DOLOČANJE FOSFATOV V ZEMLJI

Osnove

Največ fosforja se v tleh nahaja v obliki anorganskih soli, prisoten pa je tudi v organskih spojinah.

Mejna vrednost letnega vnosa je 120 P₂O₅ kg/ha (Uredba o mejnih vrednostih vnosa nevarnih snovi in gnojil v tla, Uradni list RS, št. 84/05).

Založenost tal s P₂O₅ po AL metodi in meje razredov:

stopnja	mg P₂O₅/100 g tal	stanje preskrbljenosti tal
A	<6	siromašno
B	6–12	srednje preskrbljeno
C	13–25	dobro (cilj dosežen)
D	26–40	čezmerno
E	>40	ekstremno

Osnova poskusa

Vse v vzorcu prisotne fosfate pretvorimo s suhim ali mokrim razklopom v orto fosfate, ki dajo ob dodatku molibdenove kisline rumeno barvo. Po redukciji s hidrokinonom in Na-sulfitom nastane produkt modre barve. Intenziteto modre barve merimo s spektrometrom z uporabo rdeče LED.

Pribor

žlička
reagenčna steklenica 500 mL
merilne bučke 50, 100 in 1000 mL
polnilne pipete 5 mL
lij
filter papir moder trak

avtomatske pipete 20–200 µL
blistri
magnetno mešalo
magnet
analizna tehtnica
spektrometer Spektra^TM

Reagenti

raztopina amonijevega molibdata: 5 g brezvodnega amonijevega molibdata ali 5,3 g (NH₄)₆Mo₇O₂₄ . 4H₂O raztopimo v 60 mL deionizirane vode. Vzporedno razredčimo 15 mL konc. H₂SO₄ s 40 mL deionizirane vode in to raztopino dodamo zgornji. Raztopino shranimo v temni reagenčni steklenici v temnem prostoru.
0,5 % raztopina 1,4 dihidroksi benzena (hidrokinon): zatehtamo 0,5 g hidrokinona v 100 mL merilno bučko in dopolnimo do oznake z deionizirano vodo. Dodamo 1 kapljico koncentrirane žveplove (VI) kisline, da preprečimo oksidacijo. Raztopino hranimo v temni reagenčni steklenici v temnem prostoru.
20 % raztopina Na₂SO₃: 20 g Na₂SO₃ zatehtamo v 100 mL merilno bučko, raztopimo v deionizirani vodi in dopolnimo do oznake. Raztopina mora biti sveže pripravljena.
Standardna raztopina K₂HPO₄: Zatehtamo 0,2210 g K₂HPO₄, ga kvantitativno prenesemo v 1000 mL merilno bučko, dodamo 1 mL 0,1 M H₂SO₄ in dopolnimo z deionizirano vodo do oznake. V 50 mL merilno bučko odpipetiramo 5 mL raztopine K₂HPO₄, ter z deionizirano vodo dopolnimo do oznake.
0,1 M amonlaktat: v 100 mL merilno bučko odpipetiramo 5,17 mL 20% raztopine amonlaktata (Sigma-Aldrich, 377228) in dopolnimo z deionizirano vodo do oznake.
0,4 M ocetna kislina: v 100 mL merilno bučko nalijemo nekaj deionizirane vode, dodamo 2,29 mL 100% ocetne kisline in z deionizirano vodo dopolnimo do oznake.

Nevarnosti

	Žveplova kislina je korozivna; draži oči, dihalne poti in kožo. Povzroča hude opekline. Nositi primerno zaščitno obleko, rokavice in očala. V primeru, da pride v stik z očmi, takoj izprati oči z vodo in oditi k zdravniku. R: 35 S: 26-30-36/37/39-45
	Hidrokinon je zdravju škodljiv in škodljiv okolju. Hraniti v tesno zaprti posodi. Nositi primerno zaščitno obleko, rokavice in očala. R: 22-40-41-43-50 S: 26-36/37/39-61

	Amonijev molibdat je zdravju škodljiv. Draži oči, dihalne organe in kožo. Pri poškodbi oči takoj sprati z veliko vode in poiskati zdravniško pomoč. R:36/37/38-52/53 S:26-36-61
	Natrijev sulfit je zdravju škodljiv. Draži oči in kožo. Pri poškodbi oči takoj sprati z veliko vode in poiskati zdravniško pomoč. R:22-31-36/38 S:26-36/37
	Amonlaktat: ni znakov za nevarnost. V primeru vdihavanja poiskati svež zrak. Pri stiku s kožo izprati z veliko vode. Pri stiku z očmi izpirati z veliko vode z odprtimi vekami ter poiskati zdravniško pomoč. V primeru zaužitja izpirati usta z veliko vode.
	Ocetna kislina je jedka, vnetljiva in povzroča hude opekline. V primeru, da pride v stik z očmi, takoj izprati oči z vodo in poiskati zdravniško pomoč. R:10-35 S:23-24-45

Postopek

Priprava vzorca
Vzorec pripravimo po AL metodi z ekstrakcijo. V reagenčno steklenico zatehtamo 5 g reprezentativnega vzorca zemlje, ki je presejana skozi sito, debeline do 2 mm. Zemljo prelijemo s 100 mL raztopine amonlaktata in ocetne kisline (1:1). V steklenico dodamo še magnet in steklenico postavimo na magnetno mešalo. Mešamo 2 uri pri 200 obratih na minuto in temperaturi 20 °C. Po mešanju takoj filtriramo skozi filter papir modri trak. Celoten filtrat prenesemo v 100 mL merilno bučko in z deionizirano vodo dopolnimo do oznake in dobro premešamo.

Določitev fosfatov
Za slepi preizkus in vzorec, sledimo postopku, ki je prikazan v preglednici. V blister odpipetiramo ustrezen volumen, premešamo in po 30 minutah merimo transmitanco proti slepi z uporabo rdeče LED.

	vzorec (µL)	V_P₂O₅ (µL)	V_H2O (µL)	V_hidrok. (µL)	V_molibd. (µL)	V_Na-sulf. (µL)	T (%)	A	c (mmol/L)	γ_P₂O₅ (g/L)	m_P₂O₅ (µg)
Slepa	-	-	160	80	80	80			-	-	-
Kalibr.razt.1	-	20	140	80	80	80	98,8	0,005243	0,00403	0,00057	0,2288
Kalibr.razt.2	-	40	120	80	80	80			0,00806	0,00114	0,4576
Kalibr.razt.3	-	60	100	80	80	80			0,01209	0,00172	0,6864
Kalibr.razt.4	-	80	80	80	80	80			0,01612	0,00229	0,9152
Kalibr.razt.5	-	100	60	80	80	80			0,02015	0,00286	1,144
Kalibr.razt.6	-	120	40	80	80	80			0,02418	0,00343	1,3728
Kalibr.razt.7	-	140	20	80	80	80			0,02821	0,00400	1,6016
Kalibr.razt.8	-	160	-	80	80	80			0,03224	0,00458	1,8304
vzorec	160	-	-	80	80	80

Izračun

Izrišemo kalibracijsko premico odvisnosti absorbance od mase P₂O₅, odčitamo maso P₂O₅ v vzorcu in izračunamo maso P₂O₅ v 100g vzorca po enačbi:

m_P₂O₅ = m_{P₂O₅ (izmerjena)} ×	100
	0.16

m(P₂O₅/100g) =	m(P₂O₅)×100g
	m(vzorca)

Rezultati poskusa

V poskusu je bil uporabljen vzorec vrtne zemlje v jesenskem času. Poskus smo izvedli v dveh paralelkah.

	vzorec (µL)	V_P₂O₅ (µL)	V_H2O (µL)	V_hidrok. (µL)	V_molibd. (µL)	V_Na-sulf. (µL)	T (%)	A	c (mmol/L)	γ_P₂O₅ (g/L)	m_P₂O₅ (µg)
Slepa	-	-	160	80	80	80	100	0	-	-	-
Kalibr.razt.1	-	20	140	80	80	80	98,8	0,005243	0,00403	0,00057	0,2288
Kalibr.razt.2	-	40	120	80	80	80	98,2	0,007889	0,00806	0,00114	0,4576
Kalibr.razt.3	-	60	100	80	80	80	97,3	0,011887	0,01209	0,00172	0,6864
Kalibr.razt.4	-	80	80	80	80	80	96,7	0,014574	0,01612	0,00229	0,9152
Kalibr.razt.5	-	100	60	80	80	80	95,8	0,018634	0,02015	0,00286	1,144
Kalibr.razt.6	-	120	40	80	80	80	95,2	0,021363	0,02418	0,00343	1,3728
Kalibr.razt.7	-	140	20	80	80	80	95,0	0,022276	0,02821	0,00400	1,6016
Kalibr.razt.8	-	160	-	80	80	80	94,3	0,025488	0,03224	0,00458	1,8304
vzorec 1	160	-	-	80	80	80	95,9	0,018181
vzorec 2	160	-	-	80	80	80	96,0	0,017729

Umeritvena premica

Izračun - Vzorec 1

m_vzorca = 5,12 g
A_vzorca = 0,018181
m_{P2O5 vzorca} = 1,209 µg………….odčitana iz umeritvene premice

m_P₂O₅ = m_{P₂O₅ izmerjena}	×	100	= 1,209 ×	100	÷ 1000 = 0,7556mg
		0,16		0,16

m(P₂O₅/100g)	=	m(P₂O₅)×100g	=	0,7556mg×100g	= 14,78mg
		m(vzorca)		5,12g

V 100g vzorca zemlje 1 je 14,78 mg P₂O₅.

Izračun - Vzorec 2

m_vzorca = 5,01 g
A_vzorca = 0,017729
m_{P2O5 vzorca} = 1,1741 µg………….odčitana iz umeritvene premice

m_P₂O₅ = m_{P₂O₅ izmerjena}	×	100	= 1,1741 ×	100	÷ 1000 = 0,7338mg
		0,16		0,16

m(P₂O₅/100g)	=	m(P₂O₅)×100g	=	0,7338mg×100g	= 14,65mg
		m(vzorca)		5,01g

V 100g vzorca zemlje 2 je 14,65 mg P₂O₅.

Glede na meje razredov založenosti tal s fosforjem po AL metodi, vzorca 1 in 2 uvrstimo v C stopnjo, z vrednostjo 13–25 mg P₂O₅ na 100g tal, kar pomeni dobro preskrbljenost tal (cilj dosežen).

Pripravile: Janja Dvoršek, Tadeja Polajnar, Kristina Frlic, Biotehniški center Naklo