§. 221.
Zur Analyse dient die lufttrockene, nicht zerriebene, aber möglichst
gleichförmig gemischte Erde. Man fängt die Bestimmungen a., b. und c.
zu gleicher Zeit an und hebt eine weitere Portion der Erde in einem
verschlossenen Gefässe für den Fall auf, dass eine oder die andere
Bestimmung wiederholt werden soll.
a. $Bestimmung des Wassergehaltes.$
Man trocknet 10 Grm. der Erde im Wasserbade, bis das Gewicht unverändert
bleibt, und bestimmt die Gewichtsabnahme. (Die getrocknete Erde findet
noch weitere Verwendung in g.)
b. $Bestimmung der in Wasser löslichen Bestandtheile.$
Man stellt sich hierzu einen Wasserauszug der Erde dar, und zwar
entweder genau nach der in §. 204 der Anleitung zur qualitativen Analyse
angegebenen oder aber nach folgender, etwas abgeänderter Weise[149],
zu der man einer dreihalsigen $Woulf$'schen Flasche bedarf, welche
auch unten an der Seitenwand noch einen Tubulus hat. In den mittleren
Hals passt luftdicht ein weiter, oben offner, unten verjüngter, etwa
1000 Grm. Erde fassender Glascylinder. In den verjüngten unteren Theil
desselben bringt man zuerst einen lockeren Pfropfen von Badeschwamm, auf
diesen gesiebten reinen Kies, über diesen ausgewaschenen feinen Sand (so
dass durch denselben noch ein kleiner Theil des weiteren Röhrentheils
erfüllt wird), endlich die auszuziehende Erde. In einen der beiden
anderen Tubuli wird ein mit einer Handluftpumpe in Verbindung stehendes
Rohr eingepasst, die beiden anderen sind verschlossen. Man befeuchtet
die Erde mit Wasser, giesst von Zeit zu Zeit welches nach, lässt so 24
Stunden stehen, verdünnt alsdann die Luft in der Flasche und veranlasst
so ein rascheres Ablaufen des aufgegossenen und mit den löslichen
Theilen der Erde beladenen Wassers. Ist die Flasche fast angefüllt,
so öffnet man den dritten Tubulus oben und entleert sie durch den
unteren[150]. Der so erhaltene Wasserauszug ist vollkommen klar; das
Extrahiren kann, wenn die Anordnung mit dem Sande richtig getroffen war,
beliebig lange fortgesetzt werden.
[149] Briefliche Mittheilung von Prof. $Fr. Schulze$.
[150] Fehlt an der Flasche der untere Tubulus, so entleert man sie
mittelst eines Hebers.
Wenn aus der Erde nichts Erhebliches mehr ausgezogen wird (ein
vollständiges Auswaschen lässt sich meist gar nicht ausführen, am
wenigsten bei gypshaltiger Erde) beendigt man die Operation, misst oder
wägt den erhaltenen Wasserauszug und theilt denselben in drei Theile,
welche [Greek: a], [Greek: b] und [Greek: c] heissen mögen, [Greek: a]
betrage 1/2, [Greek: b] und [Greek: c] je 1/4 des Auszugs.
[Greek: a] dampft man in einer Platinschale ein, trocknet den Rückstand
bei 100°, bis er an Gewicht nicht mehr abnimmt, und wägt. Das
erhaltene Gewicht notirt man als $Gesammtmenge der in Wasser löslichen
Bestandtheile$. Man glüht den Rückstand alsdann längere Zeit gelinde
und wägt wieder. -- Die Gewichtsabnahme bringt man als $organische
Substanzen$, $Salpetersäure$ und $Ammon$ in Rechnung, sofern die
qualitative Analyse diese Substanzen nachgewiesen hat[151].
[151] Sollten bedeutende Mengen von Ammonsalzen zugegen sein, so
bestimmt man die Quantität des Ammons in einem besonderen Theil
des Auszugs wie in einem Mineralwasser §. 177. 8.
Den Rückstand übergiesst man mit ein wenig Salzsäure, verdampft zur
Trockne, nimmt wieder mit Salzsäure und Wasser auf und filtrirt. Auf dem
Filter bleibt die $Kieselsäure$, oft gemengt mit etwas Kohle, die aber
beim Glühen verbrennt[152]. Das Filtrat versetzt man mit Chlorwasser,
dann mit Ammon. Entsteht ein Niederschlag, so kann derselbe $Eisenoxyd$,
$Manganoxyd$, $Phosphorsäure$ und je nach Umständen auch $Kalk$ und
$Magnesia$ enthalten. Man filtrirt ihn ab, löst ihn in Salzsäure und
trennt die genannten Körper, wenn die Menge des Niederschlages es
zulässt, nach den Methoden, welche in §. 215 oder in §. 216 angegeben
sind.
[152] War der Wasserauszug nicht ganz klar, so ist die so erhaltene
Kieselsäure mit Thon gemengt und muss von demselben durch Kochen
mit kohlensaurer Natronlösung getrennt werden.
Im Filtrate findet sich in der Regel noch Kalk und Magnesia. Ist dies
der Fall, so ist daraus zu ersehen, dass dasselbe keine Phosphorsäure
mehr enthält. Man verfährt alsdann zur Bestimmung des $Kalkes$, der
$Magnesia$, des $Kalis und Natrons$ nach §. 177. 4. b.
Enthält die Flüssigkeit keine alkalischen Erden, dagegen $Phosphorsäure$
in Verbindung mit Alkalien, so ist nach §. 106. II. a. zu verfahren.
In [Greek: b] bestimmt man $Schwefelsäure$ und Chlor (§. 135. b. 1.);
In [Greek: c] etwa vorhandene $Kohlensäure$, indem man bis auf einen
kleinen Rückstand abdampft und diesen (Flüssigkeit sammt Niederschlag)
nach §. 110. II. b. [Greek: b]. behandelt. Hat die qualitative
Analyse kohlensaure Alkalien im Wasserauszug nachgewiesen, so kann
es nothwendig werden, die Kohlensäure im Niederschlag und der Lösung
getrennt zu bestimmen.
c. $Bestimmung der in verdünnter Salzsäure löslichen Bestandtheile.$
Man extrahirt 25 Grm. der lufttrockenen Erde mit Wasser nach der in
der qualitativen Analyse, bei Bereitung des Wasserauszugs, angegebenen
Methode, bringt sie in eine Porzellanschale, fügt Wasser zu, bis die
Masse dünn breiartig geworden, und setzt nun allmälig Salzsäure zu (wenn
Aufbrausen entsteht, in kleinen Portionen), bis dieselbe in gehörigem
Ueberschusse vorhanden ist. Man erhitzt dann noch 1-2 Stunden im
Wasserbade, filtrirt[153], wäscht aus, bis das letztablaufende Wasser
nicht oder kaum mehr sauer reagirt, misst das mit den Waschwassern
vereinigte Filtrat und theilt es in fünf Portionen[154].
In 1 bestimmt man die $Schwefelsäure$ nach §. 105.
In 2 die $Phosphorsäure$ nach §. 106. I. b. [Greek: b].
In 3 das $Eisenoxydul$[155] nach §. 89. 2. a.
In 4 das $Eisen im Ganzen$ nach §. 206.
[153] Es ist zweckmässig, zuerst die ungelösten, gröberen Theile auf
das Filter zu bringen und dann erst die Flüssigkeit
aufzugiessen, da sich anderenfalls das Filter durch die in der
Flüssigkeit schwebenden feinen Theilchen leicht verstopft.
[154] Enthält die Erde organische Materien in etwas bedeutender Menge,
so erhitzt man die mit Wasser extrahirten 25 Grm. Erde, ehe sie
mit Salzsäure behandelt werden, so lange bei Luftzutritt zum
gelinden Glühen, bis jene vollständig zerstört sind.
[155] Dieser Versuch ist nur dann statthaft, wenn die Erde, ohne vorher
geglüht zu sein, mit Salzsäure ausgezogen worden ist.
Die Portion 5 verdampft man unter Zusatz von etwas Salpetersäure zur
Trockne, scheidet die $Kieselsäure$ ab (§. 111. II. a.), versetzt die
salzsaure Lösung mit Chlorwasser, dann mit Ammon, wäscht aus, löst
den Niederschlag in Salzsäure, setzt neuerdings Chlorwasser zu und
fällt jetzt mit einer Lösung von doppelt kohlensaurem Natron. Der so
entstandene Niederschlag wird ausgewaschen, geglüht, gewogen. Er enthält
alles $Eisen$ als Oxyd, alle $Thonerde$, alles $Mangan$ als Oxyduloxyd
und alle Phosphorsäure. Zieht man die aus 2 und 4 bekannten Mengen
Eisenoxyd und Phosphorsäure ab, so erfährt man Manganoxyduloxyd und
Thonerde zusammengenommen, und bestimmt man ersteres nach
§. 128. B. 10. c. oder letztere nach §. 128. B. 1., so kennt man die
Gewichtsmengen beider.
Mit der von dem Ammonniederschlag abfiltrirten Flüssigkeit verfährt man
zur Bestimmung des Kalks, der Magnesia und der Alkalien nach §. 177.
4. b. -- Enthält das zweite, von dem durch doppelt kohlensaures Natron
erzeugten Niederschlag getrennte Filtrat noch Spuren von Kalk und
Magnesia, so bestimmt man sie gesondert und addirt deren Menge zu den
Hauptquantitäten.
Zur Bestimmung der $Kohlensäure$, die in den in Wasser unlöslichen
Verbindungen enthalten ist, verwendet man einen beliebigen aber
gewogenen Theil der mit Wasser ausgezogenen Erde und verfährt damit nach
§. 110. II. b. [Greek: b].
d. $Bestimmung der weder in Wasser noch in verdünnten Säuren
löslichen Bestandtheile.$
Man trocknet den bei Bereitung des Säureauszugs erhaltenen Rückstand,
trennt durch Sieben die gröberen Steine und Steinchen von dem Thon und
Sand und behandelt das Gemenge der letzteren nach §. 201, oder unter
Umständen auch nach §. 202.
e. $Bestimmung der Humussäuren (Ulmin-, Humin-, Geïnsäure).$
Man digerirt 10-100 Grm. der Erde (je nachdem die qualitative Analyse
viel oder wenig Humussäuren nachgewiesen hat) bei 80-90° einige Stunden
lang mit einer Auflösung von kohlensaurem Natron und filtrirt alsdann.
-- Das Filtrat versetzt man mit Salzsäure bis zur beginnenden schwach
sauren Reaction. -- Hierdurch werden die Humussäuren in Gestalt brauner
Flocken abgeschieden. -- Man filtrirt sie auf einem gewogenen Filter ab,
wäscht aus, bis das Waschwasser anfängt sich zu färben, trocknet und
wägt sie. Alsdann verbrennt man sie, zieht die Asche (nach Subtraction
der Filterasche) vom erst erhaltenen Gewicht ab und bringt die Differenz
als Humussäuren in Rechnung.
f. $Bestimmung der sogenannten Humuskohle (Ulmin und Humin).$
Man kocht eine der in e. genommenen Menge gleiche Quantität Erde mit
Kalilauge in einer Porzellanschale einige Stunden lang unter Ersetzung
des verdampfenden Wassers, verdünnt, filtrirt[156] und wäscht aus. --
Im Filtrat bestimmt man die Gesammtmenge der Humussäuren wie in e. --
Die Differenz der in e. und f. erhaltenen Gewichte drückt die Quantität
der Humussäure aus, welche beim Kochen mit Kali aus Ulmin oder Humin
gebildet wurde. Man pflegt sie als $Humuskohle$ in Rechnung zu bringen.
[156] Ist die Quantität der Humuskohle sehr bedeutend, so giesst man nur
die Flüssigkeit durch das Filter, den Rückstand hingegen kocht
man mit frischer Kalilauge und bringt erst dann Alles auf das
Filter.
g. $Bestimmung der noch nicht in Humussäure, Humuskohle oder
ähnliche Producte übergegangenen organischen
Ueberreste.$
Man erhitzt die in a. erhaltene (10 Grm. frischer Erde entsprechende)
getrocknete Erde in einer Platinschale, bis alle organische Substanzen
verbrannt sind, befeuchtet den Rückstand mit kohlensaurer Ammonlösung,
verdampft, glüht ganz schwach und wägt. -- Das, was die Erde jetzt
weniger wiegt, kommt auf Rechnung der organischen Substanzen überhaupt.
Man zieht von dieser Summe die für Humussäure und Humuskohle erhaltenen
Gewichte ab, und führt den Rest als $organische Ueberreste$ auf. Dass
diese Bestimmungsweise kein genaues Resultat liefern kann, ersieht man
auf den ersten Blick, da alles Wasser, welches die getrocknete Erde
beim Glühen abgiebt, das Gewicht der organischen Substanzen vermehrt.
-- Man bestimmt daher bei genauen Arbeiten besser den Kohlenstoff der
Erde durch organische Elementaranalyse, indem man von der erhaltenen
Kohlensäure die abzieht, welche in Form kohlensaurer Salze zugegen ist,
oder, indem man die Erde durch Behandeln mit verdünnter Salzsäure und
vollständiges Auswaschen von allen kohlensauren Salzen befreit[157],
dann trocknet und mit Kupferoxyd verbrennt. -- Da dies nicht besonders
getrocknet zu sein braucht, und die Bestimmung des Wasserstoffs
wegbleibt, vereinfacht sich die Bestimmung. -- Je 58 Thle. Kohlenstoff
entsprechen, nach $Fr. Schulze$, im Durchschnitt 100 Thln. organischer
Materie im Boden, je 60 Thle. entsprechen 100 Thln. Humussubstanzen.
-- $Schulze$ bestimmt den Kohlenstoff der Bodenarten, indem er die,
nöthigenfalls von kohlensauren Salzen befreite, Erde mit überschüssigem
zweifach chromsauren Kali in einer Retorte schmelzt, die entweichende
Kohlensäure über Wasser, auf dem etwas Oel schwimmt, auffängt und misst.
[157] Die hierbei in Lösung übergehende organische Substanz ist meist
so gering, dass sie vernachlässigt werden kann.
h. $Bestimmung des Stickstoffgehaltes der Erde.$
Dieselbe geschieht genau nach der §. 155 angeführten Methode der
Stickstoffbestimmung. Die Menge der Erde, welche man in Behandlung
nehmen muss, richtet sich nach dem grösseren oder kleineren
Stickstoffgehalt. -- (Da in g. der in der Erde enthaltene Stickstoff
schon mitbegriffen ist, so darf dessen Gewicht bei der Zusammenstellung
nicht besonders, sondern nur als nähere Bestimmung aufgeführt werden.)
i. $Bestimmung wachsartiger und harziger Substanzen.$
Will man auch diese Substanzen, welche nur in manchen Bodenarten
(Heideerde, Brucherde etc.) in bemerklicher Menge vorkommen, einer
genaueren Bestimmung unterwerfen, so trocknet man 100 Grm. der Erde
im Wasserbade, kocht sie zu wiederholten Malen mit starkem Alkohol
aus, bringt die Filtrate in einen Kolben und destillirt den Weingeist
zur Hälfte ab. -- Man lässt jetzt erkalten. Etwa vorhandenes Wachs
scheidet sich alsdann ab. Man sammelt es auf einem gewogenen Filter,
wäscht es mit kaltem Weingeist aus und bestimmt sein Gewicht. -- Das
Filtrat verdampft man, zuletzt unter Zusatz von Wasser, bis aller
Weingeist entfernt ist, wäscht das ausgeschiedene Harz mit Wasser aus,
trocknet und wägt es. -- (Sind die Quantitäten des Wachses und Harzes
irgend erheblich, so muss deren Summe von dem Gewichte der Humussäuren
abgezogen werden, da dieselben oben in Gemeinschaft mit Wachs und Harz
gewogen wurden.)