Методы определения двухвалентного железа в почве - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа

Главная

Геология, гидрология и геодезия
Методы определения двухвалентного железа в почве

Содержание железа двухвалентного как признак гидроморфизма почв, история его изучения, методы отбора и подготовки почвенных образцов в зависимости от кислотно-основных и окислительно-восстановительных условий. Диагностика соединений железа в минералах.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДВУХВАЛЕНТНОГО ЖЕЛЕЗА В ПОЧВЕ
1. История изучения железа двухвалентного в почвах
2. Содержание железа двухвалентного как признак гидроморфизма почв
3. Методы отбора и подготовки почвенных образцов для определения двухвалентного железа в почвах
В составе почв в зависимости от кислотно-основных и окислительно восстановительных условий железо может присутствовать в двух разных степенях окисления. В анаэробных условиях железо чаще всего находится в степени окисления +2. При хорошей аэрации и достаточном доступе кислорода преобладают соединения, в которых железо имеет степень окисления +3. При этом железо очень легко и быстро переходит из одной степени окисления в другую при смене окислительно-восстановительных условий. Двухвалентное железо в больших количествах присутствует в оглеенных горизонтах, в связи с чем его количество указывают в качестве одного из признаков гидроморфизма почв. Определить содержание двухвалентного железа и его процент от валового содержания важно при диагностике подтопленных почв. Вместе с тем, имеются определенные трудности как при отборе и подготовке почвенных образцов для данного анализа (железо при сушке образца может сменить степень окисления), так и в подпоре оптимального метода определения двухвалентного железа, с чем и связана актуальность данной работы. Тем более, что в настоящее время появляется большое количество новых современных методов и приборов, позволяющих совершенствовать методы исследования.
Цель работы: изучить литературные источники и обобщить сведения о методах определения 2-ухвалентного железа в почвах.
1. Изучить литературные источники и собрать необходимые сведения об отборе и подготовке проб для определения 2-ухвалентного железа в почвах
2. Собрать сведения о разных методах определения двухвалентного железа в почвах как химических, так и физико-химических (инструментальных).
3. Убедиться в наличии или отсутствии ГОСТов на эти анализы.
4. Составить список необходимых реактивов и оборудования на каждый анализ.
На железо как на элемент, входящий в состав почв, было обращено внимание еще в 18 в., в период агрогеологического направления в почвоведении. Уже тогда железо привлекло внимание, так как его соединения обусловливают окраску почв - красную и зеленовато - сизо - оливкувою. В составе почв определялось валовое количество полуторных окислов железа, а несколько позднее закисное железо(FeO). С началом докучаевской эпохи в почвоведении изучение велось в двух планах - морфологическом и химическом. В морфологии с повышенным содержанием железа связывалась красно-бурая, желтая и сизовато - зеленоватая окраска отдельных горизонтов или профиля в целом; различия в окраске служили показателям и аэробности или анаэробности почвенных режимов. Выделялись различного рода стяжения железа: примазки, пятна, конкреции ортштейновых и псефдофибровых слоев, окрашенных в кирпично-красный и бурые тона. С глубиной их залегания связывали интенсивность и степень миграции железа. В химии почв определялось не только валовое, но и растворимое в HCl-, H 2 SO 4 -вытяжках различных концентраций железо, а так же водорастворимые формы его соединений.
На основе полученных данных делались проблематичные выводы о растворимости и подвижности Fe (часто вне зависимости от состояния среды, в которой происходит перераспределение железа). Именно в этот период сформировались положения о миграции и выносе железа за пределы почвенной толщи, об образовании с его участием иллювиальных горизонтов В во многих почвах и элювиирование в отношении Fe горизонта А. Все эти процессы рассматривались с позиций неясно сформулированных положений о ионном передвижении Fe. Подобные представления сохранялись вплоть до 1934 г., когда были опубликованы описания двух методов определения окисного неокристализованного железа. То оксалатный метод Тамма (Tamm, 1934) для определения аморфных соединений железа и дитионит - натриевый (гидросульфитный) метод, впервые примененный Е. Галабутской и Р. Говоровой (1934) для отбеливания каолина (растворения пленок железа). С принятием на вооружение этих двух методов был начат новый успешный период дифферинциации определения свободных соединений железа и их идентификации с железистыми минералами по степени окристаллизованности и растворимости в реактивах различной жесткости. Одновременно были предложены пирофосфатно - натриевый, пирофосфатно - калиевый и другие методы.
Разработка их продолжается. Развитию исследований в области дифференциации соединений свободного железа способствовало и внедрение микроморфологического метода исследований С помощью поляризационного микроскопа были показаны многообразие железосодержащей плазмы в почвах и необходимость в связи с этим установления химических и минералогических различий между ними. Одновременно развивались и минералого - геохимические исследования железа, приведшие к выявлению новых железистых минералов и окислов Таким образом, кнастоящему времени изучение многообразия соединений и форм железа ведется минералогическими, химическими, рентгеноструктурными и термическими методами. В последнее время для этих же целей применяется метод мессбауэровской спектроскопии (Карпачевский, Бабанин, и др., 1972).
В истории разработки методов изучения железа можно выделить следующие три этапа: первый - определение валовых его количеств и профильного распределения в почвах с подразделением на окисные и закисные соединения; второй -минералого - химическое изучение железосодержащих минералов и растворимости свободного железа в органо - минеральных соединений и минеральных кислотах (HCl, H 2 SO 4 ) различной концентрации; третий - дифферинцированное минералогическое, химическое и спектрометрическое изучение соединений железа с применением восстановительных и растворяющих реагентов различной «жескости» для выделения его форм по степени окристаллизованности и идентификации их рентгеноструктурным и микроморфологическим методами.
Важным является вопрос о судьбе ферригидрита в почвах подзолистого ряда. Это очень неустойчивый, эфемерный гидроксид, в результате чего возможно превращение его частиц в более стабильные формы: гетит или гематит. В какую именно форму превращается ферригидрит в почвах подзолистого ряда, мы определяли по числу встречающихся ассоциаций "ферригидрит + гетит" и "ферригидрит + гематит". Оказалось, что ассоциация "ферригидрит + гетит", встречается в этих почвах в 6 раз чаще, чем ассоциация "ферригидрит + гематит". Из этого следует, что ферригидрит в почвах подзолистого ряда может превращаться главным образом в гетит, но не в гематит. Такой путь эволюции согласуется с теми данными, которые известны ранее. Превращению ферригидрит > гетит благоприятствуют три важных фактора: низкая температура, гумидность климата, кислые условия среды с рН от 4 до 6. Все они имеют место в подзолистых почвах Русской равнины. Возможно, что, благодаря превращению ферригидрита в гетит, последний широко распространен в подзолистых почвах умеренной зоны. Сохранению ферригидрита как слабоупорядоченного гидроксида способствуют неорганические и органические ингибиторы кристаллизации.
3. Методы отбора и подготовки почвенных образцов для определения двухвалентного железа в почвах
Характерно формирование ферригидрита в молодых почвах на элювии-делювии гранита на Карельском перешейке. Ферригидрит обнаружен в очень кислых почвах.
Высокая распространенность в лесных почвах фероксигита несколько противоречит данным, полученным ранее методом дифференциальной рентгендифрактометрии. Изучение иллювиальных горизонтов подзолов и псев-дофибровоглеенных лесных почв Германии, Бельгии, Великобритании методом рентгендифрактометрии показало, что в них содержатся ферригидрит, гетит и реже лепидокрокит, но фероксигит не обнаружен . Причина несоответствия данных электронной просвечивающей микроскопии и рентгендифрактометрии состоит, видимо, в том, что идентификация в почвах ферригидрита методом рентгендифрактометрии основывается на максимальном отражении (110), приходящимся на d = 0.252--0.256 нм. Однако наэтот же интервал приходится максимальный рефлекс (100) фероксигита.
Применение микродифракции электронов показало, что фероксигит чаще встречается в почвах, чем полагали раньше. Нами выявлено большое количество частиц этого минерала в составе железистых конкреций в элювиальном горизонте (рН солевой 5.2) дерново-подзолистой почвы на покровных суглинках (Московская обл.). Значительное количество марганцевого фероксигита обнаружено в железистых конкрециях пахотного горизонта дерново-подзолистой почвы на красноцветных пермских отложениях (Пермский край). В мелкоземе его содержание было ниже. Такое же соотношение в содержании фероксигита установлено в дерново-подзолистой почве на ленточных глинах (Новгородская обл.). В большом количестве фероксигит найден в конкрециях и в меньшем в мелкоземе почвы из элювиального горизонта.
Очевидно, что возможно несколько путей образования лепидокрокита. Один из них многократно описанный через фазу гринраста при переменномредокс потенциале Ен. Другой с неясным механизмом (если исключить возможность кратковременного весеннего уменьшения Ен), который приводит к образованию лепидокрокита в степных почвах Забайкалья. Второй, малоизученный путь образования лепидокрокита заслуживает в будущем самого пристального внимания.
Картина меняется в мягких высокоглинистых новообразованиях. В них мало гетита--до 10 отн. %. Лепидокрокита гораздо больше: максимум статистического распределения приходится на группу образцов, содержащих 20-30 отн. % лепидокрокита. Таким образом, очевидна приуроченность лепидокрокита к новообразованиям с высоким содержанием глинистых минералов.
Такой же неоднозначностью страдают и данные мессбауэровской спектроскопии. Исключение составляет электронная микроскопия (включающая энергодисперсионный анализ), которая обеспечивает более ясную информацию о типе замещения железа в решетке гетита. Тем не менее, изменения параметров ячейки гетитов и мессбауэровских характеристик в ряде почв, например в латеритных почвах (оксисолях), действительно связаны с внедрением алюминия в решетку гетита. В последние годы, благодаря применению высоколокальных методов анализа, включая электронную микроскопию, получены однозначные доказательства присутствия в почвах алюмогетитов.
Изоморфное замещение железа на алюминий достигает в гетитах 35 моль %. Это замещение сильно сказывается на свойствах частиц гетитов. Прежде всего, оно приводит к уменьшению размеров частиц гетита и изменению их габитуса Вместо игольчатых частиц, характерных для гетита, алюмогетит в почвах бывает представлен агрегатами мелких слипшихся частиц неправильной формы.
Важным представляется вопрос о влиянии оглеения почв на степень замещения железа в алюмогетитах. Очевидно, что доля алюминия в составе новообразованного гетита зависит во многом от активности ионов А13+ в почвенном растворе. По мере развития оглеения возможно как уменьшение, так и повышение активности А13+, и, соответственно уменьшение либо увеличение доли алюминия в гетитах.
В результате растворимость алюмосодержащих минералов в нейтральной среде снижается, что уменьшает активность ионов А13+ в почвенном растворе и препятствует образованию алюмогетитов.
Возможна и иная ситуация. В ходе оглеения частицы глинистых минералов лишаются защитной пленки гидроксидов железа и становятся более растворимыми. В результате в кислом растворе повышается активность ионов А13+ и соответственно вероятность синтеза алюмогетитов.
Установлена важная роль неорганических стабилизаторов структуры гидроксидов железа. При этом каждый из гидроксидов стабилизируется своим химическим элементом: ферригидрит кремнием, фероксигит марганцем, лепидокрокит фосфором, гетит алюминием. Некоторые органические соединения защищают частицы гидроксидов железа от редукции. Ферригидрит и фероксигит образуется при участии биоты, тогда как образование лепидокрокита и гетита идет и абиотическим путем.
2. Составлен список необходимых реактивов и оборудования на каждый анализ
3. Изучена методика по определению двухвалентного железа, приведенная в ГОСТ 27395-87.
1. Орлов, Дмитрий Сергеевич. Химия почв: Учеб. для вузов по спец."Агрохимия и почвоведение" / Д.С. Орловю - М.: Изд-во МГУ, 2010. - с.391-392.
2. Залуцкий А.А. Диагностика соединений железа в почвенно-минеральных объектах (современные направления и перспективы физико-химических методов исследования / А.А. Залуцкий, В.Ф. Бабанин, Н.А. Седьмов // Известия вузов. Химия и химическая технология. -- Б.м. -- 2 009. -- Т. 47, № 6. -- С. 49-53.
3. Аринушкина Е. В. Руководство по химическому анализу почв: учебное посособие для студ. вузов / Е.В. Аринушкина. -- Изд. 2-е, перераб. и доп..--Москва: Изд-во Моск. ун-та, 2008. -- 87с.
4. Воробьева, Людмила Андреевна. Химический анализ почв: Учеб. для студентов вузов, обучающихся по направлению и спец. " Почвоведение " / Л.А. Воробьева. -- М.: Изд-во Моск. ун-та, 2008. -- 271 с.: табл., граф. -- Библиогр.: с. 257. - с. 258-260.
5. Кудрявцева А.П. Химический анализ почв: руководство к лабораторно-практическим занятиям для студентов / А. П. Кудрявцева. -- К азань: Б.и., 1971.Ч. 1. -- 1971.-- 88 с.
6. Химический анализ горных пород и минералов. -- Москва: Б.и., 2009.--248с.
Методика отбора образцов почвы для лабораторных исследований. Определение почв в полевых условиях по морфологическим признакам. Полевой анализ основных почвообразовательных факторов. Взятие почвенных образцов и монолитов, закладка почвенных разрезов. отчет по практике [23,5 K], добавлен 06.02.2011
Наиболее распространенные взгляды на предмет и содержание геохимии. Роль железа в биосфере. Наличие у элемента нескольких степеней окисления. Руды и минералы, содержащие железо. Основные месторождения железных руд. Круговорот железа на земле. реферат [5,2 M], добавлен 09.06.2011
Атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС) определения содержания железа в сырой нефти или нефтяных топливах. Преимущества метода: простота, высокая селективность и малое влияние состава пробы на результаты анализа. Необходимость переведения проб в раствор. реферат [737,2 K], добавлен 02.06.2009
Почвенный раствор. Источники почвенного раствора и формы воды, входящие в его состав. Динамика концентрации почвенного раствора. Методы выделения почвенных растворов. Ионометрический анализ почвенных образцов. Подзолистые, болотные и бурые лесные почвы. курсовая работа [66,7 K], добавлен 24.03.2015
Формирование и развитие почвенно-геохимического картографирования. Почвенно-геохимические карты в системе тематического картографирования. Виды почвенных съемок. Крупномасштабное картирование почв. Цели и методы крупномасштабного картирования почв. курсовая работа [441,9 K], добавлен 18.04.2013
Палеонтологические методы в геологии и стратиграфии. Методика изучения ископаемого материала на примере фораминифер. Лабораторные методы обработки палеонтологических образцов на примере микрофауны. Современные технологии в палеонтологии, их сущность. курсовая работа [5,6 M], добавлен 09.01.2013
Понятие физики почв как области почвоведения о физических свойствах почв. Представление о физических свойствах и режимах почвы в период эмпирического накопления знаний о почве (ок. 8 тыс. лет до н.э. - XV в.), в эпоху Возрождения (XVI-XVIII вв.). реферат [42,9 K], добавлен 04.02.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Методы определения двухвалентного железа в почве курсовая работа. Геология, гидрология и геодезия.
Курсовая работа по теме Роль податків у фінансовій системі України
Сочинение На Тему Прогулка 5 Класс
Реферат по теме В.И. Вернадский: путь в ноосферу
Курсовая работа по теме Организация прогностического процесса в РФ
Эссе На Тему Цели
Остаточная энтропия
Пособие по теме Theoretical English grammar
Реферат: Чарльз Бэббидж
Реферат: Законы РФ, их виды и соотношение
Реферат: Битва при Фате и скифская тактика
Курсовая Работа По Педагогике Формирование
Книга: Гражданское право том 2а ред. Суханова Е.А
Контрольная работа: Методы, функции и автоматизация управления
История Парикмахерского Искусства Дипломная Работа
Реферат Разработка Брендбука
Курсовая работа: Статистический анализ банковской деятельности в России
Реферат: Великая Отечественная война 11
Контрольная Работа На Тему Философия Религии
Реферат Круговорот Углерода В Природе
Курсовая работа по теме Історія розвитку обчислювальної техніки
Системы документации в Российской Федерации - Бухгалтерский учет и аудит контрольная работа
Документальное оформление и учет операций по расчетному счету в банке - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Влияние мобильных телефонов на здоровье человека - Биология и естествознание научная работа