CN-Analyse

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CN-Analyse

Kohlenstoff und Stickstoff sind die wesentlichen Komponenten der organischen Bodensubstanz. Dabei enthält die organische Bodensubstanz praktisch den gesamten Stickstoff des Bodens, während der Kohlenstoff in Böden neben organischen Bindungsformen auch carbonatisch gebunden vorliegen kann. Sowohl der Stickstoff- als auch der Kohlenstoffgehalt in der organischen Substanz von Böden stellen eine pedogenetische Neubildung dar, da im Ausgangsmaterial der Bodenentwicklung zumeist keine organische Substanz vorhanden ist. Beide Elemente gelangen über den Einbau in die belebte Biomasse aus der Atmosphäre in die sic entwickelnden Böden (Pedogenese).
Die organische Bodensubstanz (Humus) besteht vorwiegend aus den Ausscheidungen lebender und den Rückständen abgestorbener Organismen. Der Humusgehalt der einzelnen Horizonte eines Bodens und der mittlere Gehalt verschiedener Böden untereinander variiert in weiten Grenzen.

Theorie

Die in ein Zinnschiffchen eingewogenen Probe wird in sauerstoffangereicherter Atmosphäre bei 950 °C verbrannt. Dabei entstehen N2, NOx sowie CO2. Mit Hilfe von Helium als Trägergas werden die entstandenen Gase über 600 °C heiße Kupferspäne transportiert, wodurch eine Reduktion von NOx zu N2 stattfindet. Nach Verlassen des Ofens passieren die Gase ein mit Phosphorpentoxid gefülltes Absorptionsrohr, um das im Reaktionsgasgemisch enthaltene H2O zu binden. Anschließend werden CO2 und N2 mit Hilfe einer Adsorptionssäule voneinander getrennt. Während N2 gleich in den Wärmeleitfähigkeitsdetektor gelangt, wird das CO2 an der Adsorptionssäule zurückgehalten. Nach der Messung des Stickstoffs resorbiert das CO2 von der Säule und wird als zweite Komponente gemessen.
Der Detektor besteht aus zwei Kammern: der Messzelle, durch die das Analysengemisch strömt, sowie der Referenzzelle, die mit reinem Helium gefüllt ist. Die Wärmeleitfähigkeit der Gase wird verglichen und die resultierende Spannungsdifferenz gemessen. Das enthaltene Signal wird digitalisiert, integriert und an einen PC weitergegeben.

Benötigte Gerätschaften

  • Analysenwaage mit 0,01 mg Genauigkeit
  • Zinnschiffchen
  • kleiner Löffel
  • zwei Pinzetten
  • Stopfwerkzeug
  • Glutaminsäure
  • Probenplatte
  • CN-Analyzer

Versuchsdurchführung

Vorbereitung

Für die Verwendung im CN-Analyzer müssen Proben in einer Schwingmühle sehr fein gemahlen werden.

CN-Analyse

  1. Auf einer Analysenwaage 4x je 2 mg Glutaminsäure auf 0,01 mg genau, in ein Zinnschiffchen einwiegen und dicht verschießen.
  2. Das verschossene Zinkschiffchen in eine Probenplatte legen. Achtung: Position der Probenplatte merken.
  3. 10-15 g einer Bodenprobe präparierten Bodenprobe in ein Zinnschiffchen einwiegen, dicht verschließen und ebenfalls in die Probenplatte legen.
  4. Messfile erstellen.
  5. Proben in den Autosampler einlegen.
  6. Messreihe starten.
  7. Ergebnisse auswerten.