ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
2
В настоящее время на основе результатов химического анализа реше -
ны многие генетические , агрохимические, мелиоративные и экологические
задачи в области почвоведения. Однако существенным недостатком чисто
химических методов является их длительность и большая трудоёмкость .
По этой причине химические методы почв (или инструментальные ) всё
чаще заменяются более перспективными физико -химическими методами
анализа . В самом названии этих методов заложена следующая смысловая
нагрузка : получение данных химического состава почвы на основе физи -
ческих законов с использованием соответствующей аппаратуры. В ходе
проведения физико -химические методов почва (или её образец) подверга -
ется определённому воздействию теми внешними силами, под действием
которых в ней появляются или изменяются в строгом соответствии с её
химическим составом некоторые физические параметры. Остаётся только :
1- измерить ответные реакции почвы на это воздействие и 2- перевести
( расшифровать ) фиксируемые прибором физические показатели в химиче -
ский состав. Другими словами, на основе физических законов и с помо-
щью приборов аналитик задает почве вопрос, т. е . так или иначе воздейст-
вует на неё, а по её отклику на это воздействие судить о её составе и свой-
ствах.
1. Теоретические основы и классификация. Электрохимия изучает
взаимосвязь между электрической энергией и химическими реакциями.
Обычно для проведения электрохимических реакций используют электро-
литическую ячейку. Она представляет собой замкнутую электрическую
цепь, состоящую из 2 электродов, погруженных в электролит. Различают 2
типа электрохимических ячеек: 1- гальванический элемент (или ячейка на -
пряжения) и 2- электролитическая ячейка . Устройства их очень схожи (см .
рис. 1).
Электрохимические реакции в этих ячейках противоположно направ-
лены. Но если в гальванической ячейке реакция является источником тока ,
то в электролитической ячейке она протекает с поглощением энергии элек-
тричества .
Как же возникает электроток в гальванической ячейке ? При опуска -
нии металлических пластинок, например цинка и меди, в любой раствор,
содержащий соли этих металлов, обе пластинки начнут передавать этому
раствору свои катионы.
Рис. 1. Схема ячейки напряжения (а ) и электролитической ячейки
(б) (пояснения в тексте)
2
В на сто яще е вр е м я на о сно ве р е зульта то в хи м и че ско го а на ли за р е ше -
ным но ги е ге не ти че ски е , а гр о хи м и че ски е , м е ли о р а ти вные и эко ло ги че ски е
за да чи в о б ла сти по чво ве де ни я. О дна ко суще стве нным не до ста тко м чи сто
хи м и че ски х м е то до в являе тся и х дли те льно сть и б о льша я тр удо ё м ко сть.
По это й пр и чи не хи м и че ски е м е то ды по чв (и ли и нстр ум е нта льные ) всё
ча ще за м е няю тся б о ле е пе р спе кти вным и фи зи ко -хи м и че ски м и м е то да м и
а на ли за . В са м о м на зва ни и эти х м е то до в за ло ж е на сле дую ща я см ысло ва я
на гр узка : по луче ни е да нных хи м и че ско го со ста ва по чвы на о сно ве фи зи -
че ски х за ко но в с и спо льзо ва ни е м со о тве тствую ще й а ппа р а тур ы. В хо де
пр о ве де ни я фи зи ко -хи м и че ски е м е то до в по чва (и ли е ё о б р а зе ц) по две р га -
е тся о пр е де лё нно м у во зде йстви ю те м и вне шни м и си ла м и , по д де йстви е м
ко то р ых в не й по являю тся и ли и зм е няю тся в стр о го м со о тве тстви и с е ё
хи м и че ски м со ста во м не ко то р ые фи зи че ски е па р а м е тр ы. О ста ё тся то лько :
1- и зм е р и ть о тве тные р е а кци и по чвы на это во зде йстви е и 2- пе р е ве сти
(р а сши фр о ва ть) фи кси р уе м ые пр и б о р о м фи зи че ски е по ка за те ли в хи м и че -
ски й со ста в. Др уги м и сло ва м и , на о сно ве фи зи че ски х за ко но в и с по м о -
щью пр и б о р о в а на ли ти к за да е тпо чве во пр о с, т. е . та к и ли и на че во зде йст-
вуе тна не ё , а по е ё о ткли ку на это во зде йстви е суди ть о е ё со ста ве и сво й-
ства х.
1. Теоретич ес к ие ос новы и к л ас с ифик ац ия. Э ле ктр о хи м и я и зуча е т
вза и м о связь м е ж ду эле ктр и че ско й эне р ги е й и хи м и че ски м и р е а кци ям и .
О б ычно для пр о ве де ни я эле ктр о хи м и че ски х р е а кци й и спо льзую тэле ктр о -
ли ти че скую яче йку. О на пр е дста вляе т со б о й за м кнутую эле ктр и че скую
це пь, со сто ящую и з 2 эле ктр о до в, по гр уж е нных в эле ктр о ли т. Ра зли ча ю т2
ти па эле ктр о хи м и че ски х яче е к: 1- га льва ни че ски й эле м е нт(и ли яче йка на -
пр яж е ни я) и 2- эле ктр о ли ти че ска я яче йка . У стр о йства и х о че нь схо ж и (см .
р и с. 1).
Э ле ктр о хи м и че ски е р е а кци и в эти х яче йка х пр о ти во по ло ж но на пр а в-
ле ны. Н о е сли в га льва ни че ско й яче йке р е а кци я являе тся и сто чни ко м то ка ,
то в эле ктр о ли ти че ско й яче йке о на пр о те ка е тс по гло ще ни е м эне р ги и эле к-
тр и че ства .
Ка к ж е во зни ка е т эле ктр о то к в га льва ни че ско й яче йке ? Пр и о пуска -
ни и м е та лли че ски х пла сти но к, на пр и м е р ци нка и м е ди , в лю б о й р а ство р ,
со де р ж а щи й со ли эти х м е та лло в, о б е пла сти нки на чнут пе р е да ва ть это м у
р а ство р у сво и ка ти о ны.
Ри с. 1. С хема я чейк и н а пря ж ен и я (а ) и элек т роли т и чес к ой я чейк и
(б) (поя с н ен и я в т ек ст е)
