417.54kB

Intern rapport no. 106
DE INVLOED VAN DE ZUIVERHEID VAN HET
WATER EN VAN HET
KALIUMCHLORIDE A U
MILIEUFACTOREN BIJ DE BEPALING VAN
D E ZUURCRAAD IN
CRONDS USPENS IES
door
mej. A.Beverwijk
Rijksdienst vdor de IJsselmeerpolders
Landbouwwetenschappelijke
K A M P E N
1968
Afdeling
D E INVLOED VAN DE ZUIVERHEID VAN HET WATER EN VAN HET KALIUMCHLORIDE ALS
MILIEUFACTOREN BIJ DE BEPALING VAN DE ZUURGRAAD IN GRONDSUSPENSIES
door
mej. A. Beverwijk
Bodemkundig Laboratorium, R.IJ.P.,
Kampen
Inleiding.
Een bij.het landbouwkundig onderzoek veel .voorkomende analyse is die
van de zuurgraad van de grond. In het laboratorium wordt deze bepaling uitgevoerd door in een waterige suspensie van de grond de waterstofionenconcentratiete meten met behulp van een potentiometer. Deze zgn. pH-H20 geeft
echter vaak een onjuist beeld van de zuurgraad van de grond, voornamelijk
omdat de invloed van toegepaste bemestingen vrij sterk doorwerkt in het
analyseresultaat. Omstreeks 1952 is daarom landelijk het aan de grond toe
te voegen water vervangen door een kaliumchloride oplossing. De op deze
wijze verkregen pH-KC1 vertoont de bij de pH-H 0 voorkomende beTnvloeding
2
niet of in veel mindere mate (de Vries en Dechering, 1960).
Naast de pH-KC1 wordt echter aan het 1aboratorium.van de R.1J.P.
te
Kampen ook de pH-H 0 bepaald. Het verschil tussen de beide analyseresul2
taten geeft nl.. een vrij goede indruk van het a1 of niet aanwezig zijn van
waterstofionen aan het adsorptiecomplex. Beide analyses kunnen in dezelfde
grondsuspensie warden verricht door, nB het bepalen van de pH-H 0, aan de
2
suspensie enig KC1 toe te voegen (Hofstee, 1966).
De hiervoor benodigde
KC1 wordt in opgeloste vorm uit een voorraadoplossing van 1 n KC1 toegevoegd
.
Nu was reeds meerdere malen geconstateerd dat in de KC1-voorraadoplossing schimmelgroei optrad. Naar aanleiding hiervan rees de vraag of de
pH van deze oplossing, die b i j d e bereiding op 7 , O was gebracht, hierdoor
zou yorden beinvloed. Het bleek dat reeds na enkele weken de pH met
_+
1
eenheid was gedaald.
In hoeverre dit verschijnsel van invloed zou kunnen zijn op de analyseresultaten en welke eisen aan de zuiverheid van de reagentia moeten
worden gesteld was de probleemstelling van het hierop volgende onderzoek,
waarvan de resultaten in dit rapport worden beschreven. Bij dit onderzoek
is een aantal monsters met uiteenlopende pH's betrokken geweest. Een nadere omschrijving wordt in de bijgevoegde tabel: gegeven:.
X/68/558/16/1
Opzet der proeven.
De noodzaak van het gebruik van zoutvrij water bij de bepaling van de
zuurgraad werd nagegaan door van een aantal monsters pH-H20 en pH-KC1 te
bepalen in suspensies, die waren bereid met leidingwater en met gedemineraliseerd water.
Het met de beschikbare onthardingsapparatuur verkregen gedemineraliseerde water is nog niet geheel zoutvrij. In het leidingwater aanwezig
silicium.wordt nl. niet verwijderd. Verbindingen, bijv. zuur reagerende
hydraten, van dit element waarvan
+
7 mg per li*er aanwezig is, zouden de
pH-bepaling kunnen storen. Er werden daarom ook pH-bepalingen verricht,
waarbij gedestilleerd water werd gebruikt.
Behalve opgeloste zouten kunnen ook de in het water opgeloste gassen
van invloed zijn op het analyseresultaat. Dit was aanleiding om tevens PHbepalingen uit te voeren, waarbij door uitkoken van het te gebruiken water
deze gassen waren uitgedreven.
Ten slotte zou de "eigen pH" van het water en van de KC1-oplossing
nog een factor vanbetekenis kunnen zijn. Hierbij kwam tevens de vraag naar
voren of bij de bepaling van pH-KC1 de resultatenidentiek zijn wanneer opgelost of vast KC1 wordt toegevoegd. In het laatste geval zou de plaatselijk optredende, weliswaar kortstondige, hoge KC1-concentratie invloed kunnen hebben. Indien niet, dan zou toevoegen van vast KC1 de, vrij spoedig
door schimmelvorming verontreinigde, KC1-voorraadoplossing kunnen vervangen.
Aan de hand van het voorgaande werd het volgende onderzoekplan opgesteld :
1. De invloed van de zuiverheid van het water werd nagegaan door de grondwater suspensies te bereiden met :
a. uitgekookt leidingwater, uitgekookt gedemineraliseerdwater of uitgekookt gedestilleerd water. Voor de pH-KC1 bepaling werd het kaliumchloride als vast zout (+
- 186 mg) toegevoegd.
b. uitgekookt gedemineraliseerd water en uitgekookt gedestilleerd water.
Voor de pH-KC1 bepaling werd het kaliumchloride.in oplossing toegevoegd. Deze oplossing werd bereid met gedemineraliseerd of gedestilleerd water.
2. De invloed van het in het water opgelost gas werd nagegaan door de grondwater suspensies te bereiden met :
a. uitgekookt en niet uitgekookt leidingwater.
.
b. uitgekookt en niet uitgekookt gedemineraliseerd water. Zowel bij a
als bij b.,werdvoor de pH-KC1 bepaling het kaliumchloride als vast
zout toegevoegd.
3. De invloed van de "eigen" pH van het water en die van de XC1-oplossing
werd nagegaan door :
a. van de verschillende soorten water v66r en na uitkoken de pH vastte
stellen.
b. na enige tijd de pH te bepalen van de reeds op een vroeger tijdstip
geneutraliseerde en als voorraadoplossing gebruikte KC1-oplossing.
c. grond-water suspensies te maked met behulp van uitgekookt gedem.
H20 van bekende pH, waaraan ken KC1-oplossing met pH 6,90 of 5,95
werd toegevoegd.
4. De invloed van opgelost of va>st KC1 werd nagegaan door :
a. aan een deel van de grondsuspensies bereid met uitgekookt gedem. H20,
vast KC1 en aan een ander deel in gedem. H20 opgelost KC1 toe te
voegen.
b. aan grondsuspensies, bereid met uitgekookt gedest. H 0 , zowel vast
2
KC1 als in gedest. H20 opgelost KC1 toe te voegen.
Resultaten van het onderzoek.
Het gebruik van leidingwater bij de bereiding van de grondsuspensies
voor de pH-bepaling, levert in een aantal gevallen sterk afwijkende resultaten (grafiek 1).
Dit betreft monsters van pleistocene zanden, waarvoor
in alle gevallen~tehoge waarden worden gevonden. De vrij.hoge pH van het
leidingwater (9,28) in combinatie met het geringe bufferend vermogen van
de zandmonsters zal hiervan de oorzaak zijn. Bij de rest van de onderzochte
monsters zijn de verschillen merendeels niet zo groot dat het gebruik van
leidingwater ontoelaatbaar zou zijn. Opvallend is dat ook hier bij de lage
PH's steeds iets hogere waarden worden gevonden bij gebruik' van leidingwater. Wellicht eveneens een gevolg van de hoge pH van dit water.
Wil men bij de pH-bepaling gebl'uik maken van leidingwater dan zal men
dus de monsters moeten selecteren. Voor een vlotte gang van zaken is dit
echter weinig aantrekkelijk, nog afgezien van de problemen t.a.v.
het vast-
stellen van de criteria voor een dergelijke selectie. Daarbij komt nog dat
het constant zijn van zoutgehalte en pH van leidingwater weinig zeker is,
zodat voortdurende controle hierop nodig zou zijn..Als praktisch bruikbaar
blijft dus over het op enigerlei wijze zoutvrij gemaakte, a1 of niet gasvrij, leidingwater. Bij het in deze richting voortgezet onderzoek is slechts
QQn pleistoceen zandmonster ,betrokken geweest en we1 no. 86227.
X/68/558/16/3
Het merendeel van de PH's verkregen met uitgekookt gedem. H 0 ligt iets
2
lager dan die met uitgekookt gedest. H20 (grafiek 2). Het is denkbaar dat
deze lagere waarden veroorzaakt zijn door de in gedem. H 0 nog aanwezige
2
siliciumverbindingen, die in gedest. H 0 niet meer voorkomen.
2
Als bij de pH-H 0 bepaling uitgekookt gedem. H 0 wordt gebruikt en
2
2
voor de bepaling van pH-KC1 het kaliumchloride opgelost in gedem. H 0 of
2
in gedest. H 0 wordt toegevoegd leveren de resultaten geen noemenswaardige
2
verschillen (grafiek 3). Ook als i.p.v. uitgekookt gedem. H 0 uitgekookt
2
gedest. H 0 wordt gebruikt zijn de resultaten bevredigend (grafiek 9). Of
2
het inderdaad noodzakelijk is om het water voor de PH-bepaling uit te koken, werd voor leidingwater en gedem. H 0 nagegaan (grafieken 5 en 6 ) . Bij
2 .
pH's > 7 worden bij niet uitkoken van het water duidelijk iets lagere waarden (+
- 0,07 pH) gevonden.
In het zure traject vertonen slechts twee monsters (no. 86227 en
86234) een waarneembare afwijking bij gebruik van leidingwater. Het betreft hier een pleistoceen zand en een ongeagreerde katteklei, die met
uitgekookt leidingwater lagere PH's geven dan wanneer dit water niet wordt
uitgekookt. Net is waarschijnlijk dat dit aan het toeval moet worden toegeschreven. De verschillen tussen de duplo-bepalingen van deze waarnemingen liggen nl. in dezelfde orde van grootte, terwijl een verklaring via de
samenstelling van het water en/of demonsters een afwijking in tegenovergestelde richting zou doen verwachten.
Zoals reeds eerder werd opgemerkt bij de bespreking van de resultaten van pH-bepalingen met leidingwater, heeft de "eigen" pH van het water
weinig of geen invloed op de analyseresultaten. Een uitzondering hierop
vormt pleistoceen zand bij gebruik van leidingwater (zie grafiek 1).
Dat
er we1 aanleiding bestond om hierdoor veroorzaakte verschillen te verwachten, blijkt we1 uit de pH's van verschillende soorten water.
........................................................................
pH v66r het uitkoken
pH ni
het uitkoken
Leidingwater
Gedem. H20
8,62
5,45
Gedest.
6,22
6.50
I
---------------
Bij pH-metingen verricht in KC1-voorraadoplossingen is gebleken dat
ni neutralisatie van het opgeloste KC1 de pH vrij spoedig daalt en na enkele weken een waarde van + 6,O bereikt om hierna vrijwel niet meer te
veranderen. Opnieuw neutraliseren van deze oplossingen bleek, evenals bij
gedem. water, vrijwel onmogelijk vanwege hun bufferende werking. De ge-
noemde daling in pH is ook waargenomen bij een KC1 oplossing,' waarin schimmelvorming plaatsvondc
Dat bij vroeger verrichte bepalingen mogelijk foutieve pH-KC1 waarden
zijn gevonden door gebruik van een
niet
neutrale KC1-oplossing moet vrij-
we1 uitgesloten worden geacht, gezien de resultaten met KC1-oplossingen,
waarvan de PH's resp. 6,90en 5,95 bedroegen (grafiek 7 ) . Bij 9 van de 12
monsters worden nagenoeg dezelfde waarden gevonden. Bij de enkele uitbijters hoort ook nu weer het Pleistocene zand, dat de grootste afwijking
vertoont, die toch nog kleiner is dan 0,3 pH-eenheid. De lagere waarden
bij gebruik van een KC1-oplossing met lagere pH laten zich ook hier weer
verklaren door de invloed van de "eigen" pH van&:oplossing
op de gemeten
pH van pleistoceen zand.
In de grafieken 8 e n :9 z i j n d e resultaten verwerkt van de invloed
van het kaliumchloride als oplossing of als vast zout op de pH van grondsuspensies. In het eerste geval is voor de pH-H 0 uitgekookt gedem. H20
2
gebruikt, terwijl de KC1-oplossing ook van gedem.H20 is bereid; in het
2e geval is uitsluitend uitgekookt gedest. H20 gebruikt.
Als de toevoeging van vast KC1 invloed op de analyseresultaten zou
hebben dan zouden lagere gehalten verwacht kunnen worden; door de kortstondige hoge zoutconcentratie zou nl. een sterkere H-ionenuitwisseling
kunnen plaatsvinden. Alhoewel deze tendens op beide grafieken
slechts in geringe mate
-
-
hoewel
kan worden geconstateerd, is de invloed ervan
op de analyseresultaten te verwaarlozen. Bij de keuze tussen vast en opgelost KC1 verdient derhalve vast KC1 om praktische redenen de voorkeur.
Samenvatting en conclusie.
Een onderzoek naar de noodzaak van het gebruik van zoutvrij.water bij
de pH-bepaling in grond, heeft uitgewezen,dat leidingwater niet geschikt
is om als miIieuv1oeistof te worden gebruikt. Hierbij kunnen afwijkingen
tot 1 pH-eenheid worden gevonden.
Met uitgekookt gedem. H 0 worden iets lagere gehalten gevonden dan
2
met uitgekookt gedest. HZO. Gezien de geringe verschillen en de veel lagere kostprijs van gedemineraliseerd water, zullen op ons laboratorium
de analyses met gedem. H 0 uitgevoerd blijven.
2
Er worden nagenoeg dezelfde waarden gevonden wanneer de KC1-voorraadoplossing van gedem.
-
of van gedest. H20 wordt bereid.
De invloed van opgeloste gassen, aanwezig in niet uitgekookt H 0 , OP
2
de analyseresultaten, is bij pH waarden < 6 te verwaarlozen. Bij pH gehalten
>
7 is er een duidelijke tendens dat bij
euitkoken van het
wa-
ter de pH-H 0 en de pH-KC1 iets lager worden gevonden dan wanneer het wa2
ter wordt uitgekookt. Dit is zowel bij leidingwater als bij gedem. H2 0
het geval. Met het oog hierop is het aanbevelenswaardig uitgekookt water
te gebruiken, alhoewel dit natuurlijk mede afhangt van de gestelde nauwkeurigheidseisen.
Behalve voor pleistoceen zand is de invloed van de "eigen pH" van
het gebruikte leidingwater gedem.- of gedest. water, van weinig betekenis
op de analyseresultaten.
Het is raedzaam de zuurgraad van de KC1-voorraadoplossing v66r gebruik eerst te controleren, want bij verloop van pH 7 , O naar 6,O kunnen
bij pleistoceen zand iets lagere waarden worden gevonden.
Het gebruik van KC1 als vast zout heeft om.praktische redenen van
betere hanteerbaarheid en tijdbesparing voorkeur boven een KC1 oplossing.
Bovendien wordt een KC1-oplossing vrij spoedig door' schimmelvorming
verontreinigd.
mei, 1968.
Literatuur
.
Hofstee, J. 1966. Analysemethoden voor grond, gewas, water en bodemvocht
in gebruik bij het Bodemkundig laboratorium van de
Rijksdienst voor de IJsselmeerpolders te Kampen.
Hofstee, J. 1966.- Toelichting op de analysemethoden voor grond, gewas,
water en bodemvocht in gebruik bij het Bodemkundig laboratorium van de Rijksdienst voor de IJsselmeerpolders
te Kampen.
Vries, O.de, en F.J.A. Dechering. 1960. Grondonderzoek. Bedrijfslaboratorium voor grond- en gewasonderzoek, Mariendaal
Oosterbeek.
-
Enkele gegevens van bij het onderzoek
gebruikte monsters
............................................................................
Monster
no.
pH-H 0 pH-KC1
2
Omschri jving
.............................................................................
0.Flevoland
6,9
6,7
,9
7.1
6,6
(1
7,4
6,9
6,s
6,4
71
6.6
6,5
Pleistoceen, grijs gekleurd, weinig
leemhoudend,
9,
6,'J
5,7
c Pleistoceen, grijs bruin, iets
doorgroeid,
9,
7,7
7,5
85882
c
6,6
6,4
86226
Zware zavel, geaereerd,
,,
,,
7,s
7,s
4,s
4,4
7,6
7,l
7t7
7,6
,,
5,0
4.8
,.
5,5
5,5
,,
7,8
7,5
3,7
3,2
6,3
5,7
48120
a
Pleistoceen
-21
c
,,
59566
-78
63469
-70
72979
-27
Pleistoceen, lichtgrijs, iets
doorgroeid
c
Pleistoceen, grijs,iets doorgroeid,
.' Pleistoceen, bruin gekleurd, humeus,
Pleistoceen, bevat veenbandjes,
Pleistoceen zand, geaereerd,
-28
Zware zavel, ongeaereerd,
-29
Alc.., fijn zand , ongeaereerd,
1
Compact zeggeveen, geaareerd,
-30
-31
I,
9,
,
ongeaereerd ,
-32
Ala, lichte zavel, geaereerd,
-33
Katteklei , geaereerd,
-34
-35
-36
, ongeaereerd,
3,
Detritus, geaereerd,
,,
,
ongeaereerd ,
86237
Humeuze zavel,
89994
Pleistoceen,.weinig doorgroeid,
108542
a en b. Pleistaceen, vaak alleen
b-laag
"
It
3,
11
9,
.,
,
4,6
4,5
,,
5t0
4,9
,,
7,6
7,2
6,7
6,5
6,s
6,2
N.O.Polder
0.Flevoland
--------- ........................................
,,
---------L-------A
-.
-.
0
1,OO
2,OO
3,OO
4,OO
5,OO
6,OO
7,OO
8,OO
uitgekookt leidingwater
Grafiek 1. pH-H 0 en pH-KC1 bepalingen in grondsuspensies, bereid met uitgekook? gedem. H 0 en uitgekookt leidingwater en KC1 als vast eout.
2
0
1,OO
2,OO
3,OO
,
4,OO
5.00
6,OO
7,OO
8,OO
uitgekookt g e d e s t , H20
Grsfiek 2 . pH-H 0 en pH-KC1 bepalingen i n grondsuspensies, bereid m e t uitgekook? gedem. H20 en uitgekookt gedest. H 0 en KC1 a l s vast zout.
2
= pH-H20
0
= pH-KC1
Grafiek 4. pH-H20 en pH-KC1 bepalingen in grondsuspensies, bereid met uitgekookt
gedest. H 0 en KC1 oplossingen van gedem.- en gedest. H 20.
2
0
= pH-KC1
= pH-H20
Grafiek 3. pH-H20 en pH-KC1 bepalingen in grondsuspensies, bereid met uitgekookt
gedem. H 0 en KC1 oplossingen van gedem.- en gedest. H 0.
2
2
0
= pH-KC1
= pH-H20
uitgekookt leidingwater
-
Grafiek 5 . pH-H20 e n pH-KC1 bepalingen i n grondsuspensies, bereid met n i e t e n
we1 uitgekookt leidingwater en KC1 a l s v a s t zout.
-
= pH-H20
0
= pH-KC1
-
Grafiek 6 . pH-H20 e n pH-KC1 bepalingen i n grondsuspensies, bereid m e t n i e t e n
we1 uitgekookt gedem. H 0 en KC1 a l s v a s t zout.
2
o = pH-KC1
= pH-HzO
-
0
1,OO
2,OO
3,OO
4,OO
5,OO
6'00
7,OO
8,OO
van de KC1-oplossing 5,95
Grafiek 7. pH-H20 en pH-KC1 bepalingen in grondsuspensies, bereid met uitgekookt
gedem. H 0 en KC1 oplossingen met pH's van 6,90 en 5,95.
2
= pH-H20
0
= pH-KC1
KC1 als vast zout
Grafiek 8. pH-H20 en pH-Kc1 bepalingen in grondsuspensies, bereid met gedem.
H '0en opgelost of vast KC1.
2
o = pH-KC1
= pH-H,O
.
KC^ als vast zout
Grafiek 9. pH-H20 en pIkKCl bepalingen in grondsuspensies, bereid met uitgekookt
gedest. H 0 en opgelost of vast KC1.
2
= pH-H20
o
= pH-KC1

Download Report