Глава I. Первоначальные химические понятия. Практическая работа 3. Анализ почвы — с. 29
Практическая работа 3. Анализ почвы. Из курса физической географии вы знаете, от чего зависит плодородие почвы. Почва является индивидуальным веществом или смесью веществ?
Предложите свои варианты исследования почвы с помощью изученных способов разделения смесей. Сделайте общий вывод. Опыт 1. Механический анализ почвы. Рассмотрите с помощью увеличительного стекла или лупы образец почвы. Сделайте вывод: почва является индивидуальным веществом или смесью веществ?
Если вы решили, что почва — это смесь веществ, определите, к какому типу смесей она относится — гомогенным или гетерогенным. Поместите в пробирку или колбу почву на высоту 1—2 см и добавьте 4—5 мл дистиллированной воды. Закройте пробирку пробкой и тщательно встряхивайте в течение 1—2 мин. С помощью лупы наблюдайте за осаждением частиц почвы и структурой осадка. Опишите и объясните свои наблюдения. Опыт 2. Получение почвенного раствора и опыты с ним. Соберите прибор для фильтрования (рис. 27): вложите бумажный фильтр в воронку, закреплённую в кольце штатива, и смочите его водой. В химический стакан профильтруйте полученную в первом опыте смесь почвы и воды. Твёрдые нерастворимые компоненты почвы останутся на фильтре, а в стакане соберётся фильтрат — прозрачный почвенный раствор. Исследуйте его.
1. С помощью пипетки поместите несколько капель почвенного раствора на стеклянную пластинку и, используя тигельные щипцы, подержите её над пламенем спиртовки до полного испарения воды. Что наблюдаете?
Объясните.
2. Испытайте среду почвенного раствора с помощью универсальной индикаторной бумаги. С этой целью на неё пипеткой нанесите каплю почвенного раствора и, используя шкалу на упаковке, определите среду раствора. Сделайте вывод: какую — кислую, щелочную или нейтральную — среду имеет полученный вами почвенный раствор?
3. В одну пробирку прилейте 2—3 мл дистиллированной воды, а в другую — такой же объём почвенного раствора. В каждую пробирку добавьте по одной капле 2 %-ного раствора перманганата калия. Что наблюдаете?
В пробирке с дистиллированной водой окраска раствора перманганата калия не изменилась. Что наблюдали в почвенном растворе?
Сделайте вывод о наличии перегноя (органических веществ) в почвенном растворе, если известно, что исчезновение окраски указывает на его присутствие. Дополнительное задание. Проконсультируйтесь у специалиста, какая почва характерна для вашего региона. Предложите способ улучшения её плодородия. [на рисунке 27: прибор для фильтрования — штатив с кольцом, воронка с фильтром, химический стакан для фильтрата, смесь льют по стеклянной палочке]
Цель: выяснить, является ли почва веществом или смесью, и изучить её состав с помощью способов разделения смесей.
Оборудование и реактивы: образец почвы, лупа, пробирка с пробкой, дистиллированная вода, штатив с кольцом, воронка, бумажный фильтр, химический стакан, стеклянная палочка, пипетка, стеклянная пластинка, тигельные щипцы, спиртовка, универсальная индикаторная бумага, 2 %-ный раствор перманганата калия KMnO₄.
Варианты исследования: почву можно разделять отстаиванием (по плотности частиц), фильтрованием (отделение нерастворимых частиц от раствора), выпариванием (выделение растворённых солей); отделять органические остатки, всплывающие на воду; магнитом проверять наличие железистых частиц.
Опыт 1. Под лупой видны частицы разного размера и цвета: светлые крупинки песка, тёмные частицы перегноя (гумуса), комочки глины, остатки корешков. Состав неоднороден, поэтому почва — не индивидуальное вещество, а смесь, причём гетерогенная. После встряхивания с водой смесь мутнеет; быстро оседают самые тяжёлые частицы — песок, образуя нижний слой осадка; над ним оседают более мелкие частицы глины и ила; вода остаётся мутноватой, а лёгкие органические остатки всплывают. Различие скорости оседания объясняется различной плотностью и размером частиц (отстаивание).
Опыт 2. Бумажный фильтр вставили в воронку, закреплённую в кольце штатива, смочили водой; смесь переливали по стеклянной палочке, чтобы не повредить фильтр. На фильтре остались нерастворимые частицы, в стакан стекал почти прозрачный, слегка желтоватый фильтрат — почвенный раствор.
1) При выпаривании капли раствора на стеклянной пластинке вода испарилась, на стекле остался белёсый налёт (кристаллики) — следы растворимых минеральных солей (нитратов, фосфатов, хлоридов, сульфатов), которые были в растворе. Вывод: почвенный раствор содержит растворённые вещества.
2) Индикаторная бумага при нанесении капли раствора окрашивается примерно в цвета, соответствующие рН 6—7 (жёлто-зелёный оттенок). Вывод: почвенный раствор имеет нейтральную или слабокислую среду, типичную для многих почв средней полосы.
3) В пробирке с дистиллированной водой фиолетово-розовая окраска KMnO₄ сохраняется. В пробирке с почвенным раствором окраска перманганата калия постепенно бледнеет и исчезает (или буреет). Вывод: в почвенном растворе есть органические вещества (остатки перегноя), которые окисляются перманганатом калия, и он обесцвечивается.
Общий вывод: почва — гетерогенная смесь твёрдых минеральных частиц (песок, глина), органических веществ (перегной), воды, воздуха и растворённых солей. Применённые способы — отстаивание, фильтрование, выпаривание — основаны на различии физических свойств компонентов. Плодородие почвы определяется содержанием перегноя и растворимых солей, необходимых растениям, и средой раствора.
Дополнительное задание. Для средней полосы России характерны дерново-подзолистые почвы с кислой или слабокислой средой и малым содержанием перегноя. Для повышения плодородия вносят органические удобрения (навоз, компост), известкуют кислые почвы (гашёной известью или доломитовой мукой), добавляют минеральные удобрения, применяют севооборот и рыхление. Для чернозёмов основная забота — сохранить перегной и влагу.
Оговорка: результаты зависят от образца почвы; значения рН и окраски даны ориентировочно.
Оборудование и реактивы: образец почвы, лупа, пробирка с пробкой, дистиллированная вода, штатив с кольцом, воронка, бумажный фильтр, химический стакан, стеклянная палочка, пипетка, стеклянная пластинка, тигельные щипцы, спиртовка, универсальная индикаторная бумага, 2 %-ный раствор перманганата калия KMnO₄.
Варианты исследования: почву можно разделять отстаиванием (по плотности частиц), фильтрованием (отделение нерастворимых частиц от раствора), выпариванием (выделение растворённых солей); отделять органические остатки, всплывающие на воду; магнитом проверять наличие железистых частиц.
Опыт 1. Под лупой видны частицы разного размера и цвета: светлые крупинки песка, тёмные частицы перегноя (гумуса), комочки глины, остатки корешков. Состав неоднороден, поэтому почва — не индивидуальное вещество, а смесь, причём гетерогенная. После встряхивания с водой смесь мутнеет; быстро оседают самые тяжёлые частицы — песок, образуя нижний слой осадка; над ним оседают более мелкие частицы глины и ила; вода остаётся мутноватой, а лёгкие органические остатки всплывают. Различие скорости оседания объясняется различной плотностью и размером частиц (отстаивание).
Опыт 2. Бумажный фильтр вставили в воронку, закреплённую в кольце штатива, смочили водой; смесь переливали по стеклянной палочке, чтобы не повредить фильтр. На фильтре остались нерастворимые частицы, в стакан стекал почти прозрачный, слегка желтоватый фильтрат — почвенный раствор.
1) При выпаривании капли раствора на стеклянной пластинке вода испарилась, на стекле остался белёсый налёт (кристаллики) — следы растворимых минеральных солей (нитратов, фосфатов, хлоридов, сульфатов), которые были в растворе. Вывод: почвенный раствор содержит растворённые вещества.
2) Индикаторная бумага при нанесении капли раствора окрашивается примерно в цвета, соответствующие рН 6—7 (жёлто-зелёный оттенок). Вывод: почвенный раствор имеет нейтральную или слабокислую среду, типичную для многих почв средней полосы.
3) В пробирке с дистиллированной водой фиолетово-розовая окраска KMnO₄ сохраняется. В пробирке с почвенным раствором окраска перманганата калия постепенно бледнеет и исчезает (или буреет). Вывод: в почвенном растворе есть органические вещества (остатки перегноя), которые окисляются перманганатом калия, и он обесцвечивается.
Общий вывод: почва — гетерогенная смесь твёрдых минеральных частиц (песок, глина), органических веществ (перегной), воды, воздуха и растворённых солей. Применённые способы — отстаивание, фильтрование, выпаривание — основаны на различии физических свойств компонентов. Плодородие почвы определяется содержанием перегноя и растворимых солей, необходимых растениям, и средой раствора.
Дополнительное задание. Для средней полосы России характерны дерново-подзолистые почвы с кислой или слабокислой средой и малым содержанием перегноя. Для повышения плодородия вносят органические удобрения (навоз, компост), известкуют кислые почвы (гашёной известью или доломитовой мукой), добавляют минеральные удобрения, применяют севооборот и рыхление. Для чернозёмов основная забота — сохранить перегной и влагу.
Оговорка: результаты зависят от образца почвы; значения рН и окраски даны ориентировочно.