humitat ambient i s’eviten pèrdues de pes en la mostra per evaporació d’aigua durant el procés d’anàlisi. Els resultats analítics es donen per pes de mostra seca a l’aire. La millor manera de realitzar aquesta operació per senzillesa i seguretat és estendre el sòl sobre una safata de plàstic neta, en habitació ventilada, o amb ventilació forçada, esperant el seu assecat fins equilibri amb la humitat atmosfèrica. També poden utilitzar-se diferents dispositius que acceleren l’assecat, com són: armaris d’aire calent, rajos infrarojos, etc., però en tots els casos s’ha de tenir especial cura que la temperatura màxima no sobrepasse els 35-40°C. De vegades les anàlisis s’efectuen sobre la mostra, immediatament després de la recollida, com en el cas de Fe(II), K, N-(NO3

-, NO2-), per a evitar la transformació d’aquests ions per efecte dels

microorganismes i de les variacions de temperatura i humitat. Mòlta: Es realitza quan la presència d’agregats ho recomane. Es trenquen amb corró de fusta, taps de goma o molins especials. Tamisat: Es realitza fent passar la mostra a través d’un tamís de dos mil·límetres, ja que agronòmicament només tenen vertader interès les partícules de mida inferior a 2 mm de diàmetre, en la superfície dels quals tenen lloc quasi la totalitat de les reaccions del sòl. Homogeneïtzació: Hi ha aparells adequats per a fer-ho, però si no se’n disposa d’un es col·loca el sòl sobre una làmina de plàstic flexible i resistent, aquesta s’agarra, en diagonal, pels dos cantons. S’acosta un cantó a l’altre, fent els moviments a poc a poc perquè el sòl s’enrotlle. Repetim aquesta operació varies vegades. Emmagatzemament: S’ha de realitzar en habitació seca, fresca i airejada, amb un bon etiquetat de la mostra. A l’etiqueta ha de constar: a) Tipus de mostra (cultiu, prat,...), b) Nombre de registre. c) Profunditat de mostreig i horitzó, d) Pes de les graves, e) Fertilització, f) Cultius, g) Riscos.


5

2. DETERMINACIONS. 2.1. FRACCIONAMENT GRANULOMÈTRIC DE LA MATÈRIA ORGÀNICA. Material i reactius:

- Pots de plàstic tarats, per a les diferents fraccions. - Pots de centrífuga de 500mL, per a recuperar la fracció LLF+Arg (llim fi + argila). - Tamís de 20µm. - Matràs Erlenmeyer de 1L. - Desintegrador ultrasons tipus “sonda”, els banys d’ultrasons no són vàlids. - Dissolució de sulfat d’alumini i potassi saturada.

Procediment:

1. Posar en un pot de plàstic de 100mL, 40g de sòl. Afegir 40mL d’aigua destil·lada i agitar durant 1hora amb l’agitador de volteig amb una bala dins del pot.

2. En acabar l’agitació, netejar bé el tap i la bala afegint els rentats al pot amb la mostra. Sotmetre la mostra de sòl a un tractament amb ultrasons. Temps 3’. Potència: 60%. El tractament s’ha de fer en un bany amb aigua gelada (es pot realitzar introduint el pot en un recipient que continga gel picat i aigua), per a evitar que la mostra es calfe o fins i tot arribe a ebullició.

3. Traure la mostra de l’aparell d’ultrasons recuperant les restes de mostra que hagen pogut quedar adherides a la sonda. La manera ideal és amb un pinzell; el pinzell s’ha de rentar després amb aigua destil·lada, afegint l’aigua dels rentats a la mostra.

4. Passar la mostra a través d’un tamís de 20µm. Per a facilitar el tamisat afegir aigua sobre el tamís amb l’ajuda d’un flascó rentador que es recollirà a un recipient de 500mL prèviament tarat sense tap (T1), d’aquesta manera recuperarem la fracció Llim Fi + Argila (LLF+Arg).

5. Recuperar la fracció de mostra que ha quedat al tamís (Arena + Llim Gros) (Are+LLG)) i col·locar-la en un pot de plàstic de 100mL prèviament tarat sense tap (T2), mitjançant l’addició de xicotets volums d’aigua destil·lada.

6. Assecar les dos fraccions a 60ºC fins pes constant. Pesar els dos pots (LLF+Arg) (P1) i P (Are+LLG) (P2)

7. Homogeneïtzar cadascuna de les fraccions amb un morter i utilitzar-les per a les determinacions posteriors.

Càlculs: Calcular el percentatge de cadascuna de les fraccions: % Fracció (LLF+Arg) = [(P1-T1)/Psòl] * 100 P1: pes de la fracció LLF+Arg+pes del recipient després d’assecar a 60ºC (g) T1: pes del recipient buit (g) Psòl: pes inicial de sòl (g) % Fracció (LLG+Are) = [(P2-T2)/Psòl] * 100 P1: pes de la fracció LLG+Are+pes del recipient després d’assecar a 60ºC (g) T1: pes del recipient buit (g) Psòl: pes inicial de sòl (g)


6

2.2. MATÈRIA ORGÀNICA OXIDABLE EN UN SÒL. Materials i reactius:

Matràs Erlenmeyer de 500mL Barres agitadores. Agitador magnètic i buretes. Dicromat potàssic 1N: Dissoldre en un litre d’aigua 49,05g de dicromat potàssic, prèviament

dessecat en estufa a 105ºC. Àcid sulfúric concentrat contenint 25g d’Ag2SO4 per litre. Àcid fosfòric concentrat. Difenilamina en dissolució sulfúrica: Dissoldre 0,5g de difenilamina en 20mL d’aigua i afegir

100mL d’àcid sulfúric concentrat. Sulfat ferrós amònic (Sal de Mohr), 0,5N: dissoldre 196,1g de (SO4)2Fe(NH4)2 6H2O en 800

mL d’aigua que continga 20mL d’àcid sulfúric concentrat, diluint fins 1 litre. Normalitzar aquesta dissolució cada vegada que s’utilitze, valorant-la, amb 10mL de dissolució 1N de dicromat potàssic, seguint, en tot, el procediment que s’indica a continuació.

Procediment: Pesar 1g de sòl finament triturat i tamisat a 0,5mm (0,05g en el cas de torba, 2g per a sòls que continguen menys del 0,5% de carboni orgànic oxidable) i s’introdueix en un matràs Erlenmeyer de 500mL. Afegir, amb dosificador, 10mL de dicromat potàssic 1N aplicant un moviment de gir al matràs per a assegurar una barreja íntima amb el sòl. Afegir, lentament i agitant, 20mL d’àcid sulfúric concentrat deixant la barreja en repòs durant 30 minuts sobre una placa d’amiant. Transcorregut aquest temps, afegir 200mL d’aigua, deixar refredar i agregar, a continuació, 10mL d’àcid fosfòric concentrat introduint també al matràs una barra agitadora amb recobriment de tefló. Afegir 4 o 5 gotes de l’indicador difenilamina i valorar amb sal de Mohr mitjançant bureta i utilitzant agitador magnètic fins canvi de color. La coloració canvia de roig bordeus a verd brillant passant per tons blau violaci. Quan es redueix més del 80% del dicromat, la determinació s’ha de repetir amb una mostra de sòl més menuda. Càlculs: El càlcul del percentatge de matèria orgànica oxidable, es realitza mitjançant la fórmula:

on: VB = Volum de sal ferrosa gastada a l’assaig en blanc. VM = Volum de sal ferrosa gastat amb la mostra. P = Pes, en grams, de la mostra referit a pes de sòl sec. 1/2 és el factor considerat al ser la sal de Mohr 0,5N. 12/4000 és el pes equivalent del carboni. 100 per a expressar el resultat en percentatge. 0,77 factor de recuperació. 1,724 és el factor de conversió de C a MO. OBSERVACIÓ: Per a expressar el resultat en percentatge de carboni orgànica oxidable, dividir el resultat per 1,724. Causes d’error (Porta, 1986):

Granulometria: s’ha de ser molt escrupolós amb la granulometria de la mostra. Temps d’atac desigual entre les mostres i entre aquestes i el blanc: Temps d’atac superiors

als 30 min augmenten les possibilitats d’error.

100 · 0,77

1,724 · P1 ·

400012 ·

21 · VVM.O. % MB


7

Presencia de substàncies oxidables (Mn2+, Fe2+ y Cl-) que poden consumir part del dicromat potàssic i falsejar els resultats. La interferència del Mn no sembla causar, en les circumstàncies més desfavorables, un error superior al 6%. L’assecat de les mostres a l’aire minimitza les interferències de Mn2+ i Fe2+. El clorur es pot oxidar d’acord amb la reacció:

Cr2O72- + 6Cl- + 14H+ 3Cl2 + 2Cr3+ + 7H2O

Un 1% de Cl- causa un error del 0,1%, l ‘efecte del clorur s’evita precipitant aquests amb sulfat de plata.

Presència de ferro fèrric que frena el progrés de la reacció. Això s’evita amb l’addició d’àcid ortofosfòric o fluorur sòdic que acomplexen el ferro i eliminen l’error produït pel Fe3+.

Ús de factors inadequats El factor de Van Bemmelen és criticable, ja que està basat en la composició de MO dels sòls torbosos. Per a anàlisis de rutina se sol aplicar com a factor de Van Bemmelen: 1,72 si %C < 5,8% i 2,00 si %C > 5,8%.

En la Taula 1 es donen els marges desitjables de MO a un sòl depenent de la seua textura.

Tabla.1 NIVELL DESITJABLE DE MATÈRIA ORGÀNICA EN EL SÒL

(Giménez i Bratos, 1985)

Nivell Arenós (<10% argila)

Franc (10-30% argila)

Argilós (>30% argila)

Molt baix Baix

Normal Alt

Molt alt

0 - 1,75 1,76 - 2,50 2,51 - 3,50 3,51 - 4,25

> 4,25

0 - 1,5 1,5 – 2 2 - 3

3 - 3,75 > 3,75

0 - 2 2 - 3 3 - 4 4 - 5 > 5

2.3. DETERMINACIÓ DE LA CAPACITAT DE RETENCIÓ D’AIGUA D’UN SÒL (WHC-Walter Holding Capacity).

La capacitat de retenció correspon al màxim d’aigua que el sòl pot retenir en les condicions en que el seu drenatge estiga lliurement assegurat, és a dir, és la quantitat d’aigua retinguda pel sòl quan estiga saturat al 100%. La capacitat de retenció d’un sòl depèn de la seua porositat i més exactament de la seua microporositat i porositat capil·lar i, per tant, de la seua textura i estructura. Per tant, un sòl argilós tindrà una capacitat de retenció major que un sòl arenós ja que l’aigua queda retinguda fortament a causa de la poca dimensió de les partícules. Es tracta d’una variable interessant a l’hora de determinar l’aigua disponible per a les plantes i microorganismes del sòl. Materials i reactius:

- Filtres Whatman núm. 42. - Matràs Erlenmeyer. - Embuts. - Parafilm. - Aigua destil·lada.

Procediment: Es pesen 50g de sòl i es col·loquen sobre un embut que continga un filtre prèviament pesat. Es col·loca l’embut amb el filtre i la mostra de sòl sobre un matràs Erlenmeyer i es rega la mostra de sòl amb


8

aigua destil·lada fins que percoli bastant aigua. Es tapa l’embut amb parafilm i es deixa 24hores. Per a saber l’aigua retinguda pel filtre es col·loca un altre Erlenmeyer amb un embut i un filtre banyat però sense sòl. Passades 24hores es pesa el sòl banyat junt amb el filtre, així com, el filtre humit que hem utilitzat com a blanc. El filtre que conté la mostra de sòl humida es manté durant 24 hores a l’estufa a 100ºC, i transcorregut aquest temps es torna a pesar. Càlculs:

Pes aigua retinguda pel sòl = (Pes sòl banyat + pes filtre)-(Pes sòl sec +pes filtre)-(Pes aigua retinguda pel filtre) Pes sòl sec = (Pes sòl sec + pes filtre)- (Pes filtre sec)

Taula 2. Percentatge de la capacitat de retenció d’aigua d’un sòl (WHC) Molt baix Baix Normal Alt Excés

% WHC <20 20-40 40-50 50-60 >60 2.4. CARBONATS AL SÒL L’elecció del mètode a utilitzar per a la determinació de carbonats es fa en base a la finalitat per a la que es realitza l’anàlisi, així como la precisió i exactitud requerits. El mètode del calcímetre de pressió és el més utilitzat en el diagnòstic nutricional del sòl, es tracta d’un mètode indirecte, ràpid i senzill, que a més és tan precís com un mètode directe. Materials i reactius:

Calcímetre segons la Figura 1 o similar amb tancaments hermètics. Matràs Erlemneyer. Àcid clorhídric 1:1 (aproximadament 6N). Dissolució saturada de NaCl i CO2. Dissoldre 100g de NaCl i 1 g de NaHCO3 en 350 mL

d’aigua; a aquesta dissolució cal afegir unes gotes de roig de metil i àcid sulfúric diluït, lentament, fins reacció àcida al roig de metil agitant per a eliminar l’excés de CO2. Aquesta dissolució acolorida en roig pel indicador s’utilitza per a omplir el calcímetre.

Carbonat càlcic finament polvoritzat. Procediment: Pesar 0,2g de sòl tamisat a 2mm i col·locar-lo a un Erlenmeyer, humitejar la mostra amb un poc d’aigua i connectar l’Erlenmeyer al calcímetre, en el qual prèviament s’haurà col·locat uns mil·lilitres d’àcid clorhídric 1:1 utilitzant el dispositiu al respecte. Amb la clau del calcímetre oberta per a mantenir a l’interior del sistema la pressió atmosfèrica, ajustar l’alçada del dipòsit del calcímetre fins enrasar la bureta amb el 0. tancar la clau, i inclinant l’Erlenmeyer, abocar l’àcid sobre la mostra, agitant suaument per a afavorir l’atac. Al mateix temps es va baixant el braç mòbil del calcímetre procurant mantenir al mateix nivell el líquid als dos braços.

100sec

´...%

sòldelPessòlpelretingudaaigualdePesCHW


9

Quan el nivell del líquid del calcímetre estiga estacionari, deixar d’agitar i prendre la lectura assolida una vegada enrasats els dos braços. El volum llegit correspon al del CO2 desprès per la mostra.

Figura 4.4.1. Calcímetro.

Figura 1. Calcímetre de Bernard. Repetir les mateixes operacions prenent en compte de sòl, 0,2g de CaCO3 i amb les lectures obtingudes, efectuar els càlculs.

On: L = lectura observada al calcímetre per a la mostra (mL). L' = lectura observada al calcímetre per el CaCO3 (mL). P = pes sec, en g, de la mostra de sòl. P' = pes, en g, del CaCO3 (0,2 segons el mètode descrit). Per a evitar errors en la determinació, d’acord amb Porta (1986), s’ha de tenir en compte el següent:

No s’han de produir variacions de temperatura durant la anàlisis al interior del Erlenmeyer, ni ambientals al llarg del temps quan es treballa en sèrie. Per això, es recomana agafar l’Erlenmeyer amb unes pinces o una tira de paper pel coll i vigilar les condicions de temperatura.

Evitar pèrdues del CO2 desprès. Per això s’aconsella revisar i reposar periòdicament les

unions i la dissolució de farciment de l’aparell. Aquesta es reposarà sempre que canvie de color l’indicador, així forma s’evita que adsorbisca part del CO2 generat.

Las interferències degudes a alts continguts en matèria orgànica i/o MnO2 en la mostra,

s’eliminen destruint la matèria orgànica amb H2O2 abans de l’atac amb clorhídric; i utilitzant en l’ atac HCl 1:1 al qual immediatament abans de l’anàlisi se li ha afegit 3g de FeCl2 4H2O (agent reductor) por cada 100mL.

0

40

60

80

100

20

PP' ·

L'L · 100calcària %


10

En la Taula 3 es recull l’escala que habitualment s’utilitza a Espanya per a interpretar els continguts de carbonats en sòls.

Taula 3 NIVELL DE CARBONATS EN SÒLS

(Giménez i Bratos, 1985) Nivell % de CaCO3

Molt baix Baix Normal Alt Molt alt

0 - 5 5 - 10 10 - 20 20 - 40

> 40 2.5. RESPIRACIÓ DEL SÒL. El mètode es basa en l’estimació del CO2 desprès durant la incubació del sòl en un sistema tancat. El CO2 és atrapat en una dissolució de NaOH la qual és posteriorment valorada amb HCl. Material i aparells:

Flascons amb tancament hermètic Cambra d’incubació amb temperatura ajustable. Buretes Vials adients per a contenir la dissolució d’àlcali Dissolució de NaOH 0,5M. Dissolució de HCl 0,5M Dissolució de BaCl2 0,5M Indicador: dissoldre 0,1g de fenolftaleïna en 80mL d’etanol (60% v/v) i portar el volum a

100mL amb etanol. Es pot utilitzar qualsevol altre indicador àcid-base.

Procediment: 1. En un flascó amb tancament hermètic, introduir 5g de sòl humitejat al 60% de la seua

capacitat de retenció d’aigua. 2. Al flascó s’introdueix també un xicotet vial (“trampa d’àlcali”) contenint 3,0 mL d’hidròxid

sòdic 0,5M sense que toque directament la superfície del sòl. Tancar el recipient hermèticament. Com a control se emprarà un flascó hermètic amb vial de NaOH 0,5M però sense sòl.

3. Col·locar els recipients (el blanc i la mostra) en una incubadora a 28ºC durant 1 setmana. 4. Per a evitar que l’atmosfera que rodeja el sòl se sature de CO2, ja que això donaria lloc a

una subestimació de la respiració així com problemes d’anaerobiosi, tots els dies els flascons es mantindran oberts durant 1min.

5. Afegir 2mL de BaCl2 0,5M al vial (amb la finalitat d’estabilitzar el CO2 retenint en forma de carbonat de bari) i afegir algunes gotes de fenolftaleïna. Valorar amb àcid clorhídric 0,5M fins que el color roig de la dissolució indicadora canvie a incolor.


11

Càlculs: Els valors de respiració (mg C-CO2/Kg sòl sec·dia) es calculen mitjançant la següent expressió:

on: B: Volum (mL) de HCl usat per a la valoració del blanc. S: Volum (mL) de HCl usat per a la valoració de la mostra de sòl M: Molaritat exacta del HCl utilitzat per a la valoració. 6: Factor de conversió, considerant que 1mL de NaOH 1M equival a 6 mg C-CO2 G: Quantitat de sòl sec utilitzada en l’assaig en kg. T: Factor relatiu al temps d’incubació en dies. 2.6. COLUMNES DE LIXIVIACIÓ. L’objectiu d’aquesta determinació és establir les pèrdues de fertilitzants nitrogenats després de la seua aplicació i establir diferencies en funció de les característiques del sòl. Materials i reactius:

Columnes de percolació. Claus de tancament Matràs Erlenmeyer Fertilitzant: NH4NO3

Procediment: Es pesen 50 g de sòl i es col·loquen en un tub de percolació prèviament tancat amb cotó i amb una goma al final del tub i la clau de tancament. S’afegeix 0,5 g de NH4NO3 i a continuació 100mL d’aigua. Aquest volum d’aigua s’addicionarà en xicotetes porcions per a evitar que s’entolle la superfície del sòl. Mantenir durant 15 minuts la clau del tub de percolació tancada. Transcorregut aquest temps, obrir la clau, i arreplegar els lixiviats i emmagatzemar-los en fred si no van a analitzar-se immediatament. En aquests lixiviats es determinarà, el contingut de nitrats i amoni tal com es descriu a las determinacions 2.7 i 2.8. 2.7. CONTINGUT DE NITRATS EN UN SÒL. Els nitrats del sòl es determinaran després de la seua extracció del sòl amb una solució saturada de sulfat de calci i posterior lectura a un rang de la radiació ultraviolada. Material i reactius:

- Solució saturada de sulfat càlcic. - Pots. - Paper de filtre. - Embuts. - Tubs d’assaig. - Provetes i pipetes. - Solució mare de 1000 ppm de nitrat. - Espectrofotòmetre.

TGMSBdesprèsCOC

6

2


12

Procediment:

Es pesen 10g del sòl sec i tamisat ( < 2 mm) i s’afegeixen 30mL de solució saturada de sulfat

càlcic. Després de 20 minuts d’agitació se centrifuga i posteriorment es filtra, a continuació preparar una dilució 1:10. Si es filtra haurem de considerar la possible contaminació pel paper de filtre. Per això, es fa un blanc per a conèixer si es produeix contaminació o no, i en tal cas restar l’aportació del paper.

L’extracte obtingut es mesura a l’espectrofotòmetre a l’UV mitjançant un rastreig entre les

longituds d’onda 190 i 280 nm. El mètode utilitza la segona derivada. L’alçada de l’últim pic (Z) (al voltant de 220 i 240 nm) abans de la recuperació de la línia base, es utilitzada per a la determinació (Figura 2).

-10-8-6-4-202468

10

190 200 210 220 230 240 250 260 270 280

Longitud onda (nm)

Altu

ra

Figura 2. Segona derivada de l’espectre UV característica dels nitrats.

Després es calcula el valor de la Z de la mostra en ppm per comparació amb una recta de calibrat en la qual representem Z davant la concentració en ppm. La recta de calibrat es fa utilitzant una dissolució de 100 ppm de nitrat per a la elaboració de patrons de 0, 1, 2,5, 5 i 10 ppm de nitrat.

[NO3

-]ppm = valor en ppm (calculat a partir de la recta de calibrat) x 3 x dilució

Taula 4 NIVELL DESITJABLE DE NITRATS EN UN SÒL (mg/kg)

Molt baix Baix Normal Alt Excés < 20 20-50 50-100 100-200 > 200

2.8. CONTINGUT DE NITRATS EN LIXIVIATS

La quantificació de nitrats en els lixiviats es realitzarà mitjançant l’espectrofotometria UV-Vis, utilitzant l’absorció de la radiació UV per l’ió nitrat. Material i reactius:

Z


13

- Tubs d’assaig. - Provetes i pipetes. - Solució mare de 1000 ppm de nitrat. - Espectrofotòmetre.

Procediment:

Quan la mostra conté gran quantitat de matèria orgànica o és acolorida, és necessari eliminar aquestes interferències amb una dissolució d’hidròxid d’alumini. Quan la mostra estiga clara no necessitarà cap preparació prèvia a la lectura.

Per a assegurar-nos que la concentració de nitrats a les mostres que es vol analitzar està dins

l’interval de la recta de calibrat, es farà una dilució 1:500 a les mostres agrícoles. Preparació de la recta de calibrat: Partint d’una dissolució de 1.000ppm de nitrats es prepararà una dilució de 100ppm, i a partir d’aquesta última es prepararan una sèrie de patrons en matràs de 25mL amb les següents concentracions: 0, 5, 10, 20, 50 ppm. Determinació: Les mesures a l’espectrofotòmetre es realitzaran a 220nm per a obtenir la lectura corresponent als nitrats i a 275nm per a obtenir la interferència deguda a la matèria orgànica dissolta. Una vegada s’obtinguen les lectures a aquestes dos longituds d’onda es restarà a la lectura a 220nm, l’obtinguda a 275nm multiplicada per dos. D’aquesta manera s’assegurarà que la lectura és deguda únicament al senyal dels nitrats presents a l’aigua: Anitrats = A220nm -2A275nm El blanc es realitzarà a l’espectrofotòmetre amb aigua desionitzada. Per a calcular el contingut en nitrats es realitzarà mitjançant la substitució dels valors d’absorbància obtinguts en la recta de calibrat, tenint en compte el factor de dilució. 2.9. CONTINGUT D’AMONI EN UN SÒL I LIXIVIATS.

L’amoni del sòl es determinarà després d’extraure’l amb clorur potàssic, pel mètode colorimètric del blau d’indofenol.

Material i reactius:

- Tubs d’assaig - Ampolles d’agitador - Agitador mecànic - Dissolució KCl 0,2M: dissoldre 149g de KCl en aproximadament 800mL d’aigua i enrasar a

1L. - Dissolució patró amoni 1 (1000 mg NH4-N/L): dissoldre 4,717g de (NH4)2SO4 en un litre

d’aigua. Emmagatzemar la dissolució en nevera - Dissolució patró amoni 2 (100 mg NH4-N/L): diluir 10 mL de la dissolució patró amoni 1 (1000

µg NH4-N/mL) en 100 mL amb KCl 2M. Emmagatzemar la dissolució en nevera. - Patrons d’amoni: transferir 0, 1, 2, 5, 7 i 10 mL de la dissolució patró amoni 2 a matràs aforat

de 100 mL. Enrasar amb KCl 2M. Els patrons preparats tindran una concentració de 0, 1, 5, 7 i 10 mg NH4-N/L respectivament.

- Agent complexant: dissoldre 41g de tartrat sòdic-potàssic (KNa-C4H4O6·H2O) i 24g de citrat sòdic (HOC(COONa)(CH2COONa)2·H2O) en 950mL d’aigua destil·lada. Ajustar a pH 5,0 amb H2SO4 concentrat. Diluir a 1 L. Afegir 0,5mL de Brij-35.


14

- Dissolució de fenol alcalí: utilitzant un matràs Erlenmeyer de 1L, dissoldre 83g de fenol en 50mL de H2O. Acuradament afegir, en menudes porcions i amb agitació, 180mL de NaOH 5M. Diluir fins 1L. Emmagatzemar el reactiu de fenol alcalí en una ampolla color àmbar.

- Dissolució d’hipoclorit sòdic (NaOCl): diluir 200mL de lleixiu (5,25% NaOCl) en 1L. Aquest reactiu s’ha de preparar diàriament, immediatament abans del seu ús per a obtenir òptims resultats, perquè la concentració de NaOCl decreix amb el temps.

- Dissolució de nitroprussiat sòdic: dissoldre 0,5g de nitroprussiat sòdic (Na2Fe(CN)5NO·2H2O) en 900 mL d’aigua i diluir a 1L. Aquest reactiu s’ha d’emmagatzemar dins d’una botella opaca i al refrigerador.

Procediment: Pesar 3 g de sòl i posar-lo dins d’una botella de plàstic. Afegir 30mL de la dissolució extractant de KCl 0,2M, i agitar durant 30 minuts. Passat aquest temps, la mostra es centrifugarà a 4000 rpm durant 3 minuts i es filtrarà a través de paper de filtre Albert 242 per a anàlisi gravimètrica. L’extracte no es pot emmagatzemar més de 24 hores. Prendre del filtrat una alíquota de 1mL i col·locar-la dins d’un tub d’assaig. De la mateixa manera col·locar 1mL de cadascun dels patrons d’amoni indicats en l’apartat de materials i reactius, en diferents tubs d’assaig. Com a blanc, es posarà en un tub d’assaig 1mL de KCl 0,2M. A continuació s’afegirà a tots els tubs, 5mL de l’agent complexant, 3 mL de la dissolució de fenol alcalí, 2mL de la dissolució de hipoclorit sòdic i 3mL de la de nitroprussiat sòdic, agitant durant un parell de minuts cada vegada que s’afegisca un nou reactiu. Una volta tapats i agitats, els tubs es posaran en un bany durant 1hora a 50ºC, per a que es desenvolupe el color. Transcorregut aquest temps, s’assecaran i es mesurarà el color blau a una longitud d’onda de 630nm. El contingut en amoni vindrà donat per l’expressió:

KgPsòl

LVppm extractantNHsòl mg/kgNH 44

Per a la determinació en els lixiviats es realitzarà de la mateixa manera que per a la determinació en sòl, prenent 1mL del lixiviat.


15

3. BIBLIOGRAFIA RECOMANADA. AFNOR. 1976. Products organiques. Supports et Milieux de Culture. Norma U44-160. AGUILAR, A.; ETCHEVERS, J.; CASTELLANOS, J. Z. (editors). 1987. Análisis químico para evaluar la fertilidad del suelo. Ed Sociedad Mexicana de la Ciencia del Suelo. Mèxic. CARTER, M.R. (editor) 1993. Soil Sampling and Methods of Analysis. Canadian Society of Soil Science. CROS S. A. 1983. Manual de suelos, vegetales y aguas de riego. Servicio Agronómico. FERNÁNDEZ FERNÁNDEZ, M.M.; AGUILAR PÉREZ, M.I.; CARRIQUE PÉREZ, J.R.; TORTOSA DOMINGO, J.; GARCÍA GARCÍA, C.; LÓPEZ RODRÍGUEZ, M.; PÉREZ MORALES, J.M. 2001. Suelo y medio ambiente en invernaderos. Conselleria d’Agricultura i Pesca. GIMENEZ, M.; BRATOS, J. 1985. Análisis de suelos. Ed. ERT. España. MINISTERIO DE AGRICULTURA, PESCA Y ALIMENTACION. 1994. Métodos oficiales de análisis. Ed. Secretaría General Técnica. Ministerio de Agricultura Pesca y Alimentación. PORTA, J. 1986. Técnicas y Experimentos en Edafología. Col·legi Oficial d’Enginyers Agrònoms de Catalunya. p. 284. Lleida PRIMO, E.; CARRASCO, J. M. 1981. Química Agrícola I. Suelos y fertilizantes. Ed. Alhambra S A. Madrid. RICHARDS. 1954, 1969. Saline and Álcali Soils. Handbook, núm. 60, p.160. USDA SAÑA, J.; MORÉ, J. C.; COHÍ, A. 1996. La gestión de la fertilidad de los suelos. Fundamentos para la interpretación de los análisis de suelos y la recomendación de abonado. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. ISBN: 84-491-0157-3. TAMES, C. 1961 Prácticas de laboratorio. ETSIA. Cátedra de Edafología. Madrid.

Documents

PRÀCTIQUES DE MODELITZACIÓ DE SISTEMES …rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/34717/1/Modelitzacio_de_Sistemes... · Difenilamina en dissolució sulfúrica: Dissoldre 0,5g de difenilamina