METODO 30
DETERMINAZIONE DELLE BASI DI SCAMBIO (POTASSIO,
MAGNESIO, CALCIO E SODIO) CON BARIO CLORURO
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 a tutti i terreni.
2. Principio
Il metodo prevede l'estrazione di potassio, magnesio, calcio e sodio
con una soluzione a base di bario cloruro e trietanolammina (TEA). 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. Acido cloridrico, HCl, soluzione 1 mol/l circa: diluire 83 ml di
HCl al 37% (rho = 1,186) a 1000 ml con acqua.
3.2. Soluzione estraente a base di bario cloruro e trietanolammina a
pH = 8,1: sciogliere 100 g di bario cloruro, BaCl2 per 2H2O, in circa
800 ml di acqua in becher da 1000 ml. Addizionare 22,5 ml di
trietanolammina (rho = 1,12), N(CH2OHCH2)3, e portare il pH della
soluzione a 8,1 piu' o meno 0,1 mediante aggiunte della soluzione di
acido cloridrico (3.1). Travasare quantitativamente in un matraccio
tarato da 1000 ml e diluire a volume con acqua. Tappare ed
omogeneizzare.
3.3. Soluzione per la preparazione degli standard: sciogliere 200 g
di bario cloruro (BaCl2 per 2H2O) in circa 800 ml di acqua in becher
da 1000 ml. Addizionare 45 ml di trietanolammina (rho = 1,12),
N(CH2OHCH2)3, e portare il pH della soluzione a 8,1 piu' o meno 0,1
mediante aggiunte della soluzione di acido cloridrico (3.1).
Travasare quantitativamente in un matraccio tarato da 1000 ml e
diluire a volume con acqua. Tappare e omogeneizzare.
3.4. Acido nitrico, HNO3, soluzione 5 mol/l: diluire 346 ml di HNO3
al 65% (rho = 1,40) a 1000 ml con acqua.
3.5. 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).
3.6. 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 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.
3.7. 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 ossido di magnesio calcinato a 800 C in muffola per 2
ore e scioglierli nella minima quantita' di HCl (3.1) in un becher da
250 ml. Travasare quantitativamente in un matraccio tarato da 1000 ml
e portare a volume con acqua. Tappare ed omogeneizzare.
3.8. 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 potassio cloruro 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. 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 carbonato di calcio essiccato a 100 C per 4 ore e
scioglierli nella minima quantita' di HCl (3.1) 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. Soluzione standard intermedia a 100 mg/l di potassio, magnesio
e sodio: dalle soluzioni 3.6, 3.7 e 3.8 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.
3.11. Soluzione standard intermedia a 100 mg/l di calcio: dalla
soluzione 3.9 prelevare esattamente 100 ml e trasferirli in un
matraccio tarato da 1000 ml. Portare a volume con acqua, tappare ed
omogeneizzare.
3.12. Soluzioni standard di lavoro per potassio, magnesio e sodio:
dalla soluzione 3.10 prelevare con buretta di precisione 10, 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 (3.3) e portare a volume con acqua. Tappare ed
omogeneizzare. Le cinque soluzioni cosi' ottenute hanno le
concentrazioni di potassio, magnesio e sodio di 2, 5, 10, 20 e 40
mg/l.
3.13. Soluzioni standard di lavoro per il calcio: dalla soluzione
3.11 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 (3.5) 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 2,5 g di terreno porli in un matraccio da 250 ml. Aggiungere
50 ml di soluzione estraente (3.2), agitare in agitatore rotativo o
oscillante per 60 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 (3.5), 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 standard di cui ai punti 3.12 e 3.13.
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
3.2 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 3.12 e 3.13 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 D
C = -------
P
dove:
C e' la concentrazione del metallo 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
La saturazione basica percentuale si calcola 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 27).