11- L`AZOTE
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1. placer les ions ammonium NH4 fix s sur le complexe argilo humique et pour faire passer les nitrates NO3 l tat dissous Distillation et pi geage L azote ammoniacal et l azote nitrique sont distill s successivement sur la m me prise d essai En milieu basique les ions NH sont lib r s par distillation sous forme d ammoniac NO3 NH SO4 2NaOH gt 2NH Na SO4 2H20 Cet ammoniac est entra n dans une solution d acide borique dans laquelle il reprend sa forme NH4 et neutralise une partie de l acide Manuel de laboratoire _ LSV v2 0 02 2012 3NH HBO gt NH BO Lorsque le pi geage de l ammonium est termin on ajoute l chantillon un r ducteur alliage de DEVARDA Al Cu Zn ou acide salicylique qui r duit l azote nitrique en azote ammoniacal On proc de alors une nouvelle distillation selon un proc d identique la premi re tout en r cup rant la fraction dans un nouveau contenant Titration L acide borique neutralis est titr par HCI 0 01 M en pr sence d un indicateur color l indicateur de Tashiro qui vire du vert au rose lorsque le milieu devient acide NH4 BO 3HCI gt 3NHACI H 3BO La quantit de HCI utilis e est proportionnelle la quantit de NH pi g s donc l azote total 1 ml HCI 0 01 M 0 14 mg N 1 Mat riel a Extraction de l ammonium et des nitrates Balance analytique pr cision 0 0001 g Flacons centrifuger de 22. coloration violac e Un virage au bleu ou au vert indique un r cipient sale Ajouter 45 ml d H 0 d sionis e 2 pressions sur le dispenseur Placer l erlenmeyer sur la droite de l appareil de mani re r colter le distillat le tuyau d coulement du distillat doit tremper dans la solution acide Introduire 50 ml de l chantillon analyser dans un tube distiller B chi en y ajoutant quelques gouttes de ph nolphtal ine Placer correctement le tube sur l appareil pousser l trier de serrage rapide vers le haut introduire le tube et bien l enfoncer repousser l trier du serrage rapide vers le bas Fermer la porte de s curit et presser la touche Start La s quence suivante se d roule alors automatiquement v Ajout de 20 ml d H 0 l chantillon et ajout de 30 ml de NaOH l chantillon A ce niveau il faut v rifier qu apr s l introduction de NaOH dans le tube B chi la solution vire de fa on marqu e vers le rose fuchsia Le milieu est alors basique Si tel n est pas le cas la quantit de NaOH ajout e par l appareil selon le r glage de base pr tabli est trop faible Il faut donc en ajouter en appuyant sur la touche NaOH du panneau de r glages jusqu ce que la couleur rose apparaisse Si la situation se r p te pour l chantillon suivant il faudra changer ce param tre en se reportant aux instructions du mode d emploi simplifi de l appareil v La distillation s enclenche apr s une pause de 2 second
3. corrig e par l humidit r siduelle Vo volume HCI 0 01 M en ml utilis pour le blanc V volume HCI 0 01 M en ml utilis pour l chantillon de sol d facteur de dilution e facteur d quivalence 1 ml d HCI 0 01N 0 00014g N L azote total est donn par Na 2 SEM 6 m Dans notre cas on a pris 50 ml de la solution de d part jaug e 100 ml Le facteur de dilution est donc de 100 50 2 100 N a 2 V V x0 00014x2 x m L azote total est donn en g 100 g du poids sec de terre On pr cise en g n ral 2 chiffres apr s la virgule 5 Limites et avantages de la m thode La m thode Kjeldahl a le d savantage de ne pas prendre en compte les formes nitriques sauf si l on ajoute la min ralisation un r ducteur tels que l alliage de Devarda Al Cu Zn ou l acide salicylique Bien qu elle ne lib re que difficilement l azote contenu dans les h t rocycles la min ralisation de Kjeldahl reste bien adapt e l analyse des sols mais aussi des plantes et des eaux en raison du faible pourcentage de ce type d azote dans ces milieux Manuel de laboratoire LSV v2 0 02 2012 L AZOTE ASSIMILABLE METHODE KJ ELDAHL MODIFIEE I PRINCIPE 1 Formes de l azote assimilable L azote du sol se pr sente sous deux formes v l azote organique rencontr dans des prot ines 35 50 des acides nucl iques 3 10 des amino sucres 5 10 des formes complex es avec la lignine les
4. dans l intervalle de temps qui s pare le pr l vement du dosage il est recommand de transporter les chantillons dans des emballages ferm s herm tiquement et plac s dans des bacs r frig r s La teneur en azote min ral du sol peut varier norm ment en un m me point d une p riode une autre de l ann e puisqu elle d pend essentiellement de l activit microbienne du sol Les r sultats sont exprim s en par rapport la terre s ch e 105 C Il est par cons quent indispensable de mesurer en parall le l analyse de l azote assimilable le taux d humidit du sol utilis 12
5. fait l aide de l appareil B chi B 323 dont le mode d emploi simplifi mise en marche distillation et arr t de l appareil se trouve dans le tiroir en dessous de l appareil La marche g n rale pour le dosage des diff rentes formes de l azote min ral dans les sols est d crite ci apr s 1 Pr parer deux erlenmeyer de 250 ml de la fa on suivante d poser 5 ml H3BO satur et quelques gouttes de l indicateur Tashiro la solution doit prendre une l g re coloration violac e Une couleur bleue ou verte indique un verre sale puis ajouter 45 ml d H0 d sionis e Placer un erlenmeyer sur l appareil de mani re r colter le distillat le tuyau d coulement du distillat doit barboter dans la solution l acide Introduire 50 ml de l chantillon analyser dans un tube distiller B chi en y ajoutant quelques gouttes de ph nolphtal ine Placer correctement le tube sur l appareil pousser l trier de serrage rapide vers le haut introduire le tube et bien l enfoncer repousser l trier du serrage rapide vers le bas Fermer la porte de s curit Modifier les r glages de l appareil de la fa on suivante ajout de 10 ml H20 d sionis e ajout de 15 ml NaOH 32 attente de 2 secondes distillation de 5 minutes KKK Attention il est imp ratif de ne pas choisir l option aspiration afin que l chantillon ne soit pas aspir automatiquement apr s la distillation en vue de la 2e distillation Presser la touche S
6. hotte du local borgne puis amen au magasin de chimie 5 Calculs Avec m masse de la terre s che en g corrig e par l humidit r siduelle Vo volume HCI 0 01 M en ml vers pour le blanc Vl volume HCI 0 01 M en ml vers pour doser l ammonium V2 volume HCI 0 01 M en ml vers pour doser les nitrates d facteur de dilution e facteur d quivalence 1 ml d HCI 0 01N 0 00014g N 11 Manuel de laboratoire LSV v2 0 02 2012 L azote ammoniacal et l azote nitrique sont donn s par 100 NH Vl Vo xexd m et NO 100 V2 Vi xexd m Dans notre cas on a pris 50 ml de la solution de d part jaug e 250 ml Le facteur de dilution est donc de 250 50 5 NH 100 V Vo x0 00014x5 m V V x0 00014x 5 7 NO 100 5 Notes Le dosage des formes assimilables de l azote se fait en principe sur le sol fra chement pr lev Cependant il est possible d analyser galement un sol s ch l air A cet effet voir les remarques du chapitre Incubation des chantillons de sol dans une atmosphere satur e en eau Pour valuer la dynamique de l azote ammoniacal et de l azote nitrique dans le sol on peut ensuite r humidifier le sol et l incuber temp rature ambiante et humidit proche de la saturation voir chapitre Incubation des chantillons de sol dans une atmosphere satur e en eau Pour viter de trop grandes variations de la teneur en azote assimilable
7. 50 ml Cylindres gradu s de 100 ml et de 50 ml Agitateur rotatif Centrifugeuse Entonnoir plastique et filtre papier 512 1 2 ou quivalent Flacon plastique 250 ml pour stockage de l extrait KKKKKKSK b Distillation et pi geage Unit de distillation B chi B 323 Tubes B chi Pipettes jaug es de 20 ml 25 ml et 50 ml Pipette Socorex 5 ml Pipette pasteur Spatule pour Devarda 2 Erlenmeyers 250 ml KKKKKKSK c Titration v Titrateur Titrino 702 v Agitateurs magn tiques Manuel de laboratoire _ LSV v2 0 02 2012 2 R actifs a Extraction de l ammonium et des nitrates KCI 15 poids volume soit 15 g de KCI pour 100 ml d eau d sionis e La dissolution du KCI est endothermique Il convient d attendre que le m lange soit revenu temp rature ambiante avant de faire la jauge b Distillation et pi geage NaOH 32 Ph nolphtal ine Acide borique satur H3BO3 Alliage selon DEVARDA Indicateur de Tashiro form de 1 partie de rouge de m thyle 0 2 dans l alcool et de 3 parties de vert de bromocr sol 0 1 dans l alcool S SSS c Titration v HCI 0 01 M titrisol Solutions tampon pH 4 00 et pH 7 00 Ces solutions tant conserv es au r frig rateur il faut les en sortir suffisamment l avance afin de r gler le pH m tre temp rature ambiante 3 Mode op ratoire a Echantillon de d part Le dosage se fait en principe sur sol frais d s son arriv e du terrain Po
8. M en pr sence d un indicateur color l indicateur de Tashiro qui vire du vert au rose NH BO 3HCI gt 3NH4CI H 3BO La quantit de HCI utilis e est proportionnelle la quantit de NH pi g s donc l azote total 1 ml HCI 0 01 M 0 14 mg d azote 1 Mat riel a Min ralisation Balance analytique pr cision 0 0001 g Scrubber B 414 Unit s de digestion B chi B 425 ou B 430 respectivement 4 ou 8 emplacements install es sous hotte aspirante Tubes min raliser B chi et leurs supports Tubes d aspiration des unit s de distillation Flacon avec dispenser 10 ml r gl sur 6 ml Billes de verre Cylindre gradu de 100 ml Entonnoirs plastiques et filtres papier 512 1 2 ou quivalent Ballons jaug s 100 ml Flacons plastiques 100 ml SSS KKKKKKKSK Manuel de laboratoire _ LSV v2 0 02 2012 b Distillation et pi geage v Pipettes jaug es de 20 25 et 50 ml v Unit de distillation B chi B 323 v Pipette automatique de 5 ml yY Erlenmeyers 250 ml c Titration v Titrateur Titrino avec agitateur magn tique v Barreaux aimant s 2 R actifs a Min ralisation v HSO conc p a y Pastilles Kjeldahl catalyseur form de K2S0 qui l ve le point d bullition et de CuSO qui renforce l action oxydante de l acide sulfurique b Distillation et pi geage v Acide borique satur H3BO3 mettre de l eau d sionis e dans un b cher sur l agitateur magn tique et ajout
9. Manuel de laboratoire _ LSV v2 0 02 2012 11 L AZOTE L AZOTE TOTAL METHODE KJ ELDAHL usssssvusssisrtstorttorttorortorortntorontororrorortnrornntororterortntorantororterorta toran tnrerta ratatet 1 L AZOTE ASSIMILABLE METHODE KJ ELDAHL MODI FI EE ssssvsssstvrtstvrtrorontorvrterorttorontorornnrortnrorontororte torteras 7 L AZOTE TOTAL METHODE KJ ELDAHL I PRINCIPE L azote du sol se pr sente sous deux formes v l azote organique rencontr dans des prot ines 35 50 des acides nucl iques 3 10 des amino sucres 5 10 des formes complex es avec la lignine les microorganismes etc repr sente plus de 95 de l azote total Il n est pas assimilable par les plantes v l azote min ral form principalement de l azote nitrique pr sent dans le sol sous forme de nitrates et de l azote ammoniacal NH repr sente la fraction directement utilisable par les plantes azote assimilable Cette fraction est quasi n gligeable en terme de bilan face l norme proportion de l azote organique La quantit et la disponibilit des formes d azote et notamment de l azote min ral varient avec la saison et le climat mais galement en fonction du type de sol Ainsi dans les sols acides l ammonium NH est mieux repr sent tandis que dans les sols basiques ce sont les nitrites NO et les nitrates NO qui sont les plus pr sents La quantit d azote total atteint les valeurs suivantes dans le sol par rap
10. e B chi Pr parer aussi 1 2 tubes sans sol blancs Pr chauffer le digesteur B chi sur la position 10 5 10 minutes environ Ajouter dans chaque tube 2 billes de verre 1 pastille Kjeldahl 12 ml HSO conc 2 pressions sur le dispenser Socorex 10ml Agiter le culot afin que tout soit bien humect sinon le sol non humect risque de br ler et ne sera pas min ralis ER QUO Attention pendant toutes les op rations avec l acide sulfurique mettre gants et lunettes et travailler sous la hotte ventil e 6 Monter la rampe d aspiration d air sur les tubes Attention de bien pousser la gomme en arri re et d ajuster correctement les pinces 7 Fixer les tuyaux d aspiration de l air sur les tubes et relier le tuyau au Scrubber l o se trouve la Enclencher la trompe eau allumer le Scrubber et v rifier que le tuyau ne fasse pas de U Placer les chantillons dans le digesteur 8 Surveiller l bullition d s que les particules de terre d pos es sur les parois du tube ont t toutes atteintes par le H2SO en bullition les particules noires se d tachent des parois diminuer la temp rature en mettant le bouton sur la position 8 9 Au bout d une heure environ pour les sols 2h30 pour le mat riel riche en mati re organique le mat riel devient clair en g n ral blanc verd tre pour les sols La min ralisation est alors termin e 10 Arr ter le chauffage placer les tubes contenant les chantillons dans l
11. er de l acide borique H3BO en poudre jusqu ce que celui ci ne se dissolve plus et forme un pr cipit sur le fond du r cipient Transf rer dans une bouteille en verre brun Avant utilisation toujours v rifier la pr sence du d p t d acide borique au fond du r cipient v Indicateur de Tashiro y NaOH 32 v Ph nolphtal ine c Titration y HCI 0 01 M Titrisol yY Solutions tampon pH 4 00 et pH 7 00 temp rature ambiante 3 Mode op ratoire a Echantillon de d part Le dosage se fait sur le sol finement broy l agate ou la pulv risette pour le mat riel v g tal La prise d essai sera d environ 0 5 g pour des sols riches en mati re organique plus de 20 ou pour du mat riel v g tal 1g pour des sols teneur moyenne en m o 2 20 2g pour des sols min raux pauvres en m o lt 2 de m o Manuel de laboratoire LSV v2 0 02 2012 b Blancs Remplacer la prise d essai par de l eau d sionis e et suivre la proc dure c Proc dure Min ralisation Avant de commencer la min ralisation veuillez v rifier l tat du Scrubber Si la couleur du liquide est bleue vous pouvez commencer Si la couleur du liquide est jaune orange il faut remplacer la solution de lavage Dans ce cas avertir la personne responsable du labo et suivre le protocole fourni par le fabricant Peser exactement une prise d essai de sol finement broy Noter la masse m en mg Introduire le sol dans un tub
12. es et dure 5 minutes v La solution color e contenue dans l erlenmeyer doit passer peu peu du violet au vert au fur et mesure de l arriv e de NH3 7 L appareil s arr te automatiquement quand le temps de distillation fix s est coul Attendre cependant que l affichage Wait s teigne puis ouvrir la porte de s curit Retirer le tube distiller avec la pince ou le gant de caoutchouc pr vus cet effet car il a t chauff par la distillation 8 Si l on a choisi l option Aspiration l chantillon est aspir automatiquement dans le cas contraire il faut vider le tube et le rincer l eau d sionis e 9 Retirer l erlenmeyer de 250 ml et le placer sur l agitateur en vue de la titration 10 Suivre la proc dure d arr t de l appareil en veillant notamment remettre sur les plates formes un tube et un erlenmeyer remplis avec de l eau d sionis e Titration Les titrations se font l aide du Titrino 702 R f rez vous aux modes d emploi de ces appareils pour la suite des op rations Veiller cependant bien remplir le Dosimat avec une solution de HCI 0 01 M 1 Mettre un barreau magn tique dans l erlenmeyer et le placer sur l agitateur magn tique Manuel de laboratoire _ LSV v2 0 02 2012 2 Titrer jusqu au pH 4 65 Noter le volume V de HCI utilis en ml 4 R cup ration Vider les chantillons l vier sous flux d eau important 5 Calculs Avec m masse de la terre s che en g
13. es supports et laisser l aspiration d air jusqu complet refroidissement compter une heure 11 D monter les tubes et ajouter dans chacun 60 ml d H 0 d sionis e Agiter vigoureusement le tout afin d viter toute s dimentation au fond du tube 12 Apr s refroidissement 1 heure environ filtrer 512 1 2 150 mm le liquide sur ballon jaug de 100 ml Veiller dissoudre le culot afin de bien le rincer Faire attention ne pas d passer la jauge avec le liquide de rin age 13 Compl ter jusqu au trait de jauge avec de l eau d sionis e Remarques Les solutions peuvent tre stock es au r frig rateur en flacon plastique de 100 ml Attention le stockage ne devrait toutefois pas d passer 1 2 semaines Il est possible qu un pr cipit blanch tre apparaisse soit apr s min ralisation soit pendant le stockage des solutions Il s agit de gypse CaSO qui se forme si le sol est tr s calcaire Manuel de laboratoire _ LSV v2 0 02 2012 Distillation et pi geage La distillation se fait l aide de l appareil B chi B 323 dont le mode d emploi simplifi mise en marche distillation et arr t de l appareil se trouve dans le tiroir en dessous de l appareil La marche g n rale pour le dosage des diff rentes formes de l azote min ral dans les sols est d crite ci apr s 1 Dans un erlenmeyer de 250 ml d poser 5 ml H3BO satur et quelques gouttes d indicateur Tashiro la solution doit prendre une l g re
14. microorganismes etc repr sente plus de 95 de l azote total Il n est pas assimilable par les plantes v l azote min ral form principalement de l azote nitrique pr sent dans le sol sous forme de nitrates et de l azote ammoniacal NH repr sente la fraction directement utilisable par les plantes azote assimilable Cette fraction est quasi n gligeable en terme de bilan face l norme proportion de l azote organique Malgr leur faible repr sentation dans les solums les formes ammoniacale et nitrique sont directement disponibles et assimilables pour les v g taux Leur dosage permet ainsi d valuer la fertilit du sol dans son entier ou de chacun de ses diff rents horizons Les sels ammoniacaux et les nitrates pr sents dans le sol proviennent de l activit des bact ries du sol Il est par cons quent indispensable d effectuer les dosages sur de la terre fra chement pr lev e et conserv e dans son humidit normale sauf cas contraires indiqu s dans la note en bas de protocole En g n ral l azote ammoniacal est retenu sous forme changeable sur les collo des argileux Sa pr sence est accrue dans les sols acides tandis que les nitrates sont plus facilement solubles et pr sent pr f rentiellement dans les sols riches en bases IL LA METHODE Le dosage est effectu en trois tapes Extraction de l ammonium et des nitrates Une solution saline comme le chlorure de potassium est utilis e pour d
15. nis e v ajout de 0 ml NaOH 32 v attente de 2 secondes v distillation de 5 minutes Attention il est imp ratif de ne pas choisir l option aspiration afin que l chantillon ne soit pas aspir automatiquement apr s la distillation r cup ration du Devarda 14 Proc der une seconde distillation Cette fois ci ce sont les nitrates sous forme de NH4 qui seront r cup r s dans l acide borique Attention si la solution dans le tube se d colore il faut rajouter manuellement du NaOH jusqu coloration rose soutenue 15 Suivre la proc dure d arr t de l appareil en veillant notamment remettre un tube et un erlenmeyer remplis avec de l eau d sionis e Titration Les titrations se font l aide du titrateur Titrino 702 R f rez vous aux modes d emploi de ces appareils pour la suite des op rations Veiller cependant bien remplir le Dosimat avec une solution de HCI 0 01 M 1 Mettre un barreau magn tique dans l erlenmeyer et le placer sur l agitateur magn tique 2 Titrer jusqu au pH 4 65 3 Noter les volumes V1 ammonium et V2 nitrates de HCI en ml 4 R cup ration L alliage selon Devarda contient des m taux lourds Il convient donc de ne pas aspirer le contenu du tube B chi lors de la seconde distillation Apr s refroidissement le contenu du tube est filtr sur filtre 17 1 2 Le filtrat est r cup r dans le bidon des acides bases et l alliage est stock dans une bo te pr vue cet effet sous la
16. port au poids sec sols min raux 0 1 0 5 sols organiques 0 5 1 5 v g tation 1 3 tissus animaux 4 10 H LA METHODE KJELDAHL La m thode Kjeldahl du nom de son auteur date de 1883 Elle est bas e sur une min ralisation de l azote organique en ammonium par le m lange H2S04 K2S0 L addition d un catalyseur m tallique acc l re la r action L ammonium est ensuite dos par distillation en milieu alcalin suivi d une titration acide base ou par colorim trie Cette m thode dose donc la somme de l azote organique et ammoniacal elle ne prend pas en compte les formes nitriques Trois tapes jalonnent le dosage Manuel de laboratoire LSV v2 0 02 2012 Min ralisation de la mati re organique Les radicaux azot s des mol cules organiques sont transform s en ions ammonium NH par mac ration dans l acide sulfurique haute temp rature et en pr sence de catalyseur La r action est la suivante NH2 CH2 COOH 3H2S04 gt 2CO2 4H20 NH 3S0 2NH3 HSO gt NH4 SO Distillation et pi geage de l ammonium En milieu basique les ions NH sont lib r s par distillation sous forme ammoniaque NH3 NHi 2 SO4 2NaOH gt 2NH3 Na2 SO 2H20 Cet ammoniac est entra n dans une solution d acide borique dans laquelle il reprend sa forme NH et neutralise une partie de l acide 3NH H 3BO gt NH BO Titration de l acide borique L acide borique neutralis est titr par HCI 0 01
17. tart La s quence suivante se d roule alors automatiquement v ajout d H20 l chantillon v ajout de NaOH l chantillon A ce niveau il faut v rifier qu apr s l introduction de NaOH dans le tube B chi la solution vire de fa on marqu e vers le rose Le milieu est alors basique Si tel n est pas le cas la quantit de NaOH ajout e par l appareil selon le r glage de base pr tabli est trop faible Il faut donc rajouter du NaOH en appuyant sur le bouton correspondant v La distillation s enclenche ensuite Dans cette phase l ammonium est extrait sous forme de NH3 puis pi g par l acide borique La solution color e contenue dans l erlenmeyer doit alors passer du violet au vert 10 Manuel de laboratoire _ LSV v2 0 02 2012 8 L appareil s arr te automatiquement quand le temps de distillation fix s est coul Attendre cependant que l affichage Wait s teigne puis ouvrir la porte de s curit 9 Retirer l erlenmeyer de 250 ml et le placer sur l agitateur en vue de la titration 10 Retirer le tube distiller avec la pince pr vu cet effet car il a t chauff par la distillation et y ajouter une pointe de spatule de l alliage Devarda 11 Replacer rapidement le tube dans l unit de distillation car la r action est imm diate et produit de la mousse 12 Placer le second erlenmeyer sur l appareil 13 Modifier les r glages des param tres de l appareil de la fa on suivante v ajout de 0 ml H2O d sio
18. ur les autres cas voir les notes en fin de protocole Etant donn que les r sultats sont exprim s en de la terre s ch e 105 C il est n cessaire d effectuer en parall le le dosage du taux d humidit de l chantillon La prise d essai est de 25 g de sol frais ou 15 g de sol s ch l air b Blancs Remplacer la prise d essai par de l eau d sionis e et suivre la proc dure b Proc dure Extraction de ammonium et des nitrates Peser une prise d essa i Noter pr cis ment la masse m en g Mettre la prise d essai dans un flacon centrifuger de 250 ml et y ajouter 100 ml de KCI 15 Mettre l agitateur rotatif pendant 1 heure Centrifuger dans la petite centrifugeuse 3 000 t mn pendant 10 minutes Filtrer le surnageant sur ballon jaug de 250 ml filtres 512 1 2 150 mm Reprendre le culot avec 50 ml de KCI 15 Mettre agiter pendant 30 minutes l agitateur rotatif DA OR ND Manuel de laboratoire _ LSV v2 0 02 2012 9 Centrifuger dans la petite centrifugeuse 3 000 t mn pendant 10 minutes 10 Filtrer le surnageant sur le m me filtre 11 Jauger 250 ml 12 Stocker en flacon plastique de 250 ml en vue de la distillation au r frig rateur Le stockage des solutions d extraction ne devrait toutefois pas d passer 7 jours Traiter de m me un ou deux blancs qui suivront les m mes traitements que les chantillons Distillations et pi geages La distillation se
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