METODO 15
DETERMINAZIONE DEL CARBONIO ORGANICO
(METODO WALKLEY E BLACK)
1. Oggetto e campo di applicazione
Descrizione di un metodo per la determinazione del carbonio organico.
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. 6.2).
2. Principio
2.1. La sostanza organica viene ossidata con potassio bicromato in
presenza di acido solforico, alla temperatura che si raggiunge in
conseguenza della brusca diluizione dell'acido solforico. La reazione
viene interrotta diluendo con acqua dopo un tempo stabilito.
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. Nel calcolo si introduce un fattore empirico (0,77), che tiene
conto della frazione realmente ossidata nelle condizioni adottate.
Considerando un contenuto medio in carbonio della sostanza organica
pari a 580 g/kg, si introduce un secondo fattore (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
2g/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. Acido fosforico concentrato, H3PO4 (rho = 1,7).
4.3. Potassio bicromato K2Cr2O7, soluzione 1/6 mol/l: in un matraccio
tarato da 1000 ml contenente 600 ml di acqua sciogliere 49,032 g di
K2Cr2O7 essiccato in stufa da 130 a 140 C, portare a volume con
acqua e omogeneizzare.
4.4. Ferro ammonio solfato, Fe(NH4)2(SO4)2 per 6H2O, soluzione 0,5
mol/l: in un matraccio tarato da 1000 ml contenente 600 ml di acqua
sciogliere 196,06 g di Fe(NH4)2(SO4)2 per 6H2O. Aggiungere 15 ml di
H2SO4 (4.1), portare a volume con acqua ed omogeneizzare. Il titolo
della soluzione non e' stabile e deve essere controllato per ogni
serie di analisi.
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
Corrente attrezzatura da laboratorio e in particolare:
5.1. Agitatore magnetico.
5.2. 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.
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
In una beuta trasferire le seguenti quantita' di campione:
6.2.1. terreni con meno di 10 g/kg di sostanza organica: 2,0 g;
6.2.2. terreni con sostanza organica compresa tra 10 e 30 g/kg:
1,0 g;
6.2.3. terreni con piu' di 30 g/kg di sostanza organica: 0,5 g;
6.2.4. terreni torbosi: aliquote inferiori, tali da garantire che
alla fine della reazione almeno 3 ml di K2Cr2O7 risultino in eccesso.
6.3. Preparazione della soluzione per la titolazione
Aggiungere 10 ml esatti di soluzione di K2Cr2O7 (4.3), agitare
cautamente e aggiungere quindi 20 ml di acido solforico concentrato
(4.1). Aggiungere qualche cristallo di argento solfato (4.6) e
agitare nuovamente evitando che particelle di suolo aderiscano alle
pareti, coprire con vetro da orologio e lasciare in riposo per 30
minuti esatti, alla fine dei quali interrompere la reazione
aggiungendo 200 ml circa di acqua.
6.4. Titolazione della soluzione
6.4.1. Aggiungere 5 ml di acido fosforico concentrato (4.2) e 0,5 ml
di indicatore (4.5), porre la beuta su agitatore magnetico e titolare
con la soluzione di ferro ammonio solfato (4.4) fino al viraggio dal
blu al verde.
6.4.2. Qualora si disponga del titolatore automatico (4.3) si esegua
la titolazione potenziometrica omettendo le aggiunte di acido
fosforico ed indicatore.
6.5. Determinazione in bianco
Effettuare parallelamente una prova in bianco nelle stesse
condizioni, omettendo il campione.
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:
(B - Bl)
C = 38,961 per -----------
B per P
data da:
(B - Bl) per 10 per 0,003
C = 1000 per --------------------------
B per P per 0,77
dove:
C e' il contenuto in carbonio organico, espresso in g/kg;
B e' il volume, espresso in millilitri, di soluzione di ferro ammonio
solfato consumata per la prova in bianco;
Bl e' il volume, espresso in millilitri, di soluzione di ferro
ammonio solfato consumata per titolare il campione;
P e' la massa del terreno sottoposto ad analisi, in grammi;
0,003 e' il peso equivalente del carbonio;
0,77 e' un fattore empirico che tiene conto della frazione realmente
ossidata nelle condizioni adottate.
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 calcolato al punto 7.2;
Cl e' il contenuto, in g/kg, di ioni cloruro nel campione (cfr.
metodo 40);
0,11 e' il rapporto tra le masse di un atomo di carbonio e quattro
atomi di cloro (0,0846), gia' corretto con il fattore 0,77 (7.1).
7.4. Per trasformare il carbonio organico in sostanza organica
utilizzare la seguente espressione:
Sostanza organica = 1,724 per C organico
8. Note
8.1. Nel rapporto d'analisi specificare il metodo utilizzato.
8.2. Come indicatore si puo' utilizzare anche la ferroina (14,85 g di
1-10 fenantrolina cloruro monoidrato e 6,95 g di ferro solfato
eptaidrato, FeSO4 per 7H2O, in 1000 ml di acqua). In questo caso non
va aggiunto l'acido fosforico.