физ. Раздел V-1. V. минеральное питание растений микроскопический анализ золы растений

• Название: V. минеральное питание растений микроскопический анализ золы растений
• Дата: 02.03.2021
• Размер: 27.81 Kb.
• Имя файла: Раздел V-1.docx
• Тип: Лабораторная работа; #181021

Раздел V. МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ
МИКРОСКОПИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЗОЛЫ РАСТЕНИЙ
В состав растений входят почти все известные химические элементы. При сжигании растительного материала углерод, азот и водород улетучиваются в виде воды, С0₂ и других оксидов. Остающийся нелетучий осадок (зола) содержит элементы, называемые зольными. Их содержание у различных растений и в разных частях одного и того же растения неодинаково и зависит от состава почвы, физиологических особенностей и возраста растения.

На количество золы, образующейся при сжигании разных частей растения, влияет также соотношение в них живых и мертвых клеток. Мертвые клетки состоят из одних клеточных стенок, в которых находится небольшое количество кальция или кремния, тогда как в цитоплазме и органеллах живых клеток содержится много зольных элементов как в составе органических веществ (сера – в белках, фосфор – в нуклеиновых кислотах и фосфолипидах, магний – в хлорофилле и т.п.), так и в форме ионов.

Зола в растении составляет приблизительно 5 % от массы сухого вещества. Однако отдельные органы растений сильно различаются по содержанию золы. Ее больше там, где преобладают живые клетки. Так, в среднем в древесине – около 1 % золы, в семенах – около 3 %, в стеблях и корнях – 5 %, а в листьях – 15 %.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № V.-1.
Работа № V.-1-1. Микроскопический анализ золы

Цель работы: выявить некоторые ионы (К⁺, Са²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺, SO₄ ^2-, CI^-, PO₄ ^3-) в золе разных органов растений

Материалы и оборудование: микроскопы, стеклянные тонкие палочки с оттянутыми концами, предметные стекла, пробирки, воронки, фильтровальная бумага, бумажные фильтры, маркер для стекла, этанол, дистиллированная вода, 10%-ный раствор НС1, 1 %-ные растворы кислот H₂S0₄, HN0₃, H₂C₂0₄; I %-ные растворы солей NaHC₄H₄0₆, PtCl₄, K₄[Fe(CN)₆], Hg₂(N0₃)₂, (NH₄)₂Mo0₄, (CH₃COO)₂Pb, AgN0₃, Na₂HP0₄, смесь следующего состава: 1 г Na₂HP0₄, 4 г NH₄C1, 6 г NH₄OH, 2 г лимонной кислоты в 250 мл воды (реактив на магний).

Растения: зола из заготовленных летом высушенных листьев, стеблей, соцветий, плодов и кусочков древесины различных растений.
В основе микрохимического анализа лежит свойство некоторых солей образовывать характерной формы кристаллы, по которым можно судить о наличии в составе золы того или иного элемента.

Ход работы: Из золы готовят в пробирках два раствора – водный для выявления Сl^- и К⁺ и солянокислый для определения всех остальных ионов. Одну вторую часть золы заливают 3 мл дистиллированной воды, перемешивают и отфильтровывают в чистую пробирку. К оставшейся золе прибавляют 3 мл 10% НС1, перемешивают и отфильтровывают раствор в чистую пробирку.

С растворами проделывают все качественные реакции. Появление типичных кристаллов показывает наличие в золе соответствующих элементов.

Следует заметить, что для сохранения чистоты реактивов каждый из них берут отдельной стеклянной палочкой. Для удобства палочку укрепляют в пробке, которой закрывают данный реактив. После использования палочки следует тщательно мыть.

На разные концы предметного стекла помещают по капле необходимого реактива на ион, который хотят выявить. Рядом с одной из них наносят каплю какой-либо соли, содержащей данный ион, а с другой — каплю солянокислого или водного экстракта золы.

Чистой стеклянной палочкой с заостренным концом две соседние капли соединяют перемычками (рис.27). В результате взаимодействия растворов образуются продукты реакции, которые при медленном подсушивании препарата будут выпадать в осадок с образованием характерных кристаллов. Следует избегать полного перемешивания капель растворов: самые крупные и правильно сформированные кристаллы образуются в тонких перемычках между каплями. Очень важно правильно подсушить препарат. Для этого его держат высоко над пламенем горелки и подогревают до полного испарения воды, слегка перемещая из стороны в сторону. Подсушивание прекращают, как только исчезнет последняя капля жидкости. Кристаллы рассматривают под микроскопом на сухом препарате без покровного стекла, зарисовывают и сравнивают с контрольным вариантом.

Проделывают все качественные реакции с растворами и с экстрактами золы. Появление типичных кристаллов показывает наличие соответствующих элементов в золе.



Рис. 27. Техника проведения реакции

1 – вытяжка их золы; 2 – раствор, содержащий обнаруживаемый элемент; 3 – реактив на обнаруживаемый элемент; 4 – «мостик» между раствором и реактивом; 5 – предметное стекло;
1. Обнаружение ионов КАЛИЯ:

а) реактивом на ионы калия может быть гидротартрат натрия NaHC₄H₄0₆, который с нейтральным раствором солей калия дает осадок гидротартрата калия КНС₄Н₄О_б в виде крупных призм и пластинок. Кристаллы гидротартрата хорошо растворяются в кислотах и щелочах, поэтому для определения иона калия берут водный экстракт. Сделать рисунок.

б) ионы калия можно обнаружить также с помощью хлорида платины PtCl₄. В этом случае выпадают кристаллы хлороплатината калия K₂PtCl₆ в виде тетраэдров, октаэдров и кубов желтовато-зеленоватого цвета. Сделать рисунок.

2. Обнаружение ионов КАЛЬЦИЯ:

а) на предметном стекле каплю испытуемого раствора и контрольного раствора соединяют с каплями щавелевой кислоты. При медленном нагревании выпадают кристаллы оксалата кальция СаС₂0₄ * 3Н₂0 в виде октаэдров, кубов, иногда крестов. Сделать рисунок.

б) более характерным реактивом на кальций является серная кислота. В результате этой реакции при той же технике выполнения выпадают игольчатые кристаллы гипса CaS0₄* 2H₂0, которые иногда располагаются группами, напоминающими снежинки. Сделать рисунок.

3. Обнаружение ионов МАГНИЯ. Капли испытуемого раствора и контрольной соли соединяют с реактивом, состоящим из гидрофосфата натрия, хлорида аммония, лимонной кислоты и гидроксида аммония. При медленной кристаллизации выпадают кристаллы фосфата магния-аммония в виде трапеций, призм и октаэдров; при быстрой кристаллизации — в виде звезд, крестов и ветвящихся образований:

MgCl₂+ Na₂HP0₄ + NH₄OH = NH₄MgP0₄ + 2 NaCl

4. Обнаружение ионов ЖЕЛЕЗА.

Присутствие в вытяжке ионов железа Fe³⁺ обнаруживают при взаимодействии с гексоцианоферратом (II) калия K₄[Fe⁺²(CN)₆^-]. В результате образуется интенсивно-синий осадок гексоцианоферрата (II) железа Fe₄[Fe(CN)₆]₃.

Железа в некоторых образцах золы мало, поэтому исходную вытяжку следует нанести на стекло несколько раз и упарить. Наличие ионов железа выявляют по синей окраске:

4 FeCl₃ + 3 K₄[Fe(CN)₆] = Fe₄[Fe(CN)₆]₃ + 12КС1

Реакцию на железо можно проводить в пробирке с частью солянокислого экстракта, к которому по каплям прибавляют раствор гексоцианоферрата (II) калия. Сделать рисунок.

5. Обнаружение ФОСФОРА:

а) растворы солей фосфорной кислоты образуют с цитратом ртути Hg₂(N0₃)₂ кристаллический осадок фосфата ртути Hg₃P0₄ в виде розеток или пучков игл. Сделать рисунок.

б) ионы РО₄^3- можно обнаружить в растворе при взаимодейтвии с молибдатом аммония (NH₄)₂Mo0₄. Каплю раствора фосфорной кислоты, слегка подкисленную азотной кислотой, соединяют с каплей раствора молибдата аммония. В результате выпадают зеленовато-желтые мелкие кристаллы сложной комплексной соли:

Н₃Р0₄ + 12(NH₄)₂MoO₄ + 21HNO3 = (NH₄)₃H₄[PO₄(Mo₂o₇)]NH₄NO₃ + 12H₂O

6. Обнаружение ионов SO₄ ^2-:

а) в качестве реактива используют раствор ацетата свинца (СН₃СОО)₂Рb. Выпадают очень мелкие кристаллы сульфата свинца в виде длинных игл, звезд и ромбов;

б) в присутствии нитрата серебра AgN0₃ осаждаются кристаллы сульфата серебра Ag₂S0₄ в форме вытянутых шестиугольников и ромбов. Трение стеклянной палочкой на холоде ускоряет выпадение осадка.

7. Обнаружение ионов ХЛОРА.

Анионы хлора обнаруживают в водном растворе золы нитратом серебра. При взаимодействии хлора с этим реактивом выпадает белый осадок, который и служит доказательством присутствия ионов хлора в растворе.

Задание: при оформлении работы записать уравнения реакций и зарисовать характерные формы кристаллов. В выводе отметить, какое количество золы в процентах от сухой массы содержится в данном органе и какие элементы обнаружены в золе исследованных растений.