ГОСТ Р 59540-2021 Грунты. Методы лабораторного определения степени засоленности.
ГОСТ Р 59540-2021
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГРУНТЫ
Методы лабораторного определения степени засоленности
Soils. Standard test methods for degree of salinity content
ОКС 93.020
Дата введения 2021-09-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторско-технологическим институтом оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова (НИИОСП) АО "НИЦ "Строительство"
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 мая 2021 г. N 484-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на определение степени засоленности глинистых, песчаных и крупнообломочных грунтов (в части их заполнителя) для целей инженерно-геологических изысканий и устанавливает методы определения массовой доли легкорастворимых и среднерастворимых солей в них для оценки степени засоленности.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 83 Реактивы. Натрий углекислый. Технические условия
ГОСТ 1277 Реактивы. Серебро азотнокислое. Технические условия
ГОСТ 1770 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия
ГОСТ 2053 Реактивы. Натрий сернистый 9-водный. Технические условия
ГОСТ 3118 Реактивы. Кислота соляная. Технические условия
ГОСТ 3309 Часы настольные и настенные балансовые механические. Общие технические условия
ГОСТ 3760 Реактивы. Аммиак водный. Технические условия
ГОСТ 3773 Реактивы. Аммоний хлористый. Технические условия
ГОСТ 3956 Силикагель технический. Технические условия
ГОСТ 4108 Барий хлорид 2-водный. Технические условия
ГОСТ 4204 Реактивы. Кислота серная. Технические условия
ГОСТ 4220 Реактивы. Калий двухромовокислый. Технические условия
ГОСТ 4233 Реактивы. Натрий хлористый. Технические условия
ГОСТ 4234 Реактивы. Калий хлористый. Технические условия
ГОСТ 4459 Калий хромово-кислый. Технические условия
ГОСТ 4523 Реактивы. Магний сернокислый 7-водный. Технические условия
ГОСТ 4530 Реактивы. Кальций углекислый. Технические условия
ГОСТ 4568 Калий хлористый. Технические условия
ГОСТ 4919.1 Реактивы и особо чистые вещества. Методы приготовления растворов индикаторов
ГОСТ 5180 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик
ГОСТ 5456 Реактивы. Гидроксиламина гидрохлорид. Технические условия
ГОСТ 6709 Вода дистиллированная. Технические условия
ГОСТ 9147 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия
ГОСТ 12026 Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия
ГОСТ 12071 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов
ГОСТ 14919 Электроплиты, электроплитки и жарочные электрошкафы бытовые. Общие технические условия
ГОСТ 17792 Электрод сравнения хлорсеребряный насыщенный образцовый 2-го разряда
ГОСТ 18300 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия
ГОСТ 24363 Реактивы. Калия гидроокись. Технические условия
ГОСТ 25100 Грунты. Классификация
ГОСТ 25336 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры
ГОСТ 26426 Почвы. Методы определения иона сульфата в водной вытяжке
ГОСТ 29169 Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки с одной отметкой
ГОСТ 29227 Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть 1. Общие требования
ГОСТ 29224 (ИСО 386-77) Посуда лабораторная стеклянная. Термометры жидкостные стеклянные лабораторные. Принципы устройства, конструирования и применения
ГОСТ 29251 Посуда лабораторная стеклянная. Бюретки. Часть 1. Общие требования
ГОСТ 30416 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения
ГОСТ OIML R 76-1 Государственная система обеспечения единства измерений. Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания
ГОСТ Р 8.568 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения
ГОСТ Р ИСО 5725-1 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 25100, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 аликвотная часть (аликвота): Кратная часть объема исследуемого раствора.
3.2 постоянная масса: Масса (навески, пробы), которая при последовательных взвешиваниях после сушки (прокаливания) с интервалом не менее 1 ч, различается не более, чем на 0,1%.
Примечание - Во многих случаях постоянная масса может быть достигнута после выдерживания образца, в течение заранее установленного периода его нахождения в сушильном шкафу при температуре (110±5)°С или (80±5)°С (в зависимости от содержания сульфата кальция в грунте). Испытательные лаборатории могут устанавливать время, необходимое для достижения постоянной массы образцов конкретных типов и объемов, в зависимости от производительности применяемого сушильного шкафа.
3.3 степень засоленности: Содержание легкорастворимых и среднерастворимых солей в процентах от массы абсолютно сухого грунта.
Примечание - К легкорастворимым солям в грунте относятся хлориды натрия, калия, кальция и магния, бикарбонаты натрия, кальция и магния, карбонат натрия, сульфаты магния и натрия; к среднерастворимым солям - гипс и ангидрит.
3.4 "холостой" опыт: Проведение испытаний при отсутствии исследуемого материала с применением тех же реактивов и соблюдением всех условий анализа.
Примечание - На основании опыта в результат анализа вносят необходимые поправки.
4 Общие положения
4.1 Общие требования к исследованиям грунтов для инженерно-геологических изысканий - по ГОСТ 30416.
Методы и требования к отбору, хранению и транспортированию грунтов - по ГОСТ 12071.
Классификационные показатели грунтов - по ГОСТ 25100.
Определение гигроскопической влажности - по ГОСТ 5180.
4.2 Содержание легкорастворимых солей определяют с помощью водной вытяжки из грунтов, содержание среднерастворимых солей - посредством соляно-кислой вытяжки из грунтов.
4.3 Водные и соляно-кислые вытяжки из грунтов выполняют для средней пробы грунта в абсолютно сухом состоянии.
Масса средней пробы грунта должна быть не менее 100 г.
4.4 Для проведения испытания необходимо пробу грунта в воздушно-сухом состоянии подготовить путем растирания в фарфоровой ступке фарфоровым пестиком до размера агрегатов 1,0 мм для приготовления водной вытяжки и 0,25 мм для приготовления соляно-кислой вытяжки.
4.5 Погрешность взвешивания проб должна быть не более 0,1 г на технических весах и 0,001 г - на аналитических весах.
4.6 За результат анализа принимают результат единичного определения.
4.7 Результат определения степени засоленности выражают в процентах с округлением до трех значащих цифр.
5 Требования к квалификации операторов
К выполнению испытаний допущены специалисты с профильным высшим или средним специальным образованием, имеющие опыт работы в химической лаборатории.
6 Требования к условиям проведения измерений
6.1 Измерения объемов воды и растворов проводят при температуре окружающей среды от 15°С до 25°С.
6.2 Допускается готовить растворы других номинальных объемов при условии соблюдения соотношений между объемами растворов и аликвот или массами навесок реагентов, регламентированных в настоящем стандарте.
6.3 Растворы хранят в стеклянной посуде с пришлифованными пробками или навинчивающимися крышками или в полиэтиленовых флаконах с навинчивающимися крышками при температуре от 15°С до 25°С, если условия хранения не оговорены отдельно.
6.4 При проведении арбитражных испытаний и в спорных случаях рекомендуется применять мерную посуду 1-го класса точности.
6.5 Анализ водной вытяжки из проб грунтов следует проводить в день их приготовления.
6.6 К анализу водной вытяжки приступают только по окончании всей фильтрации. Допускается при медленной фильтрации определение щелочности (карбонатов и бикарбонатов) и хлоридов, не дожидаясь конца фильтрации. Допускается определение удельной электрической проводимости в суспензии до фильтрования.
6.7 При подготовке и проведении измерений необходимо соблюдать условия, установленные в руководствах по эксплуатации или в паспортах средств измерений и испытательного и вспомогательного оборудования.
6.8 Применяемые средства измерений должны быть:
- внесены в реестр государственной системы обеспечения единства измерений Российской Федерации и (или) разрешены для применения на территории Российской Федерации;
- поверены или калиброваны.
6.9 Применяемое испытательное оборудование должно быть аттестовано в соответствии с ГОСТ Р 8.568.
6.10 Допускается применение других, не указанных в настоящем стандарте, аналогичных по метрологическим характеристикам средств измерений и испытательного и вспомогательного оборудования.
6.11 Допускается количественное определение содержания водорастворимых и кислоторастворимых анионов и катионов другими, не указанными в настоящем стандарте аттестованными методиками выполнения измерений (пламенной атомно-абсорбционной спектрометрией, атомно-эмиссионной спектрометрией с индуктивно связанной плазмой, масс-спектрометрией с индуктивно связанной плазмой, капиллярным электрофорезом, турбидиметрией, фотометрией и др.) в соответствии с действующими нормативными документами и технической документацией, допущенной для применения на территории Российской Федерации и руководством по эксплуатации оборудования [1]-[3].
7 Методы определения степени засоленности
7.1 Определение степени засоленности кондуктометрическим методом
Настоящий метод распространяется на глинистые, песчаные, крупнообломочные (в части их заполнителя) и органоминеральные грунты и устанавливает кондуктометрический метод определения общей засоленности при хлоридном типе их засоления.
Сущность метода заключается в измерении удельной электрической проводимости водной вытяжки из грунтов с помощью кондуктометра.
Метод дает относительное представление об общем количестве водорастворимых солей в водной вытяжке из грунтов.
7.1.1 Аппаратура и реактивы
Кондуктометр с диапазоном измерений от 0,01 до 20 мСм и погрешностью измерений не более 5%.
Термометр лабораторный с диапазоном измерений от 0°С до 55°С, с ценой деления 0,5°С по ГОСТ 29224.
Весы лабораторные 2-го класса точности и 4-го класса точности по ГОСТ OIML R 76-1.
Посуда мерная лабораторная не ниже 2-го класса точности по ГОСТ 1770 (цилиндры, мензурки).
Секундомер по действующим нормативным документам или часы по ГОСТ 3309.
Шкаф сушильный с терморегулятором по ГОСТ 14919.
Стеклянная посуда по ГОСТ 25336 (стаканы, колбы конические, воронки конические, эксикаторы и др.).
Бумага фильтровальная марки Ф по ГОСТ 12026.
Калий хлористый по ГОСТ 4234.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
7.1.2 Подготовка к анализу
7.1.2.1 Приготовление водной вытяжки из грунтов
Пробу грунта, отобранную по ГОСТ 12071, высушивают, растирают и просеивают через сито 1 мм. Согласно ГОСТ 5180 определяют гигроскопическую влажность высушиванием до постоянной массы. Навеску абсолютно сухого грунта или соответствующее количество воздушно-сухого грунта с учетом гигроскопической влажности взвешивают на технических весах с точностью до 0,1 г, помещают в коническую колбу и заливают пятикратным количеством дистиллированной воды (в соотношении 1:5) с использованием мерного цилиндра не ниже 2-го класса точности. Для грунта с содержанием органического вещества более 50% или при наличии в грунте большого количества сульфатов количество дистиллированной воды увеличивают до соотношения 1:10. Массу навески выбирают исходя из количества определяемых показателей. Колбу закрывают резиновой пробкой и перемешивают в течение 3-5 мин, после чего суспензию фильтруют через сухой складчатый бумажный фильтр (как правило, двойной) в колбу-приемник. Для грунта с содержанием органического вещества более 50% или при наличии в грунте большого количества сульфата кальция (гипса или ангидрита) суспензию оставляют стоять в течение 24 ч, а потом фильтруют. Фильтр помещают в воронку так, чтобы он лежал на 0,5-1 см ниже края воронки. Перед тем как вылить суспензию на фильтр, содержимое колбы взбалтывают, чтобы взмутить навеску и перенести на фильтр по возможности весь грунт. Мутные фильтраты возвращают на фильтр до тех пор, пока они не станут прозрачными. По окончании фильтрования прозрачные фильтраты перемешивают и используют для анализа.
7.1.2.3 Определение константы кондуктометрической ячейки (датчика)
Константу кондуктометрической ячейки (датчика) определяют в соответствии с инструкцией по эксплуатации кондуктометра или по приложению Б.
7.1.3 Проведение анализа
В фильтрат водной вытяжки, приготовленный по 7.1.2.1, или в суспензию (т.е. до проведения фильтрования) погружают датчик кондуктометра и измеряют электрическую проводимость. После каждого измерения датчик тщательно промывают водой и промокают фильтровальной бумагой. Если прибор не имеет температурного компенсатора, измеряют температуру вытяжек, находящихся в аналогичных условиях.
7.1.4 Результаты определений записывают в журнал.
7.1.5 Обработка результатов
Для увеличения степени достоверности получаемого результата рекомендуется суспензию выдерживать в закрытой колбе (емкости) в течение 24 ч, а только затем проводить измерение.
7.2 Определение степени засоленности по величине сухого остатка гравиметрическим методом
Гравиметрический метод определения степени засоленности по величине сухого остатка распространяется на минеральные глинистые, песчаные и крупнообломочные грунты (в части их заполнителя) с известным типом засоления.
Метод не распространяется на органо-минеральные и органические грунты.
Метод не позволяет определить тип засоления, только ее значение степени засоленности.
Сущность метода заключается в измерении сухого остатка водной вытяжки из грунтов с помощью выпаривания.
Метод дает относительное представление об общем количестве водорастворимых солей в водной вытяжке из грунтов, так как в раствор переходят и минеральные, и органические соединения.
Метод не применим при получении темноокрашенных и мутных вытяжек.
7.2.1 Аппаратура и реактивы
Шкаф сушильный с терморегулятором по ГОСТ 14919.
Баня водяная.
Посуда мерная лабораторная стеклянная по ГОСТ 1770.
Пипетки мерные 2-го класса по ГОСТ 29169 и ГОСТ 29227.
Эксикаторы по ГОСТ 25336.
Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
7.2.2 Подготовка к анализу
7.2.2.1 Приготовление точного раствора натрия углекислого
7.2.2.2 Приготовление водной вытяжки
Для анализа используют фильтраты водных вытяжек, приготовленных по 7.1.2.1.
7.2.3 Проведение анализа
7.2.3.1 Определение сухого остатка без добавления соды
Результаты определений записывают в журнал.
7.2.3.1.1 Обработка результатов
Данный метод определения сухого остатка дает несколько завышенные результаты вследствие гидролиза и гигроскопичности хлоридов магния и кальция и трудной отдачи кристаллизационной воды сульфатами кальция и магния. Эти недостатки устраняют прибавлением к выпариваемой воде х.ч карбоната натрия. При этом хлориды, сульфаты кальция и магния переходят в безводные карбонаты, а из натриевых солей лишь сульфат натрия обладает кристаллизационной водой, но ее полностью удаляют высушиванием сухого остатка при температуре от 150°С до 180°С.
7.2.3.2 Определение сухого остатка с добавлением х.ч карбоната кальция (при большом содержании в грунте хлоридов и сульфатов)
В фарфоровую чашку, высушенную до постоянной массы при температуре 150°С, вносят точный 1%-ный раствор углекислого натрия с таким расчетом, чтобы масса прибавленного х.ч карбоната кальция примерно в два раза превышала массу предполагаемого сухого остатка, и приливают взятый для определения сухого остатка объем фильтрата водной вытяжки. Раствор тщательно перемешивают стеклянной палочкой. Палочку обмывают дистиллированной водой, собирая воду в чашку с осадком. Чашку с выпаренным с х.ч карбонатом кальция сухим остатком помещают в холодный термостат и затем поднимают температуру до 150°С. Выпаренный с х.ч карбонатом кальция сухой остаток высушивают до постоянной массы при температуре 150°С.
7.3 Определение степени засоленности по величине прокаленного остатка гравиметрическим методом
Гравиметрический метод определения степени засоленности по величине прокаленного остатка распространяется на глинистые, песчаные, крупнообломочные (в части их заполнителя), органо-минеральные и органические грунты с известным типом засоления.
Метод позволяет определить только общую величину степени засоленности, но не тип засоления.
Сущность метода заключается в измерении прокаленного остатка водной вытяжки из грунтов с помощью выпаривания и прокаливания.
Метод дает относительное представление об общем количестве водорастворимых солей в водной вытяжке из грунтов, поскольку в процессе прокаливания сухого остатка происходит значительное изменение выделяющихся из раствора солей.
Метод применим для анализа темноокрашенных и мутных вытяжек.
Для темноокрашенных прозрачных вытяжек допустимо не проводить прокаливание, а определить органическое вещество (гумус) методом окисляемости химического потребления кислорода и полученную величину вычесть из величины сухого остатка. Подобная процедура недопустима для темноокрашенных мутных вытяжек.
7.3.1 Аппаратура и реактивы
Аппаратура и реактивы по 7.2.1, включая:
электропечь муфельную лабораторную или печь аналогичного типа с температурой нагрева не выше (1000±25)°С;
фильтр беззольный "белая лента" диаметром 7 см.
7.3.2 Проведение анализа
Высушенный до постоянной массы и взвешенный сухой остаток, определенный по 7.2.3.1, прокаливают в той же чашке в муфельной печи при температуре 600°С в течение 10-15 мин с момента достижения указанной температуры. Если за это время остаток не побелеет, чашку охлаждают и смачивают ее содержимое несколькими каплями дистиллированной воды. Подсушивают остаток на водяной бане и повторно ставят в муфельную печь еще на 10-15 мин, отсчитываемых с момента достижения печью температуры 600°С. Если и в этот раз остаток не побелеет, то его растворяют в воде, частицы угля отфильтровывают через беззольный фильтр "белая лента" диаметром 7 см, выпаривают фильтрат в этой же чашке на водяной бане досуха, озоляют в ней фильтр с углем и повторяют прокаливание.
В случае темноокрашенной вытяжки рекомендуется использовать наименьший объем этой вытяжки.
После полного сгорания органических веществ чашку с остатком охлаждают в эксикаторе, взвешивают и по достижении постоянной массы вычисляют процентное содержание легкорастворимых минеральных солей.
7.3.3 Обработка результатов
7.4 Определение степени засоленности по сумме концентраций легкорастворимых солей
Метод определения степени засоленности вычислением суммы процентного содержания главнейших ионов (общей минерализации) распространяется на глинистые, песчаные, крупнообломочные (в части их заполнителя), органоминеральные и органические грунты с неизвестным типом засоления.
Метод позволяет определять общую величину степени засоленности и тип засоления.
Сущность метода заключается в измерении процентного содержания главнейших ионов и суммировании полученных значений.
Метод дает наиболее полное представление о содержании легкорастворимых солей в водной вытяжке из грунтов.
Рекомендуется вначале проводить экспресс-определение степени засоленности, используя методы, изложенные в 7.1 (в случае хлоридного типа засоления) или 7.2 и 7.3 (в случае любого типа засоления), а также определение состава легкорастворимых солей только в засоленных грунтах.
7.4.1 Определение pH водной вытяжки (суспензии) потенциометрическим методом
7.4.1.1 Аппаратура и реактивы
pH-метр или иономер с погрешностью измерений не более 0,05 pH.
Электрод стеклянный для определения активности ионов водорода.
Электрод сравнения хлорсеребряный насыщенный образцовый 2-го разряда по ГОСТ 17792 или аналогичный.
Или электрод комбинированный.
Калий хлористый по ГОСТ 4568.
7.4.1.2 Приготовление водной вытяжки
Для анализа используют фильтраты водных вытяжек, приготовленных по 7.1.2.1, или суспензии до фильтрования.
7.4.1.3 Проведение анализа
Анализ проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации рН-метра.
7.4.1.4 Результаты определений записывают в журнал.
Значение pH снимают с точностью до 0,1 ед. pH.
Обязательным является регистрация в журнале и протоколе, какой pH измерялся: pH фильтрата водной вытяжки или pH суспензии, так как результаты могут отличаться (как правило, pH суспензии выше pH водной вытяжки).
7.4.2 Определение ионов карбоната и бикарбоната в водной вытяжке методом титрования
Сущность метода заключается в титровании раствором соляной кислоты в фильтрате водной вытяжки ионов карбоната до pH 8,3, бикарбоната - до pH 4,4. Конечную точку титрования устанавливают с помощью pH-метра или по изменению окраски индикаторов - фенолфталеина (pH 8,3) и метилового оранжевого (pH 4,4).
Для анализа темноокрашенных вытяжек титрование с использованием индикаторов не применяют.
7.4.2.1 Аппаратура и реактивы
pH-метр или иономер с погрешностью измерений не более 0,05 pH.
Электрод стеклянный для определения активности ионов водорода.
Электрод сравнения хлорсеребряный насыщенный образцовый 2-го разряда по ГОСТ 17792 или аналогичный.
Блок автоматического титрования или аналогичный прибор.
Мешалка магнитная.
Вместо вышеперечисленного оборудования - станция для потенциометрического титрования с погрешностью измерений не более 0,05 pH.
Дозаторы с погрешностью дозирования не более 1% или пипетки 2-го класса точности по ГОСТ 29169.
Посуда мерная лабораторная 2-го класса точности по ГОСТ 1770.
Фенолфталеин, индикатор по ГОСТ 4919.1, раствор с массовой долей 2% в этиловом спирте.
Метиловый оранжевый, индикатор по ГОСТ 4919.1, раствор с массовой долей 0,1%.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
7.4.2.2 Подготовка к анализу
Для анализа используют фильтраты вытяжек, приготовленных по 7.1.2.1.
7.4.2.3 Проведение анализа
При отсутствии блока автоматического титрования пробы титруют вручную. Значение рН контролируют с помощью рН-метра или визуально по индикаторам. При использовании индикаторов сначала к пробе прибавляют 1-2 капли 2%-ного раствора фенолфталеина и, если раствор приобретает малиновую окраску, титруют до ее исчезновения (рН 8,3). Затем прибавляют 1-3 капли 0,1%-ного раствора метилового оранжевого и титруют раствор до перехода окраски от желтой к оранжевой (рН 4,4). Если вытяжка не дает окрашивания с фенолфталеином, это указывает на отсутствие карбонатов. В данном случае титруют только бикарбонаты, прибавив метиловый оранжевый.
7.4.2.4 Результаты определений записывают в журнал.
7.4.2.5 Обработка результатов
где 2 - коэффициент, учитывающий, что при рН 8,3, карбонат ионов оттитрован наполовину;
7.4.3 Определение иона хлорида в водной вытяжке аргентометрическим методом по Мору
Сущность метода заключается в титровании иона хлорида в водной вытяжке раствором азотнокислого серебра, образующим с ионом хлорида труднорастворимое соединение. Для установления конечной точки титрования в раствор добавляют хромат калия, образующий с избытком серебра осадок, вызывающий переход окраски раствора от желтой к красно-бурой.
7.4.3.1 Аппаратура и реактивы
Весы лабораторные 2-го класса точности и 4-го класса точности по ГОСТ 1770.
Дозаторы с погрешностью дозирования не более 1% или пипетки 2-го класса точности по ГОСТ 29169 и ГОСТ 29227.
Посуда мерная лабораторная 2-го класса точности по ГОСТ 1770.
Колбы конические по ГОСТ 25336.
Калий хромовокислый по ГОСТ 4459, х.ч или ч.д.а, раствор с массовой долей 10%.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
7.4.3.2 Подготовка к анализу
Раствор хранят в склянке с притертой пробкой не более одного года. В случае помутнения, образования хлопьев, осадка раствор заменяют свежеприготовленным.
7.4.3.2.2 Приготовление раствора хлорида концентрации 0,01 Н
Раствор готовят в день применения.
7.4.3.2.3 Приготовление раствора азотнокислого серебра концентрации 0,02 Н
где 0,01 - концентрация раствора хлорида, взятого для титрования, Н;
Раствор хранят в склянке оранжевого стекла с притертой пробкой. Концентрацию раствора проверяют титрованием не реже одного раза в неделю.
Для приготовления раствора допускается использовать стандарт-титр азотнокислого серебра с концентрацией 0,1 Н.
7.4.3.2.4 Приготовление водной вытяжки
Для анализа используют фильтраты вытяжек, приготовленных по 7.1.2.1.
7.4.3.2.5 Проведение анализа
Объем аликвоты на анализ подбирают таким образом, чтобы на титрование потребовалось не более 5 мл 0,02 Н раствора азотнокислого серебра. В случае высокого хлоридного засоления грунта допустимо увеличить нормальность раствора азотнокислого серебра до 0,04 Н или 0,05 Н.
В случае получения темноокрашенной вытяжки из грунта определение проводят в остатке после прокаливания. Определенное количество водной вытяжки (в зависимости от содержания определяемых ионов) помещают в фарфоровую чашку, выпаривают на водяной бане досуха и прокаливают сухой остаток, как описано в 7.3. Затем прокаленный остаток растворяют в дистиллированной воде, отфильтровывают частицы угля (если они остались), тщательно промывают фильтр водой и определяют содержание иона хлорида титрованием азотнокислым серебром, как указано выше,
7.4.3.2.6 Результаты определений записывают в журнал.
7.4.3.2.7 Обработка результатов
7.4.4 Определение иона сульфата гравиметрическим методом
Сущность метода заключается в осаждении ионов сульфата раствором хлористого бария и взвешивании прокаленного остатка. Для предотвращения осаждения карбоната, фосфата бария и других соединений анализируемую пробу подкисляют соляной кислотой.
7.4.4.1 Аппаратура и реактивы
Весы лабораторные 2-го класса точности по ГОСТ 1770.
Дозаторы с погрешностью дозирования не более 1% или пипетки 2-го класса точности по ГОСТ 29169 и ГОСТ 29227.
Печь муфельная, обеспечивающая температуру нагрева от 700°С до 750°С.
Баня водяная.
Электроплитка или баня песчаная.
Воронки стеклянные по ГОСТ 25336.
Эксикатор с прокаленным хлористым кальцием или силикагелем.
Чашки фарфоровые.
Тигли фарфоровые.
Стекла часовые.
Палочки стеклянные.
Посуда мерная лабораторная 2-го класса точности по ГОСТ 1770.
Барий хлористый 2-водный по ГОСТ 4108, х.ч или ч.д.а, раствор с массовой долей 10%. Кислота соляная по ГОСТ 3118, х.ч или ч.д.а, разбавленная дистиллированной водой в отношении 1:3 и 1:100.
Кислота серная по ГОСТ 4204, х.ч или ч.д.а, раствор с массовой долей 10%.
Метиловый оранжевый, индикатор, ч.д.а, раствор, приготовленный по ГОСТ 4919.1.
Фильтры обеззоленные "синяя лента" диаметром 7 см.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
7.4.4.2 Подготовка к анализу
Для анализа используют фильтраты вытяжек, приготовленных по 7.1.2.1.
7.4.4.3 Проведение анализа
Затем раствор фильтруют через обеззоленный фильтр "синяя лента", предварительно дважды обработанный горячей дистиллированной водой для уменьшения пористости фильтра. Осадок количественно переносят декантацией на фильтр. Частицы осадка со стенок стакана удаляют кусочком влажной фильтровальной бумаги, стакан несколько раз обмывают дистиллированной водой. Затем осадок промывают на фильтре горячей дистиллированной водой, подкисленной соляной кислотой, до прекращения реакции на барий (раствор серной кислоты с массовой долей 10%).
7.4.4.4 Результаты определений записывают в журнал.
7.4.4.5 Обработка результатов
Допускается определять ионы сульфата турбидиметрическим методом по ГОСТ 26426.
7.4.5 Определение общей жесткости, ионов кальция и магния комплексонометрическим титрованием
7.4.5.1 Аппаратура и реактивы
Весы лабораторные 2-го класса точности по ГОСТ 1770.
Дозаторы с погрешностью дозирования не более 1% или пипетки 2-го класса точности по ГОСТ 29169 и ГОСТ 29227.
Бюретка 2-го класса точности по ГОСТ 29251.
Посуда мерная лабораторная 2-го класса точности по ГОСТ 1770.
Колбы конические по ГОСТ 25336.
Кислота соляная по ГОСТ 3118, х.ч или ч.д.а.
Магний сернокислый 7-водный по ГОСТ 4523, х.ч или ч.д.а.
Кальций углекислый по ГОСТ 4530, х.ч.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773, х.ч.
Аммиак водный 25%-ный по ГОСТ 3760, х.ч или ч.д.а.
Натрий хлористый по ГОСТ 4233, х.ч или ч.д.а.
Эриохром черный Т по ГОСТ 4919.1.
Флуорексон по ГОСТ 4919.1.
Натрий сернистый по ГОСТ 2053, х.ч или ч.д.а.
Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456, х.ч или ч.д.а.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.
7.4.5.2 Подготовка к проведению анализа
7.4.5.2.1 Приготовление стандартного раствора солей кальция и магния
7.4.5.2.2 Приготовление 0,05 Н раствора трилона Б
7.4.5.2.3 Установление нормальности раствора трилона Б
7.4.5.2.4 Приготовление буферного раствора
7.4.5.2.5 Приготовление смеси индикатора
0,5 г индикатора растирают с 50 г х.ч хлорида натрия или калия.
7.4.5.2.6 Приготовление водного раствора натрия сернистого
7.4.5.2.7 Приготовление 1%-ного водного раствора гидроксиламина солянокислого
7.4.5.2.8 Приготовление водной вытяжки
Для анализа используют фильтраты вытяжек, приготовленных по 7.1.2.1.
7.4.5.3 Проведение анализа
Объем аликвоты на анализ подбирают таким образом, чтобы на титрование потребовалось не более 5 мл раствора 0,05 Н трилона Б. При малом содержании солей жесткости в водной вытяжке рекомендуется титрование проводить 0,02 Н раствором трилона Б.
Растворы перемешивают и медленно титруют раствором 0,05 Н трилона Б при интенсивном встряхивании до изменения окраски индикатора в первой колбе с сиреневой на синюю с зеленоватым оттенком, во второй - до прекращения опалесценции на черном фоне. Конец титрования наиболее четко регистрируется, если рядом поставить оттитрованную пробу, до цвета которой и следует титровать анализируемую пробу.
На титрование холостого опыта (100 мл дистиллированной воды) должно потребоваться не более 1 капли 0,02 Н трилона Б. Ионы кальция и магния из дистиллированной воды устраняются ее повторной перегонкой.
7.4.5.4 Результаты определений записывают в журнал.
7.4.5.5 Обработка результатов
7.4.6 Определение ионов натрия и калия расчетным методом
В грунте преобладают ионы натрия, калия, магния и кальция, гидрокарбонаты, хлориды, сульфаты. Остальные ионы, как правило, находятся в незначительных количествах. Если сумма анионов, выраженная в миллиграмм-эквивалентах на 100 г абсолютно сухого грунта, больше суммы катионов (кальция и магния), можно рассчитать суммарную концентрацию ионов калия и натрия, выраженную в миллиграмм-эквивалентах на 100 г абсолютно сухого грунта, по разности суммарных концентраций анионов и катионов.
В зоне влияния техногенных загрязнений на химический состав грунтов, особенно при поступлении натрия и калия из техногенного источника загрязнения, определять суммарную концентрацию натрия и калия расчетным методом не рекомендуется.
Так как содержание растворимых солей калия в грунте незначительно, то результаты расчета представляют содержанием иона натрия по формуле
При расчете содержания ионов натрия по разности на это значение падают все ошибки аналитического определения анионов и катионов, поэтому содержание ионов натрия, определенное по расчетному методу, считать точным не представляется возможным. Контроль погрешности проводят при выполнении измерений содержания катионов и анионов, участвующих в расчете.
7.5 Определение гипса гравиметрическим методом
Сущность метода заключается в извлечении гипса из пробы грунта раствором соляной кислоты, в осаждении ионов сульфата раствором хлористого бария и взвешивании прокаленного остатка.
7.5.1 Аппаратура и реактивы
Аппаратура и реактивы соответствуют приведенным в 7.4.4.1.
7.5.2 Подготовка к анализу
7.5.2.1 Приготовление 0,2 Н раствора соляной кислоты
7.5.2.2 Приготовление солянокислой вытяжки
7.5.3 Проведение анализа
Затем раствор фильтруют через обеззоленный фильтр "синяя лента", предварительно дважды обработанный горячей дистиллированной водой для уменьшения пористости фильтра. Осадок количественно переносят декантацией на фильтр. Частицы осадка со стенок стакана удаляют кусочком влажной фильтровальной бумаги, стакан несколько раз обмывают дистиллированной водой. Затем осадок промывают на фильтре горячей дистиллированной водой, подкисленной соляной кислотой до прекращения реакции на барий (раствор серной кислоты с массовой долей 10%),
7.5.4 Результаты определений записывают в журнал.
7.5.5 Обработка результатов
8 Контроль точности результатов измерений
8.1 Вычисление погрешности результатов при выборочном статистическом контроле
При невыполнении данного условия проводят повторную серию испытаний (два или три). Если и при повторной серии испытаний требования к точности не выполняются, то результаты контроля признают неудовлетворительными, испытания прекращают до выявления и устранения причин, вызывающих нарушение нормального хода испытания.
Числовое значение систематической погрешности должно оканчиваться цифрой того же разряда, что и соответствующее значение результата испытания.
8.2 Сопоставление результатов суммы процентного содержания анионов и катионов с величиной сухого или прокаленного остатка
Проверка точности результатов анализа водной вытяжки из грунтов прежде всего состоит в сопоставлении суммы процентного содержания анионов и катионов с величиной сухого или прокаленного остатка.
Относительное расхождение между величиной сухого остатка и суммой солей не должно превышать 20% для засоленных грунтов. Если растворимые в воде соли кристаллизуются с большим количеством гидратной воды, трудно отдаваемой при высушивании остатка, то сумму солей сравнивают с величиной прокаленного остатка.
В темноокрашенных вытяжках сумму солей также сравнивают с величиной прокаленного остатка.
Если относительное расхождение между величиной сухого (прокаленного) остатка и суммой солей превышает 20%, анализ водной вытяжки следует повторить.
Контроль проводят для всех засоленных грунтов при измерении содержания катионов и анионов в водной вытяжке. Допускается не проводить контроль при анализе темноокрашенных и мутных вытяжек.
Приложение А
(рекомендуемое)
Способ очистки фильтров из фильтровальной бумаги от минеральных примесей
Далее фильтры высушивают на воздухе или в сушильном шкафу при температуре не выше 50°С.
Приложение Б
(справочное)
Определение константы кондуктометрической ячейки (датчика)
Если прибор имеет температурный компенсатор, коэффициент температурной поправки равен единице. При отсутствии температурного компенсатора измеряют температуру раствора хлористого калия с помощью лабораторного термометра и находят значение коэффициента по таблице Б.1.
Таблица Б.1 - Коэффициент температурной поправки при различных температурах раствора
|
|
Температура раствора, °С | |
15 | 1,254 |
16 | 1,224 |
17 | 1,196 |
18 | 1,168 |
19 | 1,142 |
20 | 1,118 |
21 | 1,092 |
22 | 1,067 |
23 | 1,044 |
24 | 1,021 |
25 | 1,000 |
26 | 0,979 |
27 | 0,960 |
28 | 0,941 |
29 | 0,923 |
30 | 0,906 |
Приложение В
(справочное)
Качественное определение сульфатов в водной вытяжке
В.1 Перед выполнением количественного определения сульфатов в водной вытяжке рекомендуется проводить качественное определение для подбора аликвоты водной вытяжки на количественный анализ.
По характеру выделяющейся мути и осадка ориентировочно определяют содержание сульфатов и соответствующие объемы аликвот на анализ по таблице В.1.
Таблица В.1
|
|
Визуальное количество мути и осадка | Объем аликвот на анализ, см |
Появление осадка после кипячения | 100-200 |
Появление слабой мути моментально | 50 |
Сильная муть | 20-50 |
Сильная быстро оседающая в белый осадок муть | 1-20 |
В.2 Приготовление соляной кислоты (1:3)
Приложение Г
(справочное)
Формулы для расчета нормативов контроля погрешности результатов количественного химического анализа
Библиография
|
|
|
[1] | Федеральный перечень методик выполнения измерений, допущенных к применению при выполнении работ в области мониторинга объектов природной среды | |
[2] | ПНД Ф 16.1:2:2.2:2.3.74-2012 (М 03-08-2011) | Методика измерений массовой доли водорастворимых форм катионов аммония, калия, натрия, магния, кальция в почвах, грунтах, глине, торфе, осадках сточных вод, донных отложениях, методом капиллярного электрофореза с использованием системы капиллярного электрофореза "Капель" |
[3] | ПНД Ф 16.1:2:2.3:2.2.69-10 | Методика измерений массовой доли водорастворимых форм хлорид-, сульфат-, оксалат-, нитрат-, фторид-, формиат-, фосфат-, ацетат-ионов в почвах, грунтах тепличных, глинах, торфе, осадках сточных вод, активном иле, донных отложениях методом капиллярного электрофореза с использованием системы капиллярного электрофореза "Капель" |
|
|
УДК 624.131:006.354 | ОКС 93.020 |
Ключевые слова: грунт, засоленность, методы лабораторного определения | |