-可编辑修改- 土壤有机质测定 常用重铬酸钾一硫酸溶液氧化 ----- 分光光度法 用水浴加热试管时,(设定最高温度为 95), —个小时后取出。(标准溶液的制备:与土壤样 品溶液制备的同时作一组(7个)空白处理,用石英砂代替样品,其他过程同上。即取 7支试 管各加入0.4 mol/L的重铬酸钾硫酸溶液 2mL,和土壤样品一起硝化后分别加入 0.12 mol/L 硫酸亚铁标准溶液 0、1、2、3、4、5、6 mL,再分别加入 0.1 mol/L H2SO4溶液10、9、8、 7、6、5、4 mL,摇匀澄清或离心待用。)
一、土壤有机质测定一一分光光度法 光度法测定土壤中的有机质具有设备简单、 操作简便、测定结果准确等特点, 适合大批样品 的快速测定。 1测定原理
在加热的条件下,用过量的重铬酸钾 一硫酸(K2Cr2O7— H2SO4溶液,来氧化土壤有机质中的 碳,Cr2O72-等被还原成Cr+3。以硫酸亚铁为标准溶液,取不同量的硫酸亚铁分别与重铬酸 钾一硫酸(K2Cr2O7 — H2SO4溶液进行反应,由于在 585nm波长处对Cr3+有最大吸收而 Cr6+ 却无吸收,且对一定浓度的H2S04溶液均无吸收。通过分光光度测定,根据标准样制作的标 准曲线,找到样品所对应消耗的硫酸亚铁的量,再通过转换得到有机碳量,再乘以常数 1.724,即为土壤有机质量。其中的反应式为:
重铬酸钾一硫酸溶液与有机质作用: 2K2Cr2O7+3C+8H2SO4=2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2n8H2O
硫酸亚铁与重铬酸钾 一硫酸溶液的反应: K2Cr2O7+6FeSO牛 7H2SO4=K2SO4 Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O 2仪器、试剂
分析天平(0.0001g)、硬质试管、长条腊光纸、温度计(0-360 C )、滴定管(25ml)、吸管(10ml)、 三角瓶(250ml)、小漏斗、烧杯、量筒(100ml)、角匙、滴定台、吸水纸、滴瓶 (50ml)、试管 夹、吸耳球、试剂瓶(500ml)、恒温箱 7230型分光光度计、5B-1型加热器、离心沉淀机。 (1/6 K2Cr2O7)=0.4 mol /L 的H2SO4溶液:称取分析纯重铬酸钾 40.00 g溶于600 mL水中 (必要时可加热溶解),加水稀释至1L,置3 L烧杯中。另取分析纯浓 H2SO41L慢慢加入 到重铬酸钾水溶液中,并不断搅拌, 每加入200ml时,应放置10-20分钟使溶液冷却后,再 加入第二份浓硫酸(H2SO4)。加酸完毕,待冷后存于棕色试剂瓶中备用(用时需标定) 。 (FeSO4)=0.12 mol /L 标准溶液:称取分析纯硫酸亚铁 (FeSO4?7H2O) 3.6 g 溶于800 mL水 中,加入20mL浓H2SO4搅拌均匀,冷至室温,稀释至 1L。 0.1 mol/L H2SO4 溶液。
3测定方法 样品的制备:将土壤放在蒸发皿中风干 10 d后,在分析天平上准确称取通过 60目筛子(v
0.25mm)的土壤样品0.1-0.2g(精确到0.0001g)。用长条腊光纸把称取的样品全部倒入干的 硬质试管中,用移液管缓缓准确加入 0.4mol/L的重铬酸钾-硫酸(K2Cr2O7-H2SO4)溶液2mL (摇动试管,以使土壤分散),然后在试管口盖消化玻泡或小漏斗, 于100 C水浴消化,60 min 后取出样品。冷却后加入 10mL0.1mol/L H2SO4溶液,摇匀后澄清或离心待测。 标准溶液的制备:与土壤样品溶液制备的同时作一组 (7个)空白处理,用石英砂代替样品, 其他过程同上。即取 7支试管各加入0.4 mol/L的重铬酸钾硫酸溶液 2mL,和土壤样品一起 消化后分别加入 0.12 mol/L硫酸亚铁标准溶液 0、1、2、3、4、5、6 mL,再分别加入0.1 mol/L -可编辑修改-
H2SO4溶液10、9、8、7、6、5、4 mL,摇匀澄清或离心待用。 比色:将澄清或离心后的土壤样品与标准溶液一起,用 1cm比色皿于590nm处比色。
4计算 在本反应中,有机质氧化率平均为 90%所以氧化校正常数为 100/90,即为1.1。有机质中 碳的含量为58%故1g碳约等于1.724g有机质。由前面的两个反应式可知:1mol的K2Cr2O7 可氧化3/2mol的C,滴定1molK2Cr2O7,可消耗6mol FeSO4,则消耗1molFeSO4即氧化了 3/2 X 1/6C=1/4C 土壤有机质(g/Kg)= ( CX V 样 X 0.003 X 1.1 X 1.724 ) /W样 X 1000 式中:C――硫酸亚铁标准溶液的浓度, mol/L ; V样一一标准曲线上查得的样品溶液测定吸光度相应的硫酸亚铁溶液毫升数, ml ; 0.003 ―― 1/4碳原子的毫摩尔质量, g/m mol ; 1.1 ――不完全氧化系数;
1.724 ――碳换算成有机质的经验系数; W羊——样品重,go 注: 1. 土壤样品风干10d以上,使还原性物质充分自然氧化然后测定。 加入稀硫酸将S2-和N02- 转化为H2S NO NO2碳酸盐转化为 C02,消除S2-、N02-和碳酸盐的干扰。 2. 由于此法不能将有机质完全氧化,所以在计算结果时应乘上一个校正系数,加接触剂 Ag2SO4时,乘1.08 ;不加乘以1.1。 3. 重铬酸钾。必须是一级的优级纯规格。重铬酸钾用分析天平称量前必须把它放在恒温干燥 箱内,调节温度到130C条件下,恒温干燥 2〜3ho 4. 硫酸亚铁。配制时,加入浓硫酸时务必把量取准确的浓硫酸沿着容器内壁缓缓地注入, 用 长玻璃棒不断搅拌, 使产生的热量迅速扩散, 搅拌均匀后,用水定容到刻度线,并将此溶液 贮存于棕色瓶中保存。所以要求每次使用时应该重新标定其准确浓度, 以达到准确的测量结 果。 5 •在重铬酸钾氧化 C过程中,溶液的颜色由桔红色至棕褐色或者墨绿色是正常的,如出现 草绿色则表示中的 K2Cr2O7大部分Cr6+被还原成Cr3+,必须减少土样的称量,重新进行测
6. 测其吸光度,若吸光度超过 0.800,须重测。 7. FeSO4溶液易被氧化,现配现用为宜。 实验器材与设备 分析天平(0.0001g)、硬质试管、长条腊光纸、温度计(0-360 C )、滴定管(25ml)、吸管(10ml)、 三角瓶(250ml)、小漏斗、烧杯、量筒(100ml)、角匙、滴定台、吸水纸、滴瓶 (50ml)、试管 夹、吸耳球、试剂瓶(500ml)、恒温箱 7230型分光光度计、5B-1型加热器、离心沉淀机。 还有一种方法比较常用方法: 二、土壤有机质的测定(重铬酸钾容量法)
土壤有机质既是植物矿质营养和有机营养的源泉, 又是土壤中异养型微生物的能源物质, 同 时也是形成土壤结构的重要因素。 测定土壤有机质含量的多少, 在一定程度上可说明土壤的 肥沃程度。因为土壤有机质直接影响着土壤的理化性状。 1测定原理 在加热的条件下,用过量的重铬酸钾 一硫酸(K2Cr2O7- H2SO4溶液,来氧化土壤有机质中的 碳,Cr2O-27等被还原成 Cr+3,剩余的重铬酸钾(K2Cr2O7)用硫酸亚铁(FeSO4)标准溶液滴定, -可编辑修改-
根据消耗的重铬酸钾量计算出有机碳量,再乘以常数 1.724,即为土壤有机质量。其反应式 为: 重铬酸钾一硫酸溶液与有机质作用: 2K2Cr2O7+3C+8H2SO4=2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3C02n8H2O
硫酸亚铁滴定剩余重铬酸钾的反应: K2Cr2O7+6FeSO牛 7H2SO4=K2SO4 Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O 2测定步骤: 1 .在分析天平上准确称取通过 60目筛子(v0.25mm)的土壤样品0.1-0.5g(精确到O.OOOIg)。
用长条腊光纸把称取的样品全部倒入干的硬质试管中,用移液管缓缓准确加入 0.136mol/L 重铬酸钾一硫酸(K2Cr2O7-H2SO4)溶液10ml,(在加入约3ml时,摇动试管,以使土壤分散), 然后在试管口加一小漏斗。 2 .预先将液体石蜡油或植物油浴锅加热至 185—190 C,将试管放入铁丝笼中,然后将铁丝 笼放入油浴锅中加热,放入后温度应控制在 170— 180C,待试管中液体沸腾发生气泡时开 始计时,煮沸5分钟,取出试管,稍冷,擦净试管外部油液。 3. 冷却后,将试管内容物小心仔细地全部洗入 250ml的三角瓶中,使瓶内总体积在 60-70ml , 保持其中硫酸浓度为 1-1.5mol/l ,此时溶液的颜色应为橙黄色或淡黄色。然后加邻啡罗啉 指示剂3-4滴,用0.2mol/l的标准硫酸亚铁(FeSO4)溶液滴定,溶液由黄色经过绿色、 淡绿 色突变为棕红色即为终点。 4•在测定样品的同时必须做两个空白试验,取其平均值。可用石英砂代替样品,其他过程 同上。 3结果计算
在本反应中,有机质氧化率平均为 90%所以氧化校正常数为 100/90,即为1.1。有机质 中碳的含量为58%故58g碳约等于100g有机质,1g碳约等于1.724g有机质。由前面的两 个反应式可知:1mol的K2Cr2O7可氧化3/ 2mol的C,滴定1molK2Cr2O7,可消耗6mol FeSO4 则消耗 1molFeSO4即氧化了 3/2 X 1/6C=1/4C=3 计算公式为: 有机质 g/kg=[ ((V0-V)N X 0.003 X 1.724 X 1.1) /样品重 X 1000 式中:V0—滴定空白液时所用去的硫酸亚铁毫升数。 V—滴定样品液时所用去的硫酸亚铁毫升数。
N—标准硫酸亚铁的浓度。mol/L 附我国第二次土壤普查有机质含量分级表如下,以供参考。 级 别 -一- 级 二 级 三 级 四 级 五 级 六 级
有机质(%) > 40 30 — 40 20 - -30 10 — 20 6 —10 v 6
4注意事项 1. 根据样品 有机质含量决定称样量。 有机质含量在大于 50g/kg的土样称0.1g , 20—40g/kg 的称0.3g,少于20g/kg的可称0.5g以上。 2. 消化煮沸时,必须严格控制时间和温度。 3•最好用液体石蜡或磷酸浴代替植物油,以保证结果准确。磷酸浴需用玻璃容器。 4. 对含有氯化物的样品,可加少量硫酸银除去其影响。对于石灰性土样,须慢慢加入浓硫 酸,以防由于碳酸钙的分解而引起剧烈发泡。对水稻土和长期渍水的土壤,必须预先磨细, 在通风干燥处摊成薄