METODO 26
DETERMINAZIONE DELLA CAPACITA' DI SCAMBIO
CATIONICO CON AMMONIO ACETATO
1. Oggetto e campo di applicazione
Descrizione di un metodo per la determinazione della capacita' di
scambio cationico.
Il metodo e' applicabile ai terreni contenenti meno di 50 g/kg di
calcare totale (cfr. metodo 9).
2. Principio
Lo scambio tra suolo e soluzione scambiante viene effettuato prima
per agitazione e successivamente per lisciviazione. Si elimina
l'eccesso della soluzione di acetato ammonico con ripetuti lavaggi
con alcool etilico. Si procede quindi alla determinazione
dell'ammonio assorbito per distillazione secondo Kjeldahl, operando
direttamente sul terreno o su un'aliquota della soluzione ottenuta
lisciviando il complesso suolo-NH4 con una soluzione di sodio
cloruro.
3. Reagenti
Nel corso dell'analisi utilizzare acqua distillata o di purezza
equivalente e reagenti di qualita' analitica riconosciuta.
3.1. Acido acetico, CH2CO2H, al 99% (rho = 1,05).
3.2. Ammonio idrossido, NH4OH, soluzione al 30% (rho = 0,892).
3.3. Ammonio idrossido, NH4OH, soluzione 1:10 (v/v): diluire 100 ml
di ammonio idrossido al 30% (3.2) a 1000 ml con acqua.
3.4. Acido acetico, CH2CO2H, soluzione 100 ml/l: diluire 100 ml di
acido acetico al 99% (3.1) a 1000 ml con acqua.
3.5. Ammonio acetato, CH3CO2NH4, soluzione estraente 1 mol/l a pH 7:
sciogliere 77,08 g di ammonio acetato in circa 900 ml di acqua in
becher da 1000 ml. Portare il pH della soluzione a 7,0 mediante
aggiunte di soluzione di ammonio idrossido (3.3) o acido acetico
(3.4). Travasare quantitativamente in un matraccio tarato da 1000 ml
e diluire a volume con acqua. Tappare e omogeneizzare. Controllare di
tanto in tanto il pH ed eventualmente aggiustarlo a 7,0, come sopra
descritto.
3.6. Reattivo di Nessler: se non e' disponibile una soluzione
commerciale, sciogliere in acqua, in un pallone da 100 ml, 13 g di
mercurio ioduro, HgI2, e 16 g di potassico ioduro, KI. Portare a vo-
lume con acqua. Mescolare quindi la soluzione con un eguale volume di
soluzione di soda al 20%.
3.7. Sodio cloruro, NaCl, soluzione 100 g/l acidificata: sciogliere
100 g di sodio cloruro purissimo, privo di ammoniaca, in 750 ml di
acqua calda: aggiungere 25 ml di acido cloridrico 2 mol/l e portare
al volume di un litro.
3.8. Sodio idrossido, NaOH, soluzione 1 mol/l: sciogliere 40 g di
sodio idrossido in un litro di acqua.
3.9. Acido borico, H3BO3, soluzione 20 g/l.
3.10. Acido solforico, H2SO4, soluzione 0,005 mol/l: portare 10 ml di
acido solforico 0,5 mol/l prelevati con buretta a 1000 ml con acqua.
3.11. Etanolo, CH3CH2OH, al 95%.
3.12. Indicatore misto: sciogliere 0,1 g di rosso di metile,
C15H15N3O2, e 0,2 g di verde bromocresolo, C21H14O5BrS, in 100 ml di
etanolo.
4. Apparecchiatura
Corrente attrezzatura da laboratorio e in particolare:
4.1. Apparecchio di distillazione secondo Kjeldahl, scala semimicro
(cfr. figura 19.1).
5. Procedimento
5.1. Preparazione del campione per l'analisi
Preparare il campione come descritto nel metodo 2, setacciato a 2 mm.
5.2. Presa del campione
Pesare 25 g di suolo e porli in una beuta da 250 ml.
5.3. Estrazione
5.3.1. Aggiungere al suolo da 35 a 50 ml dalla soluzione di ammonio
acetato (3.5). Tappare la beuta, agitare per alcuni minuti e lasciare
a riposo per una notte.
5.3.2. Trasferire il contenuto della beuta in un imbuto di Buchner
coperto con un filtro umido di carta Wathman n. 42 e filtrare
applicando, se necessario, una blanda aspirazione.
5.3.3. Lavare quindi con 200 ml della soluzione di ammonio acetato
(3.5), aggiungendo piccole porzioni per volta in modo che la
lisciviazione richieda almeno un ora. Al suolo saturato con NH4
rimasto sul Buchner aggiungere a piccole porzioni etanolo al 95%
(3.11) fino a reazione negativa del reattivo di Nessler (3.6).
5.4. Distillazione diretta dell'ammonio assorbito
5.4.1. Trasferire il suolo ottenuto in 5.3 (compreso il filtro) in un
pallone di Kjeldahl. Aggiungere 400 ml di acqua e circa 10 g di sodio
cloruro (3.7), 5 gocce di miscela antischiuma e 40 ml di sodio
idrossido (3.8).
5.4.2. Collegare il pallone con il refrigerante e distillare
raccogliendo il distillato in 50 ml di acido borico (3.9). Al
distillato aggiungere 10 ml di indicatore (3.12) e titolare con acido
solforico (3.10).
5.5. Spostamento e distillazione dell'ammonio assorbito
5.5.1. In alternativa alla distillazione diretta (5.4), lavare il
suolo con piccole porzioni della soluzione di sodio cloruro (3.7)
lasciando defluire completamente il liquido ogni volta.
Complessivamente usare 240 ml di soluzione.
5.5.2. Portare a volume il percolato raccolto in palloncino tarato da
250 ml. Prelevare un'aliquota in un micro Kjeldahl, inserire il
vapore e aggiungere lentamente 10 ml della soluzione di sodio
idrossido (3.8). Raccogliere il distillato in una beuta contenente 10
ml di acido borico (3.9).
5.5.3. Al termine della distillazione aggiungere 3 gocce di
indicatore (3.12) e titolare con acido solforico (3.10), fino a color
rosso.
5.6. Determinazione in bianco
Effettuare parallelamente una prova in bianco nelle stesse
condizioni, omettendo il campione.
6. Espressione dei risultati
6.1. La capacita' di scambio cationico si esprime in millequivalenti
per 100 g di suolo, equivalenti a cmol(+)/kg, con una cifra decimale.
6.2. Se si e' operato come in 5.4, la capacita' di scambio cationico
si ricava dalla relazione:
m N
C = -------
P
dove:
C e' la capacita' di scambio cationico, espressa in millequivalenti
per 100 g di suolo, equivalenti a cmol(+)/kg;
m sono i ml della soluzione di acido solforico usati nella
titolazione;
N e' la concentrazione della soluzione di acido solforico, espressa
in cmol(+)/l;
P e' la massa del terreno sottoposto ad analisi, in grammi.
6.3. Se si e' operato come in 5.5, la capacita' di scambio cationico
si ricava dalla relazione:
m N n
C = ---------
A P 100
dove:
C e' la capacita' di scambio cationico, espressa in millequivalenti
per 100 g di suolo, equivalenti a cmol(+)/kg;
m sono i ml della soluzione di acido solforico usati nella
titolazione;
N e' la concentrazione della soluzione di acido solforico, espressa
in cmol(+)/l;
n sono i ml di percolato;
A sono i ml dell'aliquota prelevata;
P e' la massa del terreno sottoposto ad analisi, in grammi.
7. Note
7.1. Nel rapporto d'analisi specificare il metodo utilizzato.
7.2. Per controllare l'efficacia del lavaggio (5.3.3) puo' essere
utilizzato, invece del reattivo di Nessler, un coduttivimetro. In
questo caso le aggiunte di etanolo vanno praticate fino a quando le
conducibilita' non scende al di sotto di 50 uS.