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土壤有机质论文:土壤有机质的测定(油浴加热重铬酸钾容量法)

土壤有机质论文:土壤有机质的测定(油浴加热重铬酸钾容
量法)
土壤有机质是土壤的重要组成部分,土壤的许多属性都直接或间接地与有机质的存在相关。

在现代农业生产中,增施有机肥料仍是作物高产高效必不可少的重要措施。

土壤有机质主要来源于各种植物茎、秆、根茬和落叶,土壤中的动物和微生物以及施入的各种有机肥料。

土壤有机质的组成是很复杂的,包括以下三类物质:第一,分解很少,仍保持原来形态的动植物残体。

第二,动植物残体的半分解产物及微生物的代谢产物。

第三,有机质的分解和合成而形成的特殊有机物质—腐殖质。

有机质中含有n、p、c、h、o、s等植物所必需的营养元素,所以是土壤养分的重要来源。

另外还含有少量的灰分元素如mg、k、fe、si及b、mn、cn等一些微量元素,因此,一般来说土壤有机质含量的多少,是土壤肥力高低的一个重要组成指标。

1方法原理
在加热的条件下,用过量的重铬酸钾—硫酸溶液氧化土壤有机碳,多余的重铬酸钾用硫酸亚铁溶液滴定,由消耗的重铬酸钾量按氧化校正系数计算出有机碳的量,再乘以
1.724,即为土壤有机质的含量。

化学反应如下:
2k2cr2o7+8h2so4+3c→2k2so4+2cr y2(so4)
3+3co2↑+8h2o,多余的k2cr2o7的还原:
k2cr2o7+6feso4+7h2so4→k2so4+cr2(so4)3+3fe2(so4)3 +7h2o
2主要仪器设备
电炉:1000w;硬质试管:25mm×200mm;油浴锅:用紫铜皮做成或用高度约为15~20cm的铝锅代替,内装甘油(工业用)或固体石腊(工业用);铁丝笼:大小、形状与油浴锅相配套,内装有若干个小格,每格内可插入1支小试管;自动调零滴定管;温度计:300℃;三角瓶:250ml三角瓶;小玻璃漏斗。

3试剂
3.10.40mol/l重铬酸钾-硫酸溶液称取40g(化学纯)重铬酸钾,溶于600~800ml蒸溜水使其溶解,加水至1 000ml,将此溶液转移到3 000ml大烧杯中;另取浓硫酸(密度为1.84,化学纯) 1 000ml慢慢倒入重铬酸钾水熔液中不断搅动,为避免溶液急剧升温,每加100ml浓硫酸后可稍停片刻,并把大烧杯放在盛有冷水的大塑料盆内冷却,当溶液的温度下降到不烫手时再加浓硫酸,直到全部加完为止。

此溶液极为稳定,可长期保存。

3.20.20mol/l硫酸亚铁标准溶液称取56g硫酸亚铁(化学纯)或80g硫酸亚铁铵(化学纯)溶解于约800ml蒸溜水中,
充分溶解后再加入浓硫酸(密度为1.84,化学纯) 40ml,搅拌均匀,静止片刻后用滤纸过滤到1 000ml容量瓶里,用水洗涤滤纸,然后加水稀释至1 000ml刻度线。

此溶液容易被空气氧化而使浓度下降,所以每次使用时应标定其溶液标准浓度。

3.30.20mol/l重铬酸钾标准溶液准确称取经130℃烘烤2~3h的重铬酸钾(化学纯)9.806g,用少量蒸馏水溶解,然后无损的转移到1 000ml容量瓶中,加水定容至刻度线。

3.40.20mol/l硫酸亚铁溶液的标定分别吸取0.20
mol/l重铬酸钾标准溶液20ml于3个150ml三角瓶中,加入浓硫酸(密度为1.84,化学纯)5ml和邻菲啉指示剂3~5滴摇匀,用0.20mol/l硫酸亚铁标准溶液滴定,溶液颜色由橙黄色变为深蓝色—棕红色为终点,同时做空白试验。

根据硫酸亚铁溶液消耗的量即可算出硫酸亚铁溶液的准确浓度。

硫酸亚铁标准溶液的准确浓度计算公式是:
式中:c- 硫酸亚铁标准溶液摩尔浓度,mol/l;
c1-重铬酸钾标准溶液摩尔浓度,mol/l;
v-滴定时所消耗硫酸亚铁溶液的用量,即3个数的平均数,ml;
v1-重铬酸钾标准溶液的用量,ml。

3.5邻菲啉指示剂称取邻菲啉1.49g溶于100ml含量为
0.70g fe so4·7h2o或1g(nh4)2so4·feso4·6h2o的100ml 水溶液中,此指示剂容易变质,应密闭保存于棕色瓶中。

4操作步骤
准确称取通过0.25mm筛孔的风干土样0.50g(精确至0.0001g),置于硬质试管的底部(称样量根据有机质含量范围而定),然后用自动调零滴定管准确加入10ml0.40mol/l 重铬酸钾—硫酸溶液,摇匀并在每个试管口插入1小玻璃漏斗。

将试管逐一插入铁丝笼中,再将铁丝笼放入已在电炉上加热185~190 ℃的油浴锅中 (预先加温),使试管中的液面低于油面,要求放入后油浴温度控制在170 ℃~180 ℃,待试管中的内溶物沸腾时开始计时(加热时产生的co2气泡不是真正的沸腾,只有在真正沸腾时才开始计算时间)。

此时控制电炉温度,以免溶液剧烈沸腾。

在此期间可以轻轻提起铁丝笼在油锅中晃动几次以使溶液温度均匀,并保持油温在170 ℃~180 ℃,5±0.50mil后将铁丝笼从油浴锅中取出冷却,用废纸擦去试管外边的油(蜡)液。

然后将试管内的消煮液及土壤残渣准确无误地转入250ml三角瓶,用水冲洗漏斗和试管、洗液并入三角瓶,使三角瓶内溶液总体积控制在50~60ml。

加3~5滴邻菲啉指示剂,用0.20mol/l的硫酸亚铁标准溶液滴定剩余的重铬酸钾溶液,颜色变化由橙黄→蓝绿→棕红。

做每批分析样时都同时做空白试验。

空白试验
不加土壤,加0.50g纯净细砂,其它步骤与有土壤的相同。

与此同时,再加上参试样。

5结果计算
式中:vo-空白试验所消耗硫酸亚铁标准溶液体积, ml;
v-试样测定所消耗硫酸亚铁标准溶液体积,ml;
c-硫酸亚铁标准溶液的摩尔浓度,mol/l;
0.003-1/4碳原子毫摩尔质量,g;
1.724-由有机碳换算成有机质的系数;
1.10-氧化校正系数;
m-称取烘干试样的质量,g;
1000-换算成每千克含量。

平行测定结果用算术平均值表示,保留3位有效数字。

6精密度平行测定结果允许相差
有机质含量(g kg-1) 允许绝对相差(g kg-1)
<10≤0.50
10~40≤1
40~70≤3
>100≤5
7注意事项
消煮温度必须控制在170 ℃~180℃时,沸腾5min。

由于我省多为石灰性土壤,加浓硫酸时,必须慢慢加入,
防止碳酸钙分解产生二氧化碳时,反应剧烈而溢出。

本方法不宜用于测定含氯化物较高的土壤。

消煮后的颜色如不是黄色或黄中带绿色或纯绿色,滴定所消耗的硫酸亚铁用量不到空白的1/3,说明重铬酸钾用量不足,有机碳氧化不完全,需重做。

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