Formål: At påvise, at der er dannet nitrat NO₃^-, når organisk materiale nedbrydes i en kompostdynge.

Teori: Organisk materiale som fx protein og urinstof indeholder nitrogen (kvælstof). Når det nitrogenholdige organiske materiale nedbrydes, dannes der ammoniak, NH₃. Nedbrydningen af urinstof (urea, carbamid) CO(NH₂)₂ forløber under indvirkning af enzymet urease:

NH₂-CO-NH₂(aq) + H₂O(l) → CO₂(g) + 2 NH₃(aq)

urinstof + vand → carbondioxid + ammoniak

Den dannede ammoniak vil ved den pH-værdi, der er i jord, omdannes til ammonium, NH₄⁺. Ammonium omdannes derefter under tilstedeværelse af oxygen og ved hjælp af nitritbakterier til nitrit NO₂^-:

2 NH₄⁺(aq) + 3 O₂(g) + 2 H₂O(l) → 2 NO₂^-(aq) + 4 H₃O⁺(aq)

ammonium + oxygen + vand → nitrit + oxonium

Nitrit kan til slut under tilstedeværelse af oxygen og ved hjælp af nitratbakterier omdannes til nitrat NO₃^-:

2 NO₂^-(aq) + O₂(g) → 2 NO₃^-(aq)

nitrit + oxygen → nitrat

Den samlede omdannelse af ammonium til nitrat kaldes nitrifikation, og den kan skrives således:

NH₄⁺(aq) + 2 O₂(g) + H₂O(l) → NO₃^-(aq) + 2 H₃O⁺(aq)

ammonium + oxygen + vand → nitrat + oxonium

Nitrat kan påvises ved reaktion med jern(II)ioner i en sur opløsning:

NO₃^-(aq) + 3 Fe²⁺(aq) + 4 H₃O⁺(aq) → NO(g) + 3 Fe³⁺(aq) + 6 H₂O(l)

nitrat + jern(II)ioner + oxonium → nitrogenoxid + jern(III)ioner + vand

Den dannede nitrogenoxid kan derefter danne et mørkebrunt kompleks med jern(II)ioner, som ikke har reageret:

Fe²⁺(aq) + NO(g) → Fe(NO)²⁺(aq)

jern(II)ion + nitrogenoxid → nitrosyljern(II)ion

Apparatur: 250 mL bægerglas, tragt, filterpapir, reagensglas, stativ, pipette.

Kemikalier: Kompost, konc. svovlsyre, 0,1 M jern(II)sulfat.

Fremgangsmåde: Kom 100 g kompost i et 250 mL bægerglas og overhæld komposten med demineraliseret vand, så det netop dækker komposten. Opvarm blandingen til kogning og filtrer opløsningen ned i et andet bægerglas. Inddamp opløsningen, så der kun er nogle få mL væske tilbage.

Hæld 4 mL af den inddampede opløsning i et reagensglas og tilsæt forsigtigt 4 mL koncentreret svovlsyre (endelig ikke omvendt!). Husk briller. Afkøl først under vandhanen og derefter i isvand. Spænd reagensglasset op i et stativ, så det sidder lidt skråt. Tilsæt 1 mL 0,1 M jern(II) sulfat med en pipette, så opløsningen løber ned langs reagensglassets side. Jern(II)-opløsningen vil lægge sig oven på svovlsyreopløsningen. Hvis der dannes en brun ring i grænselaget, har man påvist nitrat.

Arbejdsspørgsmål:

1. Forsøg om du i hvert enkelt tilfælde kan afgøre hvilken reaktionstype, der er tale om, ved reaktionerne under ”Teori”.

2. Hvorfor vil jern(II)opløsningen lægge sig oven på svovlsyreopløsningen?