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Eisen ist ein lebensnotwendiges Spurenelement für die Tier- und Pflanzenwelt und hat einen entscheidenden Einfluss auf das Pflanzenwachstum und den Fruchtertrag. Es kommt im Boden überwiegend in amorphen und kristallinen Oxiden und Hydroxiden vor. Eisen- und Aluminiumoxide sind aufgrund ihrer reaktiven Oberfläche Austauscher in der Bodenmatrix. In Abhängigkeit des pH-Wertes können sie verschiedene Anionen binden und leisten so einen Beitrag zur Schwermetallbindung oder führen zu Phosphatretention. Zu den häufigsten Eisenoxiden gehören Goethit, Hämatit und Lepidokrokit. Sie entstehen unter unterschiedlichen Temperatur- und Wasserregimen und verleihen dem Boden eine charakteristische Färbung. Zudem gibt der Anteil amorpher und kristalliner Bestandteile des pedogenen Eisens Aufschluss über das Ausmaß von Verbraunungs-, Podsolierungs- und Vergleyungsprozessen. Diese können zur typologischen Differenzierung von Böden und Horizonten herangezogen werden. | Eisen ist ein lebensnotwendiges Spurenelement für die Tier- und Pflanzenwelt und hat einen entscheidenden Einfluss auf das Pflanzenwachstum und den Fruchtertrag. Es kommt im Boden überwiegend in amorphen und kristallinen Oxiden und Hydroxiden vor. Eisen- und Aluminiumoxide sind aufgrund ihrer reaktiven Oberfläche Austauscher in der Bodenmatrix. In Abhängigkeit des pH-Wertes können sie verschiedene Anionen binden und leisten so einen Beitrag zur Schwermetallbindung oder führen zu Phosphatretention. Zu den häufigsten Eisenoxiden gehören Goethit, Hämatit und Lepidokrokit. Sie entstehen unter unterschiedlichen Temperatur- und Wasserregimen und verleihen dem Boden eine charakteristische Färbung. Zudem gibt der Anteil amorpher und kristalliner Bestandteile des pedogenen Eisens Aufschluss über das Ausmaß von Verbraunungs-, Podsolierungs- und Vergleyungsprozessen. Diese können zur typologischen Differenzierung von Böden und Horizonten herangezogen werden. | ||
==Benötigte Gerätschaften== | ==Benötigte Gerätschaften und Chemikalien== | ||
*Mörser | *Mörser | ||
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===Herstellung der Extraktionslösung=== | ===Herstellung der Extraktionslösung=== | ||
#1 Löffel Bodenprobe mörsern. | #1 Löffel Bodenprobe mörsern. | ||
#1 g gemörserte Bodenprobe in einem 100 ml Zentrifugenglas einwiegen und ein weiteres Zentrifugenglas für den Blindwert bereitstellen. | #1 g gemörserte Bodenprobe in einem 100 ml Zentrifugenglas einwiegen und ein weiteres Zentrifugenglas für den Blindwert bereitstellen. | ||
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#Wiederholung der Schritte 12-14. | #Wiederholung der Schritte 12-14. | ||
#Zugabe 5 ml 5 M Salzsäure in den Zylinder. | #Zugabe 5 ml 5 M Salzsäure in den Zylinder. | ||
#Den Messzylinder mit dest. Wasser auf 250 ml auffüllen. | #Den Messzylinder mit dest. Wasser auf 250 ml auffüllen. | ||
#Einen Rührfisch in den Messzylinder geben, auf den Magnetrührer stellen und die Lösung gut durchmischen. | #Einen Rührfisch in den Messzylinder geben, auf den Magnetrührer stellen und die Lösung gut durchmischen. | ||
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===Vorbereitung der photometrischen Messung=== | ===Vorbereitung der photometrischen Messung=== | ||
# Zur Herstellung der 7 Standardkonzentrationen für die Kalibrationsreihe werden mit der Eppendorf-Pipette die in Tabelle 1 aufgelisteten Volumina aus den jeweiligen Ausgangslösungen in einen 50 ml Messkolben pipettiert. | |||
# Zur Berücksichtigung des Matrixeffektes sind 5 ml des Blindwertes zu den Eisenlösungen in den Messkolben hinzuzugeben sowie 5 ml in einen leeren 50 ml Messkolben, für den späteren 0-Abgleich am Photometer. | #Zur Herstellung der 7 Standardkonzentrationen für die Kalibrationsreihe werden mit der Eppendorf-Pipette die in Tabelle 1 aufgelisteten Volumina aus den jeweiligen Ausgangslösungen in einen 50 ml Messkolben pipettiert. | ||
# Für die Probenanalyse werden 5 ml der Extraktionslösung in einen 50 ml Messkolben pipettiert. | #Zur Berücksichtigung des Matrixeffektes sind 5 ml des Blindwertes zu den Eisenlösungen in den Messkolben hinzuzugeben sowie 5 ml in einen leeren 50 ml Messkolben, für den späteren 0-Abgleich am Photometer. | ||
# Ab jetzt werden die Proben und die Kalibrationsreihe gemeinsam weiter bearbeitet. | #Für die Probenanalyse werden 5 ml der Extraktionslösung in einen 50 ml Messkolben pipettiert. | ||
# Den Messkolben ungefähr bis zur Hälfte mit dest. Wasser auffüllen. | #Ab jetzt werden die Proben und die Kalibrationsreihe gemeinsam weiter bearbeitet. | ||
# Hinzufügen von 2 ml 25 %-Sulfosalicylsäure in alle Messkolben. | #Den Messkolben ungefähr bis zur Hälfte mit dest. Wasser auffüllen. | ||
# Unter dem Abzug: Die Lösungen werden bis zu einer gleichmäßigen, anhaltenden Gelbfärbung mit 25 %-Ammoniak versetzt. | #Hinzufügen von 2 ml 25 %-Sulfosalicylsäure in alle Messkolben. | ||
# Weitere Zugabe von 0,5 ml 25 %-Ammoniak. | #Unter dem Abzug: Die Lösungen werden bis zu einer gleichmäßigen, anhaltenden Gelbfärbung mit 25 %-Ammoniak versetzt. | ||
# Messkolben mit dest. Wasser auf 50 ml auffüllen, umschütteln und 30 Minuten stehen lassen. | #Weitere Zugabe von 0,5 ml 25 %-Ammoniak. | ||
#Messkolben mit dest. Wasser auf 50 ml auffüllen, umschütteln und 30 Minuten stehen lassen. | |||
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==Fehlerquellen== | ==Fehlerquellen== | ||
*Entnahme einer nicht homogenen Bodenprobe | *Entnahme einer nicht homogenen Bodenprobe | ||
*Temperatur der Extraktionslösung im Wasserbad > 80°C | *Temperatur der Extraktionslösung im Wasserbad > 80°C | ||
*Unzureichendes Rühren der hergestellten Extraktionslösung | *Unzureichendes Rühren der hergestellten Extraktionslösung | ||
*Falsche Benutzung der Eppendorf-Pipette | *Falsche Benutzung der Eppendorf-Pipette | ||
==Auswertung== | ==Auswertung== | ||
* | *Für die Berechnung der Ergebnisse in M% steht eine Excel Tabelle zur Verfügung. | ||
* Wird zusätzlich das oxalatlösliche Eisen bestimmt, kann der Aktivitätsgrad Fe<sub>o</sub>/Fe<sub>dith</sub> ermittelt werden, der ein Maß für die Aktivität pedogener Prozesse darstellt. | *Es ist sinnvoll, die Ergebnisse als Tiefenfunktion darzustellen, um so die Funktion der Bodenbildung zu diskutieren. | ||
*Wird zusätzlich das oxalatlösliche Eisen bestimmt, kann der Aktivitätsgrad Fe<sub>o</sub>/Fe<sub>dith</sub> ermittelt werden, der ein Maß für die Aktivität pedogener Prozesse darstellt. | |||
{{Achtung|Zur Interpretation des Bodens muss das Ergebnis in Masse-% angegeben werden!}} | {{Achtung|Zur Interpretation des Bodens muss das Ergebnis in Masse-% angegeben werden!}} | ||
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==Weitere Methoden== | ==Weitere Methoden== | ||
* Eisengehalt mittels oxalsaurer NH<sub>4</sub>-Oxalatlösung (Extraktionslösung durch Komplexbildung) | |||
*Eisengehalt mittels oxalsaurer NH<sub>4</sub>-Oxalatlösung (Extraktionslösung durch Komplexbildung) | |||
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'''Aktuelle Norm:''' | '''Aktuelle Norm:''' | ||
<p style="“line-height:" 50%“> | <p style="“line-height:" 50%“> | ||
* DIN 4047-3:2002-03 – Landwirtschaftlicher Wasserbau - Begriffe - Teil 3: Bodenkunde, Bodensystematik und Bodenuntersuchung | |||
*DIN 4047-3:2002-03 – Landwirtschaftlicher Wasserbau - Begriffe - Teil 3: Bodenkunde, Bodensystematik und Bodenuntersuchung | |||
</p> | </p> | ||
Zeile 180: | Zeile 186: | ||
==Lehrveranstaltungen== | ==Lehrveranstaltungen== | ||
Bachelor Geographie: | Bachelor Geographie: | ||
* Labormethoden der Physischen Geographie (VO) | |||
* Labormethoden der Physischen Geographie (Übung) | *Labormethoden der Physischen Geographie (VO) | ||
*Labormethoden der Physischen Geographie (Übung) | |||
==Das könnte dich auch interessieren== | ==Das könnte dich auch interessieren== | ||
* [[:Kategorie:Analytik Methoden|Analytik]] | |||
* [[:Kategorie:Analysemethoden|Analysemethoden]] | *[[:Kategorie:Analytik Methoden|Analytik]] | ||
* [[Carbonatgehalt nach Scheibler]] | *[[:Kategorie:Analysemethoden|Analysemethoden]] | ||
* [[Humusgehalt durch Glühverlust]] | *[[Carbonatgehalt nach Scheibler]] | ||
*[[Humusgehalt durch Glühverlust]] | |||
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==Weitere Informationen und Literatur== | ==Weitere Informationen und Literatur== | ||
* [https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%224512549%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Blume, H.-P., Stahr, K., Leinweber, P. (2011): Bodenkundliches Praktikum. Eine Einführung in pedologisches Arbeiten für Ökologen, insbesondere Land- und Forstwirte und für Geowissenschaftler, 3. Aufl., Heidelberg] | |||
* [https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%225635392%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Amelung, W., Blume, H.-P., Fleige, H., Horn, R., Kandeler, E., Kögel-Knabner, I., Kretzschmar, R., Stahr, K., Wilke, B.-M. (2018): Scheffer/Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde, 17. Auflage, Springer Spektrum, Heidelberg] | *[https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%224512549%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Blume, H.-P., Stahr, K., Leinweber, P. (2011): Bodenkundliches Praktikum. Eine Einführung in pedologisches Arbeiten für Ökologen, insbesondere Land- und Forstwirte und für Geowissenschaftler, 3. Aufl., Heidelberg] | ||
*[https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%225635392%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Amelung, W., Blume, H.-P., Fleige, H., Horn, R., Kandeler, E., Kögel-Knabner, I., Kretzschmar, R., Stahr, K., Wilke, B.-M. (2018): Scheffer/Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde, 17. Auflage, Springer Spektrum, Heidelberg] | |||