Badanie gleby

Gleba to interesujący obiekt także dla chemika. Prowadzone badania nie są wcale „sztuką dla sztuki”, przeciwnie – mają ogromne znaczenie praktyczne. Poznanie własności gleby i czynników na nie wpływających pozwala m.in. sprawdzić, czy podłoże spełnia warunki wymagane dla uprawy roślin. W kilku eksperymentach zbadamy skład chemiczny i odczyn gleby oraz jej własności sorpcyjne.

Wykrycie niektórych składników mineralnych gleby wymaga sporządzenia wyciągu glebowego. W tym celu do próbki gleby wlewamy dwa razy większą objętość wody destylowanej (fotografia 1) – musimy użyć takiego rozpuszczalnika, aby nie wprowadzić do roztworu obcych substancji. Po wymieszaniu zawartości zlewki i opadnięciu zawiesiny sączymy roztwór znad osadu (fotografia 2). Przesącz ma żółtawe zabarwienie (fotografia 3) spowodowane obecnością wyługowanych z gleby substancji.

W celu identyfikacji jonów na folię nanosimy krople sporządzonego wyciągu, a następnie krople roztworów odpowiednio dobranych odczynników (fotografia 4). Są to: azotan srebra AgNO₃ (dla Cl^–), chlorek baru BaCl₂ (dla ) oraz rodanek potasu KSCN (dla Fe³⁺).

Barwne produkty reakcji potwierdzają obecność oznaczanych jonów (fotografia 5):

Ag⁺ + Cl^– → AgCl↓ (biały osad)

Ba²⁺ + → BaSO₄↓ (biały osad)

Fe³⁺ + SCN^– → [Fe(SCN)]²⁺ (czerwone zabarwienie)

Wyciąg glebowy umożliwi również zbadanie odczynu gleby, mającego ogromne znaczenie dla rozwijających się na niej roślin. Najprostsze oznaczenie polega na naniesieniu kropli wyciągu na papierek wskaźnikowy (fotografia 6) i porównaniu otrzymanej barwy ze wzorcem.

W próbce gleby możemy również oznaczyć orientacyjną zawartość węglanu wapnia. Wystarczy odrobinę wysuszonej gleby zwilżyć kilkoma kroplami stężonego kwasu solnego HCl_aq (fotografia 7). Intensywność i czas wydzielania pęcherzyków gazu jest proporcjonalna do zawartości CaCO₃ (fotografia 8).

Jakość gleby zależy od jej własności sorpcyjnych, czyli zdolności do zatrzymywania wody i rozpuszczonych w niej związków chemicznych. Do eksperymentu potrzebna będzie próbka gleby żyznej oraz piaszczystej (fotografia 9; gleba żyzna z lewej, piaszczysta – z prawej). Zestaw badawczy składa się z dwóch cylindrów miarowych, lejków oraz wodnego roztworu dowolnego barwnika, np. tuszu do drukarki lub atramentu (fotografia 10). Do lejków wkładamy zwitek waty lub fragment bibuły (aby zapobiec wysypywaniu się zawartości), a następnie próbki gleby (fotografia 11).

Odmierzamy równe objętości roztworu barwnika (fotografia 12) i przesączamy je przez zawartość lejków (fotografia 13). Objętości zebranych w cylindrach miarowych roztworów i ich barwy są miarą zdolności sorpcyjnych poszczególnych rodzajów gleb (fotografia 14; gleba piaszczysta z lewej, gleba żyzna – z prawej). Gleba żyzna zatrzymuje większą objętość wody (mniej roztworu wycieka do cylindra) oraz więcej barwnika (jaśniejszy kolor roztworu w cylindrze) niż piaszczysta. Dzięki większym zdolnościom sorpcyjnym gleba ta jest bogatsza w składniki mineralne niezbędne do rozwoju roślin.

Badanie gleby - własności sorpcyjne:

Badanie gleby: składniki mineralne i odczyn: