METODO 14
DETERMINAZIONE DEL CARBONIO ORGANICO
(METODO SPRINGER E KLEE)
1. Oggetto e campo di applicazione
Descrizione di un metodo volumetrico per la determinazione del
carbonio organico di origine biologica.
Il metodo e' applicabile a tutti i tipi di suolo: il quantitativo di
campione da sottoporre all'analisi va pero' scelto in funzione del
contenuto in sostanza organica (cfr. 5.2).
2. Principio
2.1. La sostanza organica viene ossidata per trattamento a condizioni
definite di acidita' e temperatura con quantita' note di potassio
bicromato.
2.2. La quantita' di potassio bicromato che non ha reagito viene
determinata mediante titolazione con una soluzione di solfato
ferroso. La titolazione puo' essere eseguita con un titolatore
automatico o manualmente.
2.3. Considerando un contenuto medio in carbonio della sostanza
organica pari a 580 g/kg, si introduce un fattore empirico (1,724)
per trasformare il carbonio organico in sostanza organica.
3. Interferenze
3.1. Sull'accuratezza dei risultati possono interferire gli ossidi
superiori di manganese, i composti ferrosi e i cloruri. I primi pero'
sono di norma trascurabili e i secondi si ossidano durante
l'essiccamento all'aria.
3.2. L'interferenza dei cloruri si elimina, se essi sono inferiori a
2 g/kg, con l'aggiunta di qualche cristallo d'argento solfato (o di
mercurio solfato) prima dei reagenti. Nel caso di contenuti superiori
a 2 g/kg i risultati devono essere corretti sulla base della presenza
di cloruri, determinati per altra via (cfr. metodo 40).
4. Reagenti
Nel corso dell'analisi utilizzare acqua distillata o di purezza
equivalente e reagenti di qualita' analitica riconosciuta.
4.1. Acido solforico concentrato, H2SO4 (rho = 1,84).
4.2. Potassio bicromato K2Cr207, soluzione 1/3 mol/l: in un matraccio
tarato da 1000 ml trasferire 98,08 g di K2Cr2O7 polverizzato ed
essiccato per un'ora da 130 a 140 C; sciogliere, portare a volume
con acqua ed omogeneizzare.
4.3. Acido fosforico, H3PO4, all'85% (rho = 1,7).
4.4. Ferro solfato (II), FeSO4 per 7H2O, soluzione 0,2 mol/l: in un
matraccio tarato da 1000 ml trasferire 55,6 g di FeSO4 per 7H2O e
addizionare 100 ml di acqua. Aggiungere 20 ml di H2SO4 (4.1),
raffreddare, portare a volume con acqua ed omogeneizzare. La
soluzione dev'essere preparata giornalmente.
4.5. Acido 4-difenilamminsolfonato sodico, C12H10NaNO3S, indicatore:
porre 0,2 g di acido 4-difenilamminsolfonato sodico in un matraccio
tarato da 100 ml, sciogliere in H2SO4 (4.1) e portare a volume sempre
in H2SO4 (4.1).
4.6. Argento solfato, Ag2SO4, cristalli.
5. Apparecchiatura
Al fine di avere maggiore uniformita' nel procedimento analitico si
consiglia di usare vetreria tipo Duran.
Corrente attrezzatura da laboratorio e in particolare:
5.1. Matraccio per attacco, come da figura 14.1, di volume non
superiore a 200 ml, completo di termometro con scala fino a 200 C e
graduazione di 1 C.
5.2. Piastre di protezione per bunsen in vetroceramica di tipo Ceran.
5.3. Titolatore automatico (opzionale), corredato da elettrodo
combinato di platino per misure di potenziale di ossido-riduzione e
microburetta automatica da 5 ml con aggiunte unitarie di 2 ul.
----> Vedere Figura a Pag. 37 del S.O. <----
6. Procedimento
6.1. Preparazione del campione per l'analisi
Preparare il campione come descritto nel metodo 2, setacciato a 2 mm.
6.2. Presa del campione:
Nel matraccio per attacco (5.1) trasferire le seguenti quantita' di
campione:
6.2.1. terreni con meno di 25 g/kg di sostanza organica: 5,0 g;
6.2.2. terreni con sostanza organica compresa tra 25 e 50 g/kg:
2,5 g;
6.2.3. terreni con sostanza organica compresa tra 50 e 125 g/kg: 1 g;
6.2.4. suoli torbosi: aliquote inferiori, tali da garantire che nel
campione siano contenuti non piu' di 80 mg di carbonio.
6.3. Preparazione della soluzione per la titolazione
6.3.1. Addizionare al terreno, per mezzo di una buretta, 20 ml esatti
di soluzione di K2Cr2O7 (4.2) e successivamente goccia a goccia, o
comunque molto lentamente, 26 ml esatti di H2SO4 (4.1), raffreddando
in bagno di acqua e ghiaccio in modo che la temperatura della
soluzione venga mantenuta tra 40 e 50 C. Aggiungere qualche
cristallo di argento solfato (4.6) e inserire il termometro in modo
che il bulbo non tocchi il fondo del matraccio.
6.3.2. Riscaldare con fiamma il piu' rapidamente possibile per
raggiungere la temperatura di 160 piu' o meno 2 C e mantenerla
costante per 10 minuti esatti, agitando di tanto in tanto.
Raffreddare rapidamente a temperatura ambiente, trasferire
quantitativamente in un pallone tarato da 200 ml, portare a volume
con acqua ed omogeneizzare.
6.4. Titolazione della soluzione
6.4.1. Prelevare con pipetta dal matraccio 20 ml di soluzione limpida
e trasferirli in una beuta da 250 ml. Aggiungere 8 ml di acido
fosforico concentrato (4.3) e 4 gocce di indicatore (4.5). diluire
poi con acqua fino a circa 100 ml.
6.4.2. Titolare l'eccesso di bicromato con la soluzione di ferro
solfato (4.4) fino al viraggio dal violetto al verde, utilizzando una
sorgente luminosa al di sotto della beuta.
6.4.3. Qualora si disponga del titolare automatico (4.3) si esegua la
titolazione potenziometrica omettendo le aggiunte di acido fosforico
ed indicatore.
6.5. Determinazione in bianco
Effettuare parallelamente due prove in bianco nelle stesse
condizioni, omettendo il campione:
6.5.1. Prova in bianco a caldo: procedere come descritto al punto
6.3, omettendo il campione.
6.5.2. Prova in bianco a freddo: procedere come descritto al punto
6.3.1., senza riscaldare la soluzione, che va direttamente trasferita
quantitativamente in matraccio da 200 ml, raffreddando e portando a
volume.
7. Espressione dei risultati
7.1. Il contenuto in carbonio organico si esprime in g/kg, senza
cifre decimali.
7.2. In assenza di cloruri
Il contenuto in carbonio organico si ricava dalla relazione:
30
C = (B - Bl) N1 per ---
P
data da:
200 1000
C = (B - Bl) per N1 ---- per 0,003 per -----
20 P
dove:
C e' il contenuto in carbonio organico, espresso in g/kg;
B e' il volume, espresso in millilitri, di soluzione di ferro solfato
consumata per la prova in bianco a caldo;
Bl e' il volume, espresso in millilitri, di soluzione di ferro
solfato consumata per titolare il campione;
N1 e' la normalita' reale del FeSO4, calcolata facendo il rapporto
fra i 2 ml di K2Cr2O7 2N (1/10 del bicromato aggiunto inizialmente)
presenti nella prova in bianco a freddo (6.5.2) ed i ml di FeSO4
utilizzati per titolarli, cioe':
2
ml FeSO4 per titolare prova in bianco a freddo
La sua determinazione e' richiesta per eliminare sia l'errore dovuto
alla minima decomposizione del K2Cr2O7 durante il riscaldamento a 160
C, sia per normalizzare la soluzione di FeSO4. Fare attenzione alla
differenza tra le quantita' di FeSO4 utilizzate per la titolazione
della prova in bianco a freddo e quelle utilizzate per la titolazione
della prova in bianco a caldo. Se tale differenza supera 0,4 ml, e'
opportuno ripetere sia le prove in bianco, sia verificare l'esatta
normalita' della soluzione di FeSO4.
0,003 e' il peso equivalente del carbonio;
P e' la massa del terreno sottoposto ad analisi, in grammi.
7.3. In presenza di cloruri
7.3.1. Se i cloruri sono inferiori a 2 g/kg applicare le formule del
punto 7.2.
7.3.2. Se i cloruri sono superiori a 2 g/kg il contenuto di carbonio
effettivo Cc e' dato da:
Cc = C - 0,085 per Cl
dove:
C e' il contenuto, in g/kg, di carbonio calolato al punto 7.1;
Cl e' il contenuto, in g/kg, di ioni cloruro nel campione (cfr.
metodo 40);
0,085 e' il rapporto tra le masse di un atomo di carbonio e quattro
atomi di cloro.
7.4. Per trasformare il carbonio organico in sostanza organica
utilizzare la seguente espressione:
Sostanza organica = 1,724 per C organico
8. Note
Nel rapporto d'analisi specificare il metodo utilizzato.