METODO 29
DETERMINAZIONE DELLE BASI DI SCAMBIO (POTASSIO,
MAGNESIO, CALCIO E SODIO) CON AMMONIO ACETATO
1. Oggetto e campo di applicazione
Descrizione di un metodo per la determinazione delle basi di scambio
(potassio, magnesio, calcio e sodio).
Il metodo e' applicabile ai terreni con pH in acqua minore di 7 (cfr.
metodo 7).
2. Principio
Il metodo prevede l'estrazione di potassio, magnesio, calcio e sodio
con una soluzione a base di ammonio acetato. I cationi estratti sono
dosati per spettrofotometria in assorbimento atomico.
3. Reagenti
Nel corso dell'analisi utilizzare acqua distillata o di purezza
equivalente e reagenti di qualita' analitica riconosciuta.
3.1. Ammonio idrossido, NH4OH, soluzione 1:10 (v/v): diluire 100 ml
di ammonio idrossido al 30% (rho = 0,892) a 1000 ml con acqua.
3.2. Acido acetico, CH2COOH, soluzione 1:10 (v/v): diluire 100 ml di
acido acetico al 99% (rho = 1,05) a 1000 ml con acqua.
3.3. Acido cloridrico, HCl, soluzione 1:10 (v/v): diluire 100 ml di
HCl al 37% (rho = 1,186) a 1000 ml con acqua.
3.4. Ammonio acetato, CH3CO2NH4, soluzione estraente 1 mol/l a pH 7:
sciogliere 77,08 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 (3.1) o acido acetico
(3.2). 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.
3.5. Ammonio acetato, CH3CO2NH4, soluzione per la preparazione degli
standard: sciogliere 154,16 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 (3.1) o acido
acetico (3.2). Travasare quantitativamente in un matraccio tarato da
1000 ml e diluire a volume con acqua. Tappare e omogeneizzare.
3.6. Acido nitrico, HNO3, soluzione 5 mol/l: diluire 346 ml di HNO3
al 65% (rho = 1,40) a 1000 ml con acqua.
3.7. Lantanio nitrato, La(NO3)3 per 6H2O, soluzione 20 g/l:
sciogliere 62,34 g di La(NO3)3 per 6H2O in 1000 ml di HNO3 (3.6).
3.8. Potassio, soluzione standard madre a 1000 mg/l di K: se non e'
disponibile una soluzione commerciale a titolo garantito, pesare
1,9067 g di potassio cloruro, KCl, essiccato a 100 C per 4 ore e
scioglierli in 250 ml di acqua contenuta in un becher da 500 ml.
Travasare quantitativamente in un matraccio tarato da 1000 ml e
portare a volume con acqua. Tappare ed omogeneizzare.
3.9. Magnesio, soluzione standard madre a 1000 mg/l di Mg: se non e'
disponibile una soluzione commerciale a titolo garantito, pesare
1,6582 g di magnesio ossido, MgO, calcinato a 800 C in muffola per 2
ore e scioglierli nella minima quantita' di HCl (3.3) in un becher da
250 ml. Travasare quantitativamente in un matraccio tarato da 1000 ml
e portare a volume con acqua. Tappare ed omogeneizzare.
3.10. Sodio, soluzione standard madre a 1000 mg/l di Na: se non e'
disponibile una soluzione commerciale a titolo garantito, pesare
2,5421 g di sodio cloruro, NaCl, essiccato a 100 C per 4 ore e
scioglierli in 250 ml di acqua contenuta in un becher da 500 ml.
Travasare quantitativamente in un matraccio tarato da 1000 ml e
portare a volume con acqua. Tappare ed omogeneizzare.
3.11. Calcio, soluzione standard madre a 1000 mg/l di Ca: se non e'
disponibile una soluzione commerciale a titolo garantito, pesare
2,4973 g di calcio carbonato, CaCO3, essiccato a 100 C per 4 ore e
scioglierli nella minima quantita' di HCl (3.3) in un becher da 250
ml. Travasare quantitativamente in un matraccio tarato da 1000 ml e
portare a volume con acqua. Tappare ed omogeneizzare.
3.12. Soluzione standard intermedia a 100 mg/l di potassio, magnesio
e sodio: dalle soluzioni 3.8, 3.9 e 3.10 prelevare esattamente 100 ml
di ciascuno standard trasferendo le aliquote in un matraccio tarato
da 1000 ml. Portare a volume con acqua, tappare ed omogeneizzare.
3.13. Soluzione standard intermedia a 100 mg/l di calcio: dalla
soluzione 3.11 prelevare esattamente 100 ml e trasferirli in un
matraccio tarato da 1000 ml. Portare a volume con acqua, tappare ed
omogeneizzare.
3.14. Soluzioni standard di lavoro per potassio, magnesio e sodio:
dalla soluzione 3.12 prelevare con buretta di precisione 25, 50, 100
e 200 ml, ponendoli in matracci tarati da 500 ml. Addizionare a
ciascun matraccio 250 ml di soluzione per la preparazione degli
standard (3.5) e portare a volume con acqua. Tappare ed
omogeneizzare. Le quattro soluzioni cosi' ottenute hanno le
concentrazioni di potassio, magnesio e sodio di 5, 10, 20 e 40 mg/l.
3.15. Soluzioni standard di lavoro per il calcio: dalla soluzione
3.13 prelevare con buretta di precisione 10, 25, 50 e 100 ml,
ponendoli in matracci tarati da 500 ml. Addizionare a ciascun
matraccio 50 ml di soluzione di lantanio (3.7) e portare a volume con
acqua. Tappare ed omogeneizzare. Le quattro soluzioni cosi' ottenute
hanno le concentrazioni di calcio di 2, 5, 10 e 20 mg/l.
4. Apparecchiatura
Corrente attrezzatura da laboratorio e in particolare:
4.1. Agitatori rotanti a 40 giri al minuto o agitatori oscillanti da
120 a 140 cicli al minuto.
4.2. Spettrofotometro ad assorbimento atomico.
5. Procedimento
5.1. Preparazione del campione per l'analisi
Preparare il campione come descritto nel metodo 2, setacciato a 2 mm.
5.2. Estrazione
Pesare 5,0 g di terreno porli in un matraccio da 250 ml. Aggiungere
50 ml di soluzione estraente (3.4), agitare in agitatore rotativo o
oscillante per 30 minuti e filtrare in contenitori di plastica muniti
di tappo.
5.3. Preparazione della soluzione per il dosaggio del calcio
5.3.1. Dalla soluzione filtrata prelevare 1,0 ml e porlo in un
matraccio tarato da 25 ml. Addizionare 2,5 ml di soluzione di
lantanio (3.7), portare a volume con acqua, tappare ed omogeneizzare.
5.3.2. Parallelamente preparare una prova in bianco con i soli
reagenti.
5.4. Curva di taratura
5.4.1. Preparare la curva di taratura allo spettrofotometro in
assorbimento atomico con acetilene come combustibile, aria come
comburente e le seguenti lunghezze d'onda:
Potassio 766,5 nm
Magnesio 285,2 nm
Sodio 589,6 nm
Calcio 422,7 nm
5.4.2. Definire per lo strumento in dotazione condizioni tali da
rispettare la proporzionalita' tra l'assorbanza e la concentrazione
delle soluzioni di cui ai punti 3.14 e 3.15.
5.4.3. Predisporre sullo strumento la lampada specifica per
l'elemento da dosare selezionando la lunghezza d'onda riportata in
5.4.1. Azzerare lo spettrofotometro usando come bianco la soluzione
estraente (3.4) per potassio, magnesio e sodio e il bianco preparato
in 5.3.2 per il calcio.
5.4.4. Rilevare di seguito le assorbanze delle soluzioni standard di
cui ai punti 3.14 e 3.15 e, se la strumentazione adottata non prevede
la taratura automatica, costruire la curva di taratura riportando su
carta millimetrata in ordinata le assorbanze e in ascissa le relative
concentrazioni.
5.5. Dosaggio
5.5.1. Rilevare di seguito le assorbanze delle soluzioni campione
dopo aver effettuato le eventuali diluizioni, se necessario.
Intervallare ciascuna misura con aspirazione di acqua.
5.5.2. Per il calcio utilizzare la soluzione preparata in 5.3.
5.5.3. Riportare i valori trovati di assorbanza sulla curva di
taratura e leggere i corrispondenti valori di concentrazione.
6. Espressione dei risultati
6.1. Le basi di scambio si esprimono in mg/kg, senza cifre decimali,
o in millequivalenti per 100 g di suolo, equivalenti a cmol(+)/kg,
con due cifre decimali.
6.2. Concentrazione dei cationi
6.2.1. Effettuare i calcoli utilizzando la seguente espressione:
A per D
C = -----------
P
dove:
C e' la concentrazione del catione nel terreno, espressa in mg/kg;
A e' la concentrazione del metallo, espressa in mg/l, ricavata dalla
curva di taratura;
D e' il fattore di diluizione;
P e' la massa del terreno sottoposto ad analisi, in grammi.
6.2.2. Per esprimere i risultati in K2O, MgO e CaO moltiplicare i
valori di K, Mg e Ca rispettivamente per 1,2046, 1,658 e 1,399.
6.2.3. Per esprimere i risultati in cmol(+)/kg (equivalenti a meq/100
g) dividere i valori di K, Mg, Na e Ca rispettivamente per 390,983,
121,525, 229,898 e 200,4.
6.2.4. Nel caso di suoli contenenti piu' di 2 cmol(+)/kg di sali
solubili, e' necessario sottrarre dai dati sopra ricavati le
quantita' di ogni catione determinate sull'estratto acquoso.
6.3. Calcolo della saturazione basica
Calcolare la saturazione basica percentuale con la seguente
espressione:
S
SB = ---
T
dove:
SB e' la saturazione basica percentuale;
S e' la somma delle concentrazioni di potassio, magnesio, calcio e
sodio, espresse in cmol(+)/kg;
T e' la capacita' di scambio cationico, determinata con lo stesso
metodo ed espressa in cmol(+)/kg (cfr. metodo 26).