اندازه گیری کربن آلی خاک

مواد آلی خاک عبارت است از حضور بقایای گیاهان، جانوران و ریزاندامکان (میکروارگانیسم ها) در مراحل مختلف تجزیه محتویات آن در خاک میزان مرغوبیت آن را نشان می دهد. 

میزا مرغوبیت خاک                                  درصد کربن آلی

          پایین                                              کم تراز 0.5

         متوسط                                            0.75 – 0.5

           بالا                                               بیش تر از 0.75

معمولا به کربن آلی، ماده آلی گفته می شود. چون ماده آلی، در یک مقدار متوسط 58 درصدکربن آلی است، در صد ماده آلی را می توان با ضرب کردن کربن آلی در عامل وان-بنون لن  یا 1.724 به دست آورد.

دو روش برای اندازه گیری کربن آلی خاک وجود دارد: روش احتراقی خشک و اکسیداسیون مرطوب.

روش اکسیداسیون مرطوب

کربن آلی خاک به وسیله K2Cr2O7 و اسید سولفوریک رقیق و حرارت به CO2 اکسید می شود. مقدار اضافی بی کرومات پتاسیم که در اکسیداسیون مصرف نشده با محلول فرّوآمونیوم سولفات استاندارد در مقابل شناساگر دی فنیل آمین حجم سنجی می گردد. در عمل حجم سنجی با استفاده از اسید فسفریک و سولفات نقره به ترتیب مزاحمت یون های Fe2+ و Cl- از بین می رود. در نقطه پایانی، رنگ محلول از ارغوانی به آبی تا سبز روشن تغییر می کند.

واکنش

2K₂Cr₂O_{7 +} 8H₂O → 2K₂SO₄ + 2Cr₂(SO₄) + 8H₂O + 6(O)

                                                       3 C + 6(O ) → 3 CO ₂

تهیه محلول های شیمیایی

1) محلول K₂Cr₂O₇ نرمال: 49.04 گرم K₂Cr₂O₇ خالص را در آب مقطر حل کرده و به حجم یک لیتر می رسانند.

2) اسید سولفوریک غلیظ: محتوی 15 گرم سولفات نقره در یک لیتر.

3) فرّو آمونیوم سولفات 0.5 نرمال (نمک مور): 196.1 گرم فرّوآمونیوم سولفات شش آبه را در آب مقطر حل کرده و 15 میلی لیتر اسید سولفوریک غلیظ اضافه نموده و حجم آن را با آب مقطر به یک لیتر می رسانند.

H₃PO₄ ( 4   85 درصد.

5) سدیم فلئوراید.

6) شناساگر دی فنیل آمین: 0.5 گرم دی فنیل آمین مخلوط با 100 میلی لیتر اسید سولفوریک غلیظ حل کرده و در 20 میلی لیتر آب مقطر حل کرده و در یک بطری تیره نگه داری می نمایند.

 روش کار

1)  گرم خاک با قطر کم تر از 0.2 میلی متری را وزن کرده، وارد یک بالن 500 میلی لیتری می نمایند.

2)  میلی لیتر محلول بیکرمات پتاسیم نرمال به آن اضافه کرده و به آرامی تکان می دهند.

3) 20 میلی لیتر اسیدسولفوریک غلیظ محتوی سولفات نقره را از دیواره بالن وارد کرده و به آرامی مخلوط می کنند.

4) برای انجام واکنش، مدت 30 دقیقه آن را برروی صفحه پنبه نسوز به منظور اجتناب از سوختن در اثر حرارت، قرار می دهند.

 200 (5 میلی لیتر آب مقطر اضافه می کنند و مقدار 10 میلی لیتر H₃PO₄ یا یک قاشق چای خوری NaF (3 گرم) وارد بالن کرده و به آرامی حرارت می دهند.

 6)  10 قطره شناساگر دی فنیل آمین افزوده تا رنگ بنفش ظاهرشود.

7)  محتویات ارلن را با محلول فرّوآمونیوم سولفات 0.5 نرمال تا تغییر رنگ از بنفش به سبز(سبزبرلیانت) حجم سنجی می کنند و مقدار فرّوآمونیوم سولفات مصرف شده را یادداشت می نمایند.

8) تمام عملیات فوق را در یک نمونه بدون خاک انجام می دهند.

محاسبات

W : وزن نمونه خاک.

V1 : حجم محلول فرّو آمونیوم سولفات مصرف شده برای بلانک.

V2 : حجم فرّوآمونیوم سولفات 0.5 نرمال مصرف شده برای نمونه خاک.

N : نرمالیته فرّوآمونیوم سولفات.

    100 × 0.003 × N × ( V₁ – V₂ ) × 10

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ = درصد کربن آلی خاک

                         V₁ × W

یک میلی اکیوالان گرم K2Cr2O7 = یک میلی اکیوالان گرم کربن آلی

                                      جرم اتم کربن                 12

یک میلی اکیوالان کربن = ــــــــــــــــــــــــــــــــ = ـــــــــــــــــــــــ = 3 میلی گرم

                                       ظرفیت کربن                   4

کربن آلی = 0.003 گرم کربن آلی

درصد ماده آلی  = درصد کربن آلی   × 1.724

نیتروژن کل = در صد ماده آلی × 0.05