Determinarea umiditatii solului prin metoda gravimetrica

Determinarea umiditatii solului prin metoda gravimetrica

1. Scopul lucrarii

Scopul lucrarii consta in insusirea metodologiei si tehnicii de lucru in vederea determinarii umiditatii precum si a continutului in substanta uscata din sol.

2. Baze teoretice

Umiditatea sau continutul in apa al solului, este cantitatea de apa care se afla legata in mod fizic de sol, in momentul cand se face recoltarea probelor. Aceasta apa se evapora la 1050C.

Umiditatea solului depinde de clima, natura si inclinatia solului si de vegetatie. Alaturi de temperatura, umiditatea solului influenteaza, in mare masura activitatea biologica si deci posibilitatea de autopurificare.

Cunoasterea umiditatii solului este importanta atat din punct de vedere agrotehnic cat si din punct de vedere ecologic.

Umiditatea solului se poate determina:

"in situ", ex. prin conductometrie;

prin observatii directe;

in sol recoltat (analiza in laborator a probelor recoltate).

Analiza "in situ" implica aparatura, de obicei costisitoare, si este legata de dependenta unor proprietati ale solului de umiditate. Pentru determinarea umiditatii " in situ" se pot utiliza:

metode radioactive de masurare care folosesc sonde cu

neutroni ce se infig direct in sol;

metode conductometrice ale caror electrozi sunt introdusi in

sol, conductivitatea electrica fiind influentata de umiditate.

Umiditatea solului, determinata prin observatii directe, se poate clasifica astfel:

Gradul 1 - sol uscat, ce nu raceste mainile. Nisipul curge, argila

este uscata, in graunte mari. Tinandu-se la soare,

aproape ca nu se decoloreaza prin uscare;

Gradul 2- sol cu aspect proaspat, raceste usor mainile si se

decoloreaza foarte putin prin uscare;

Gradul 3 - sol umed, produce o racire vizibila a mainilor, prin uscare se decoloreaza. Nisipul adera putin, argilele si argilo-nisipurile se leaga, dar se crapa usor;

Gradul 4 - sol umed ce inca nu luceste, dar la soare se decoloreaza puternic. La pipait este rece si umed, punandu-se o hartie pe el se uda. Pe mainile prafuite formeaza pete intunecate;

Gradul 5 - sol umed, straluceste datorita acoperirii lui cu o pelicula de apa. Se caracterizeaza prin fluiditate, nu se leaga, ci mai mult se intinde.

Aceasta metoda poate fi aplicata la toate tipurile de esantioane de sol. Procedeul difera pentru esantioanele de sol uscate la aer fata de esantioanele de sol a caror grad de umiditate este cel corespunzator locului de recoltare.

Rezultatele obtinute in urma analizelor de laborator se raporteaza de obicei la solul uscat la temperatura de 105 C. Recalcularea rezultatelor la sol uscat la 105 C este necesara, intrucat cantitatea de apa retinuta de sol variaza in timp, in raport cu umiditatea relativa a aerului cu temperatura din incaperile unde sunt pastrate probele de sol si cu textura lor. De aceea determinarea umiditatii solului se face in acelasi timp cu efectuarea analizelor.

Determinarea umiditatii higroscopice a solului, se bazeaza pe pierderea apei higroscopice, aceasta se realizeaza prin uscarea solului intr-o etuva electrica la temperatura de 105 C unde se tine pana la masa constanta, 6 - 8 ore.

Principiul metodei: solul se usuca la temperatura de 105oC pana la greutatea constanta si apoi se cantareste. Diferenta de greutate obtinuta inainte si dupa uscare, reprezinta umiditatea care se exprima procentual.

3. Aparatura. Materiale. Substante

etuva termoreglabila

balanta analitica

exicator cu clorura de calciu

fiole de cantarire

cleste de laborator 

4. Metoda de lucru

Solul se recolteaza in vase care au inchidere ermetica, pentru a nu se evapora apa in timpul transportului si se pastreaza la frigider cel mult 24 de ore.

Se cantareste la balanta analitica o fiola de cantarire care se introduce descoperita, impreuna cu capacul ei, intr-o etuva la temperatura de 105 C, unde se tine timp de 15 minute, dupa care se lasa sa se raceasca intr-un exicator cu clorura de calciu timp de 30 min. Apoi se cantareste la balanta analitica. Se repeta operatia, pana cand diferenta dintre doua cantariri succesive nu este mai mare de 0,0002 g (in cele mai multe cazuri sunt suficiente doua uscari).

Fiola de cantarire astfel adusa la greutate constanta, se introduce imediat, aproximativ 10 g sol pregatit pentru analiza, dupa care se cantareste la balanta analitica. Diferenta fata de greutatea fiolei cantarite goala, reprezinta masa solului luat pentru determinarea umiditatii higroscopice.

Fiola de cantarire cu solul respectiv, se introduce descoperita, impreuna cu capacul ei in etuva electrica la temperatura de 105 50C, unde se tine timp de 4 ore. Se scoate fiola din etuva, se acopera cu capacul, se introduce intr-un exicator cu clorura de calciu, unde se lasa sa se raceasca timp de ½ ore si apoi se cantareste la balanta analitica. Operatiunea uscarii se repeta tinand proba de sol in etuva la temperatura de 105 50C, cate 1 - 2 ore, pana cand diferenta dintre ultimele doua cantariri succesive este mai mica de 0,0004 g, adica masa ramane practic constanta. Toate operatiunile de manevre cu fiola de cantarire se fac cu ajutorul unui cleste de laborator, pentru a evita aderarea impuritatilor de pe degete pe peretii fiolei.

La aceasta temperatura se poate in general neglija descompunerea substantelor organice.

Totusi pentru esantioanele de sol cu continut ridicat de substante organice (>10% ), de exemplu in cazul solurilor turboase metoda de uscare trebuie adaptata. In acest caz esantionul trebuie uscat pana la masa constanta la temperatura de 50 0C. Utilizarea vidului accelereaza aceasta operatie. Daca esantionul contine substante volatile organice aceasta metoda nu permite efectuarea unei determinari sigure a continutului de apa.

5. Interpretare rezultate

Continutul in substanta uscata raportat la masa se noteaza prin Wdm si reprezinta reziduul sec de sol exprimat in procente de masa dupa efectuarea uscarii.

Continutul de apa raportat la masa se noteaza cu si reprezinta masa de apa ce se evapora din sol cand acesta este uscat la 105 0C pana la masa constanta.

Pierderea ponderala, se considera apa higroscopica () si se exprima procentual. Calculul se face dupa urmatoarea formula:

  , in care:

U = este continutul procentual in umiditate higroscopica; a = masa fiolei goale , uscate la 105 C si aduse la masa constanta;

(a + b ) = masa fiolei impreuna cu solul uscat la aer ;

b - masa solului uscat la aer luat pentru analiza ;

(a + b - u ) = masa fiolei de cantarire plus solul uscat la 105 C;

u = cantitatea de apa eliberata de sol in timpul uscarii la temperatura de 105 C.

Calcul:

umiditatea %=(A-B)*100/g

A - greutatea solului inainte de uscare in g;

B - greutatea solului dupa uscare la 1050C in g;

g - greutatea solului luat in lucru, in g.

Observatii: pentru unele determinari chimice care se lucreaza din sol uscat la aer, paralel cu efectuarea analizei se determina si umiditatea solului uscat la aer dupa metoda gravimetrica si care intervine la calcul ca factor de corectie.

Factorul de corectie pentru umiditate se calculeaza dupa formula:

K=100 / (100-u)

u - umiditate %.

6. Chestionar de verificare

1. Aceasta metoda poate fi folosita pentru toate tipurile de sol?

2. Precizati factorii care influenteaza variatia umiditatii solului in timp?

3. Cum se determina umiditatea higroscopica a solului?

4. Ce importanta are vidul in acest procedeu?

5. Ce se intampla daca proba de sol contine substante volatile?