انتقادات و پیشنهادات سوالات و مشکلات کاربران مكاتبه با گروه مديريت
انجمن پايان نامه ها بخش درخواست مقاله مجله الكترونيكي انجمن
بهترين كاربران هفته (به زودي) بهترين مديران هفته ( به زودي) جايزه ويژه ماه (به زودي)

نمایش نتایج: از شماره 1 تا 1 , از مجموع 1

موضوع: آزمایشگاه فیزیک خاک: اندازه گیری سدیم و پتاسیم خاک به روش فلم فتومتری

  1. #1
    همكار سابق
    shokufe آواتار ها
    تاریخ عضویت
    May 2012
    محل سکونت
    فارسان
    نوشته ها
    2,004
    پسندیده
    1,035
    مورد پسند : 1,290 بار در 432 پست
    حالت من : Khoonsard

    آزمایشگاه فیزیک خاک: اندازه گیری سدیم و پتاسیم خاک به روش فلم فتومتری



    مقدمه: از كاتيون هاي آب آبياري و خاك كه مورد سنجش قرار مي گيرند K+ و Na+ از آنجا كه كاتيون سديم با تحرك زياد خود و نيز با غلظت بحراني خيلي كم، در قليايي كردن شديد محيط عامل موثري است، لذا در بررسي ها سهم جذبي آن نسبت به كاتيون هاي كم ضرر تر مانند Ca+ و Mg+ و يا نسبت درصدي آن نسبت به كل كاتيون هاي موجود محاسبه مي گردد.



    سديم بر خلاف پتاسيم، در مواقعي كه به مقدار زياد وجود داشته باشد، يعني حداقل بيشتر از 15% كل كاتيون هاي تبادلي را تشكيل دهد، از نظر شيميايي مورد توجه است. سديم تا اين مقدار مي تواند در نواحي طغيان زده توسط آب دريا، در نواحي خشك كه نمك ها به طور طبيعي تجمع يافته اند و در خاكهايي كه با آبهاي غني از سديم آبياري شده اند، تجمع يابد. وجود سديم در خاك به عنوان يك عامل مخرب ساختمان و در نتيجه كاهش دهنده ي نفوذ پذيري، ذخيره ي رطوبتي خاك و ... مطرح است. بطوريكه در مواقعي كه مقدار سديم تبادلي از 10 تا 20 درصد ظرفيت تبادلي خاك تجاوز كند، حركت آب در داخل بسياري از خاكها متوقف مي شود. مقادير كمتر سديم در خاكهاي ريز بافت به ويژه خاكهايي كه حاوي مقادير قابل توجهي رس متورم هستند، نقش اين عمل را به عهده دارند. مقادير بسيار زياد سديم تبادلي مي تواند در جهت ازدياد نفوذ پذيري به آب در خاك هاي انبساط و انقباض پذير نيز عمل كند، زيرا شكاف هاي وسيعي كه در چنين خاك هايي ايجاد مي شود به آب امكان نفوذ مي دهد. خاكهاي شني با مقادير 30% سديم تبادلي را مي توان به زير كشت در آورد. در چنين خاك هايي مقدار زياد سديم با كند كردن نفوذ پذيري خاك، در حد معقول و قابل كنترل مي تواند مفيد واقع شود.


    سديم براي رشد گياهان لازم نيست؛ لذا اندازه گيري اين عنصر به منظور مطالعات تغذيه اي نمي باشد، بلكه عمدتاً براي مقابله با خطرات احتمالي ناشي از زيادي سديم در خاك ها مطالعه انجام مي شود. البته سديم مي تواند جايگزين بخشي از نياز هاي K+ شود. تمامي گياهان از نظر عكس العمل در مقابل سديم يكسان نيستند. يك دسته از گياهان مانند مركبات از دريافت سديم هيچگونه بهره اي نمي برند و در مقابل دسته ي ديگري مانند چغندر قند در غياب پتاسيم مي توانند بخوبي از سديم استفاده كنند، ولي وقتي پتاسيم موجود باشد، اثر سديم در اين گياهان ناچيز است. دسته ي سوم گياهاني هستند مانند علف هاي خاك شور از جمله ساليكورينا كه غيبت يا حضور پتاسيم، مقدار بيشتر ي سديم نسبت به پتاسيم جذب مي كنند.


    برعكس سديم كه عنصر لازم براي رشد گياهان نيست؛ پتاسيم سومين عنصر كودي مهم بعد از نيتروژن و فسفر است. بسياري از خاكهاي مناطق مرطوب و معتدل قادر به تامين كافي پتاسيم براي محصولات زراعي نيستند.


    اگرچه پتاسيم يك كاتيون تك ظرفيتي است، اما غلظت آن در محلول هاي خاك نسبت به پتاسيم تبادلي به علت جذب سطحي قوي پتاسيم توسط كاني هاي سيليكاته ورقه اي 2:1 در حد بيشتري قرار دارد. تبادل بين محلول خاك و فضاي بين لايه هاي اين كاني ها اغلب كم است، به همين علت است كه با وجود منابع غني پتاسيم در ساختار رس ها، بايد كود هاي پتاسه به خاك اضافه شود، زيرا سرعت رها سازي پتاسيم در محلول خاك خيلي كم مي باشد. بعضي خاك ها داراي كفايت لازم براي تامين پتاسيم گياهان هستند. خاك هاي مناطق گرمسيري كه از گدازه هاي آتشفشاني بوجود آمده اند ميتوانند، تا حدود 250 كيلوگرم در هكتار K+ در طي ساليان متمادي بدون هيچگونه فقر قابل ملاحظه اي در خاك فراهم كنند.


    پتاسيم مناسب ترين كاتيون تك ظرفيتي براي فعال كردن آنزيم هاي گياهي است، چون علاوه بر اينكه غلظت آن در سلول و مقدارش در طبيعت زياد است، داراي تحرك زيادي در داخل گياه مي باشد. اثرات متقابل مفيدي بين ازت و پتاسيم وجود دارد كه نتيجه ي تاثير فلزهاي قلياء در ساخت پروتئين است. پتاسيم بر خلاف عناصر غذايي ديگر بصورت تركيبات غير يوني و يا كمپلكس هاي آلي در ساختمان سلول ديده نمي شود. پتاسيم به صورت يك يون K+ از محلول جذب مي شود و جذب آن به وسيله ي گياه به غلظت آن در محلول به شدت بستگي دارد.


    جذب پتاسيم به صورت فعال و بر خلاف شيب غلظت صورت مي گيرد. مگر آنكه غلظت پتاسيم در محلول اندك باشد. پتاسيم با بسياري از آنزيم هاي در گير در فتوسنتز و ساخت و انتقال تركيبات آلي همراه مي باشد. جذب نسبي پتاسيم در ابنداي فصل رويش معمولاً در مقايسه با نيتروژن و فسفر بيشتر است.


    چون با افزايش تعداد و نسبت سديم محلول در آب، كيفيت آب شديداً پايين مي آيد در عمل نسبت Na به Ca + Mg بايد از رقم يك خيلي پايين تر باشد. در ارزيابي نسبت كاتيون هاي موجود در آب آّبياري، مقايسه هاي نسبي مختلف بيان مي شود مثلاً برخي تجربيات قبلي تاكيد داشتند كه هنگام محاسبه نسبت سديم بين كاتيون هاي قابل تبادل كل نبايد نسبت Na به (Ca + Mg + Na + K) از مرز 0.5 تجاوز كند. از اين نظر يك آب با غلظت گمتر ولي داراي نسبت سديم بيشتر ممكن است از يك آب داراي غلظت بيشتر و سديم كمتر مضر تر باشد.


    مقدار سديم و پتاسيم از طريق دستگاه فلم فتومتر اندازه گيري مي شود.


    از آنجايي كه هر عنصري كيفيت نور مخصوص خود را دارد، از اين طريق عناصر قابل شناسايي اند. براي اندازه گيري عناصر در آزمايشگاه عناصر مورد نظر رابصورت محلول در آورده و پس از تبديل به ذرات كوچك، آن را مي سوزانند. جسم مورد نظر در هنگام سوختن طيف مخصوصي از خود ساطع مي كند. طيف در اثر عبور يا برخورد با دستگاه هاي الكترونيك به امواج الكتريكي تبديل مي شود. شدت امواج الكتريكي را توسط دستگاه گيرنده و ثبات تعيين، سپس مقدار عناصر را با مقايسه محلول هاي استاندارد تعيين مي كنند. در فلم فتومتري تمام عناصر معدني را به حالت خالص مي توان توسط فلم تعيين كرد، ولي چون محلول هاي خاك، سنگ وگياه، محيط مختلطي است، دامنه استفاده آن در تجزيه خاك محدود و در اكثر موارد شامل پتاسيم و سديم است، زيرا تداخل امواج در اكثر عناصر باعث كاهش حساسيت مي شود.


    به علت صرفه جويي در وقت و سهولت عمل اندازه گيري كاتيون ها بيشتر توسط فتومتر انجام مي گردد. روش فتومتري را ميتوان در اندازه گيري كاتيون ها در عصاره خاك از جمله اندازه گيري ظرفيت تبادل كاتيوني خاك، كاتيون هاي قابل تبادل، عصاره اشباعي و همچنين تجزيه آب آبياري، زه آب ها و ... به كار برد.


    مناسب ترين روش براي اندازه گيري سديم و پتاسيم روش فتومتري است.


    در اين روش عناصر موجود در محلول توسط شعله به اتم يا يون تجزيه شده و تحريك مي شوند و الكترونها انرژي حرارتي را جذب نموده و به مدار دورتري از هسته اتمي صوق داده مي شوند. در طي بازگشت به حالت پايدار و كم انرژي اوليه ، الكترون ها مقدار انرژي جذب شده را از دست داده و اين مقدار انرژي به صورت امواج الكترومغناطيسي ساطع مي شود.


    با استفاده از دستگاه فتوسل انرژي رها شده اندازه گيري مي شود. شدت تشعشعات رابطه مستقيم با غلظت عناصر دارد و بنابراين با تعيين شدت نور ومقايسه، با محلول استاندارد در شرايط مشابه مي توان به غلظت يك عنصر در محلول يا عصاره پي برد. جهت تفكيك تشعشعات عناصر از يك ديگر ، ف.ي.ل.ت.ر يا طول موج خاصي براي هر عنصر به كار برده مي شود.


    وسايل مورد نياز: بالون 1000 سي سي ، بالون 100 سي سي ، پيپت حبابدار، دستگاه فلم فتومتر


    موا شيميايي لازم : محلول مادر سديم و محلول مادر پتاسيم(Stock solution) با غلظت 1000 ppm، محلول هاي استاندارد 5 ، 10 ، 15 و 20 ppm سديم و پتاسيم


    ابتدا محلول مادر سديم با غلظت 1000 ppm ساخته مي شود براي اين كار 2.5419 gr پودر خالص كلرور سديم كه براي چندين ساعت در حرارت 110 درجه سانتيگراد در اتو خشك شده باشد را وزن كرده و در آب مقطر حل مي كنيم و در بالون ژوژه به حجم يك ليتر مي رسانيم.


    سپس با رقيق كردن محلول مادر محلول هاي استاندارد در غلظت هاي گفته شده تهيه مي شود. به اين طريق كه 10 سي سي از محلول مادر را در يك بالون ژوژه 100 سي سي ريخته و با آب مقطر به حجم 100 سي سي مي رسانيم و سپس از آن محلول مقادير 5 ، 10، 15 و 20 سي سي با پيپت حبابدار برداشته و وارد بالون ژوژه هاي 100 سي سي جداگانه مي كنيم و سپس آنها را به حجم 100 سي سي مي رسانيم.


    با استفاده از محلول 100ppm و شاهد(آب مقطر دو بار يونيزه شده) رقم دستگاه(Reading) به ترتيب به 100 و صفر تنظيم ميشود.سپس ساير محلول هاي استاندارد نيز قرائت مي شوند و بدين وسيله منحني استاندارد دستگاه با قرار دادن غلظت ها و قرائت هاي دستگاه رسم مي شود.


    جهت رسم منحني استاندارد پتاسيم نيز تمام مراحل ذكر شده انجام مي شود با اين تفاوت كه از محلول مادر پتاسيم كه براي تهيه آن مي توان 1.9069 gr پودر خالص كلرور پتاسيم خشك شده در آب مقطر حل شده و به حجم نهايي يك ليتر ميرسد استفاده مي شود.


    روش آزمايش: در اندازه گيري سديم به روش فلم فتومتري(نور سنجي شعله اي) چون غلظت سديم معمولاً در خاك هاي خوزستان زياد است بايد عصاره خاك اگر EC بزرگتر از 4dS/m باشد رقيق شود ( مقدار رقيق سازي بستگي به EC خاك مورد نظر دارد و هرچه EC بالاتر باشد عصاره بايد بيشتر رقيق شود) و سپس عصاره ي رقيق شده توسط دستگاه فلم فتومتر قرائت شده و با جايگذاري عدد قرائت شده در معادله منحني استاندارد غلظت Na برحسب ppm به دست مي آيد و سپس غلظت به دست آمده در مقدار رقيق سازي ضرب شده و غلظت عصاره خاك مورد نظر بر حسب ppm به دست مي آيد.


    همچنين جهت به دست آوردن پتاسيم موجود در عصاره خاك، عصاره را بدون رقيق سازي توسط دستگاه فلم فتومتر قرائت كرده و غلظت پتاسيم برحسب ppm نيز با قرار دادن عدد قرائت شده در معادله استاندارد پتاسيم دستگاه فلم فتومتر به دست مي آيد.


    محاسبات:





    قرائت(Reading)


    غلظت(ppm)


    100


    20


    81


    15


    62


    10


    35


    5







    Y = 0.2317 x – 3.6033 → y = 0.2317 * (38) – 3.6033 = 5.2013 ppm Na+





    با توجه به اينكه نمونه مورد نظر 8000 برابر رقيق شده است پس :





    Na+(ppm) = 5.2013 * 8000 = 41610.4 ppm









    قرائت(Reading)


    غلظت(ppm)


    100


    20


    86


    15


    63


    10


    41


    5







    y = 0.2474 x – 5.4367 → y = 0.2474 * (37) – 5.4367 = 3.7171 ppm K+





    با توجه به اينكه نمونه مورد نظر 20 برابر رقيق شده است پس:





    K+(ppm) = 3.7174 * 20 = 74.342 ppm





    بحث و بررسي:


    سديم در اغلب خاكهاي مناطق خشك و بخصوص در خاكهاي محتوي نمك هاي محلول به مقدار قابل توجهي وجود دارد. ولي در خاكهاي شور و سديمي و يا سديمي مقدار آن زيادتر است. در صورتيكه سديم خاك از حدي بيشتر باشد، سبب افزايش pH خاك مي شود. در اثر افزايش سديم ساختمان خاك تخريب يافته و با انتقال رس ها به قسمت هاي پايين تر باعث ايجاد يك سخت لايه و در هنگام خشك شدن خاك ها باعث تشكيل سله مي شود.


    زيادي سديم براي گياه مسموميت ايجاد مي كند. در خاك ها نسبت بين سديم و ساير كاتيون هاي دو ظرفيتي مهم است كه از طريق پارامترSAR اين رابطه بيان مي شود:


    SAR = Na+ / √Ca2+ + Mg2+


    كه SAR بر حسب 0.5(mmol/lit) مي باشد.


    پتاسيم هم كه بعنوان عنصر اصلي غذايي براي گياه مطرح است، در صورتيكه مقدار آن به صورت قابل جذب در گياه كم باشد، بر روي رشد گياه تاثير مي گذارد. پتاسيم در محلول خاك معمولاً به مقدار كم وجود دارد ولي در فاز تبادلي مقدار آن متفاوت بوده و بيشتر از فاز محلول است. در صورتيكه پتاسيم قابل جذب كم باشد، رشد گياه كاهش يافته و توليد محصول نيز كاهش خواهد يافت. مقدار پتاسيم قابل استفاده در خاك نبايد كمتر از 150 باشد. پتاسيم قابل جذب در حدود 10% پتاسيم كل است. به طور كلي خاكها را با در نظر گرفتن پتاس مي توان به سه دسته تقسيم كرد:


    - خاكهاي فقير = كمتر از 0.12 در هزار


    - خاكهاي متوسط = 0.12 تا 0.20 در هزار


    - خاكهاي غني = بيش از 0.25 در هزار


    بررسي خاكهاي ايران از نظر پتاس دلالت بر غني بودن خاكها دارد. علت اين امر وجود رس هاي خانواده ميكا و كانيهاي اوليه به مقدار زياد مي باشد. اما به دليل آهكي بودن خاكها و وجود كلسيم بيش از حد و نقش مخالف و ضد كلسيم در مقابل پتاس در جلوگيري از جذب لازم است كه در كشاورزي پيشرفته و فشرده هرسال بر اساس ميزان پتاسي كه گياه زراعي جذب مي كند به خاك اضافه مي شود.


    تقسيم بندي ديگري در مورد پتاسيم قابل جذب در خاكها آ مده است كه دامنه ي مقدار پتاسيم قابل جذب در اين تقسيم بندي به شرح زير است:


    - پتاسيم كم: 150-50 پي پي ام


    - پتاسيم متوسط: 250-150 پي پي ام


    - پتاسيم زياد: 400-250 پي پي ام


    - پتاسيم خيلي زياد: بيشتر از 400 پي پي ام


    نتيجه گيري كلي و ذكر منابع خطا:


    نتيجه گيري:


    اعداد به دست آمده مقدار زياد سديم در خاك را بيان مي كنند (41610.4 ppm) كه اين مقدار مي تواند باعث تخريب ساختمان خاك گرديده ونفوذ آب و هوا را به خاك با محدوديت روبه رو سازد و مقدار زياد pH خاك مورد آزمايش( pH = 8.5) نيز به دليل وجود همين كاتيون و نمك هايي است كه از آن به وجود آمده اند از جمله سولفات سديم و بيكربنات سديم.


    و با توجه به مقدار EC (EC = 114.5 dS/m) مي توان گفت كه سهم زيادي از شوري مربوط به سديم است.


    همچنين پتاسيم موجود در خاك از جمله عناصر غذايي مورد استفاده در گياهان است كه كمبود آن مي تواند براي رشد گياهان محدوديت ايجاد كند.


    مقدار پتاسيم به دست آمده براي خاك مورد آزمايش(74.342 ppm) نشان مي دهد كه اين خاك از لحاظ مقدار پتاسيم با توجه به تقسيم بندي هاي ذكر شده در گروه خاكهاي با پتاسيم كم قرار مي گيرد.


    وجود سديم بسيار زياد نسبت به كاتيون هاي كلسيم و منيزيم مي تواند مقدار SAR را بالا ببرد كه آن مي تواند به دليل وجود بيكربنات باشد كه مي تواند كاتيون هاي كلسيم منيزيم را رسوب دهد و باعث بروز اثرات مخرب سديم در خاك شود.






    عوامل خطا:


    1- خطاي وسايل اندازه گيري از جمله پيپت و بالون ژوژه كه هركدام داراي مقداري خطا مي باشند.


    2- خطا در برداشتن حجم مورد نظر از نمونه.


    3- خطا در محلول سازي ها و تهيه محلول هاي مادر و استاندارد.


    4- مواد استفاده شده ممكن لست داراي مقداري ناخالصي باشد كه در نتايج آزمايش تاثير گذار است.









    منابع:


    1) جعفري حقيقي،م. 1383. روش هاي تجزيه خاك، ساري:انتشارات نداي ضحي.


    2) الياس آذر، خ. 1381. اصلاح خاك هاي شور و سديمي، انتشارات جهاد دانشگاهي اروميه .


    3) ملكوتي،م و م،همايي. 1382. حاصلخيزي خاك هاي مناطق خشك و نيمه خشك،چاپ دوم. انتشارات دانشگاه تربيت مدرس.


    4) جعفري، م. 1381. خاك هاي شور در منابع طبيعي، انتشارات دانشگاه تهران.


    5) برزگر، ع. 1383. خاك هاي شور و سديمي شناخت و بهره وري، انتشارات دانشگاه شهيد چمران.


  2. # ADS
    نشان دهنده تبلیغات برای شما
    تاریخ عضویت
    همین الان !
    محل سکونت
    توی انجمن
    نوشته ها
    یه عالمه



     

مجوز های ارسال و ویرایش

  • شما نمیتوانید موضوع جدیدی ارسال کنید
  • شما امکان ارسال پاسخ را ندارید
  • شما نمیتوانید فایل پیوست کنید.
  • شما نمیتوانید پست های خود را ویرایش کنید
  •  
طراحی توسط: مرجع حرفه ای ویبولتین
انجمن دانشجویان ایران در یک سال اخیر به وضعیت مقاله در ایران کمک شایانی کرده است.این انجمن هم اکنون به مرجع مقاله در ایران تبدیل شده است. از بودن در جمع صمیمی دانشجویان ایرانی لذت ببرید.
ارتباط با ما در مورد انجمن ارتباط با در مورد مارکت ورود به مدیریت انجمن ایمیل مدیریت انجمن : irdoc.net@gmail.com
تلفن همراه: 0933333333
تلفن ثابت: 00000000-0511

آیدی یاهو:
انتخاب كاربر برتر ماه انجمن دانشجويان ايران