Wir erforschen den Boden/Bestimmung des Nitratgehaltes

Wir erforschen den Boden Vorhergehende Seite: Bestimmung des Porenvolumens einer Bodenprobe Zur nächsten Seite: Natriumsalicylatmethode zur quantitativen Bestimmung des Nitratstickstoffs Bestimmung des Nitratgehaltes Informationen zum Thema Mineralböden enthalten im allgemeinen 5 bis 30 ppm Nitratstickstoff; dieser Wert kann jedoch stark schwanken. Höhere Gehalte stellen sich besonders bei übermäßiger Gülledüngung ein (Nitratbelastung des Grundwassers!). Ein ständiger Nitratnachschub erfolgt aus der bakteriellen Umsetzung der organischen Bodensubstanz. Bei einem Gehalt von 3 bis 30 % Reinstickstoff in der organischen Bodensubstanz ergibt sich ein Stickstoffvorrat im Boden von 900 bis 9000 kg N je Hektar in der Bodenkrume bis zu 20 cm Bodentiefe. Stickstoffbilanz im Boden Gewinn: kg N/ha und Jahr Nachlieferung (Mineralisation) 30 bis 270 N-Bindung durch freilebende Bakterien ca.10 N-Bindung durch Knöllchenbakterien 100 bis 200 Zufuhr aus der Atmosphäre ca. 10 Zufuhr durch organische Düngung ca. 40 Zufuhr durch anorganische Düngung ca. 60 ( Durchschnittswert in Deutschland) Verluste: Auswaschung (humide Böden) kg N/ha und Jahr 5 bis 30 Entzug durch eine Ernte 50 bis 15o Nitrifikation Nitrifizierende Bakterien (Nitrobakter; Nitrosomonas)oxidieren Ammoniuem über Nitrit - zu Nitratstickstoff. Der pflanzenverfügbare Stickstoffvorrat ist im Boden überwiegend als Nitration, in geringerer Menge auch als Ammoniumion vorhanden Laborverfahren zur Erstellung eines Nitratauszugs Bevor ein qualitativer Nitratnachweis erfolgen kann, muss ein Bodenauszug erstellt werden. Verfahren mit Natriumformiatlösung 34,0 g Natriumformiat werden in destilliertem Wasser gelöst. Man gibt 50 ml einer 10-molaren Ameisensäure (oder 19 ml wasserfreie Ameisensäure) hinzu und füllt auf 1000 ml mit destilliertem Wasser auf. Diese Mischung wird auf das zehnfache Volumen verdünnt und die resultierende Lösung im folgenden als "Formiat1ösung" bezeichnet. 10 g des zu untersuchenden abgesiebten Bodens werden in einem Becherglas mit 0,3 g nitratfreier Aktivkohle versetzt und dann mit 200 ml Formiatlösung aufgeschlämmt. Die Natriumformiatlösung trennt die Hydroxonium-Ionen vom Austauscherkomplex der Bodenteilchen. Sie soll bei gelegentlichem Umschwenken 15 Minuten einwirken. Danach wird abfiltriert. Das Filtrat muß farblos sein. Sollte das nicht der Fall sein, muß nochmals Aktivkohle zugesetzt, geschwenkt und abfiltriert werden. Aus dem wässrigen Auszug wird das Nitrat bestimmt. Verfahren mit Kaliumchlorid An Stelle der Natriumformiatlösung kann auch eine 0,1- molare Kaliumchloridlösung venwendet werden. 7,4 g Kaliumchlorid werden in destilliertem Wasser in Lösung gebracht und bis zu 1000 ml aufgefüllt. 100 g Boden werden mit 100 ml Kaliumchioridlösung versetzt. Dann umrühren, 10 Minuten einwirken lassen und abfiltrieren. Qualitativer Nachweis mit Eisen(II)-Sulfat Das Filtrat wird mit einigen Tropfen einer kaltgesättigten Eisen(II)-Sulfatlösung (die mit Schwefelsäure angesäuert wird) versetzt und vorsichtig mit konzentrierter Schwefelsäure unterschichtet. An der Grenzfläche der beiden Flüssigkeiten bildet sich bei Anwesenheit von Nitrationen ein brauner Ring. Natriumsalicylatmethode zur quantitativen Bestimmung des Nitratstickstoffs Die Bestimmung des Nitratstickstoffs erfolgt photometrisch nach der Natriumsalicylatmehthode, wobei das Nitrat in das Natriumsalz der Nitrosalicylsäure überführt wird. Die Farbintensität der gelb gefärbten Lösung dieses Salzes wird kolorimetrisch bestimmt. Anhand einer Eichkurve lässt sich daraus auf die Konzentration des Nitratstickstoffs im eingesetzenten Bodenextrakt schließen. Reagenzien Natriumsalicylat 3-prozentige Natronlauge konzentrierte Schwefelsäure 30-prozentige Natronlauge Kaliumnitrat Natriumformiat   Untersuchungsmaterialien   Meßkolben (1000 mi) Erlenmeyerkolben (100 ml) Bechergläser (50 ml) Pipetten und/oder Büretten Tropfengeber Trockenschrank   Ansetzen der Eichlösung   Zum Vergleich der konzentrationsabhängigen Farbabstufungen stellt man eine Eichreihe auf.  Vorlage:Hintergrund orange   Man setzt eine Lösung an, die 10 g N/l Nitratstickstoff enthält. Dazu werden 72,14 g Kaliumnitrat (KNO3) in Formiat­lösung bis auf 1000 ml aufgefüllt (Stammiösung). Berechnung der Kaliumnitratmenge   Vorlage:Schrift orange Molmasse (abgerundet)    m (1 mol K-Atomne) =39 g    m (1 mol N-Atome) =14 g    m (3 mol 0-Atome) = 48 g    m (1 mol KNO<sub3>)= 101 g 14 g Stickstoff sind in 101 g Kaliumnitrat enthalten. 10g Stickstoff sind in 101 x 10 / 14= 72,14 g Kaliumnitrat enthalten