土壤学实验指导
于1、3号烧杯内各加0.1mol/L盐酸0.5毫升,2、4号烧杯内各加0.1mol/L 氢氧化钠0.5毫升。然后用玻棒进行搅拌,有土的悬浮液要间断搅拌30分钟,无土的酸性溶液及碱性溶液中需搅拌均匀即可。用酸度计分别测定各烧杯内溶液的pH值,记录并解释原因。
2、取四只50毫升塑料烧杯进行编号,1、2、3号烧杯中依次加入腐殖土、粘土、砂土各40克,第4号烧杯内不加土。然后向每个烧杯中加入无二氧化碳蒸馏水40毫升,搅拌10分钟后静置,用酸度计测定其酸度,记录。再向各杯中加入0.1N盐酸0.5毫升(10滴),搅抖1分钟,静置,再用酸度计测定其酸度。比较加酸前后两次测定的pH值,那个烧杯内pH的变化最大,那个烧杯内pH变化最小,其变化大小的次序如何?解释产生上述现象的原因。
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实验五 土壤有机质的测定
一、土壤有机质测定
土壤的有机质含量通常作为土壤肥力水平高低的一个重要指标。它不仅是土壤各种养分特别是氮、磷的重要来源,并对土壤理化性质如结构性、保肥性和缓冲性等有着积极的影响。测定土壤有机质的方法很多。本实验用重铬酸钾容量法。
(一)重铬酸钾容量法
1、方法原理:在170—180℃条件下,用过量的标准重铬酸钾的硫酸溶液氧化土壤有机质(碳),剩余的重铬酸钾以硫酸亚铁溶液滴定,从所消耗的重铬酸钾量计算有机质含量。测定过程的化学反应式如下: 2K2Cr207+3C+8H2S04——→2K2S04十2Cr2(SO4)3+3CO2+8H20 K2Cr207+6FeSO4+7H2S04——→ K2S04十Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H20 2、操作步骤
方法一:
(1)准确称取通过0.25mm筛孔的风干土样0.100-0.500克,倒入干燥硬质玻璃试
-1
管中,加入0.8000molL(1/6 K2Cr207)5.00毫升,再用注射器注入5毫升浓硫酸,小心摇匀,管口放一小漏斗,以冷凝蒸出的水汽。试管插入铁丝笼中。
(2)预先将热浴锅(石蜡或磷酸)加热到180—185℃,将插有试管的铁丝笼放入热浴锅中加热,待试管内溶液沸腾时计时,煮沸5分钟,取出试管,稍冷,擦去试管外部油液。消煮过程中,热浴锅内温度应保持在170—180℃。 (3)冷却后,将试管内溶液小心倾入250毫升三角瓶中,并用蒸馏水冲洗试管内壁和小漏斗,洗入液的总体积应控制在50毫升左右,然后加入邻啡罗林指示剂3滴,用
-1
0.1molLFeS04滴定溶液,先由黄变绿,再突变到棕红色时即为滴定终点(要求滴定终
-1
点时溶液中H2SO4的浓度为1—1.5molL)。
(4)测定每批(即上述铁丝笼中)样品时,以灼烧过的土壤代替土样作二个空白试验。
方法二:
(1)准确称取通过0.25mm筛孔的风干土样0.100-0.500克,倒入150ml三角瓶中,
-1
加入0.8000molL(1/6 K2Cr207)5.00毫升,再用注射器注入5毫升浓硫酸,小心摇匀,管口放一小漏斗,以冷凝蒸出的水汽。
(2)先将恒温箱的温度升至185℃,然后将待测样品放入温箱中加热,让溶液在170-180℃条件下沸腾5分钟。
(3)取出三角瓶,待其冷却后用蒸馏水冲冼小漏斗和三角瓶内壁,洗入液的总体积
-1
应控制在50毫升左右,然后加入邻啡罗林指示剂3滴,用0.1molLFeSO4滴定,溶液先由黄变绿,再突变到棕红色时即为滴定终点(要求滴定终点时溶液中H2SO4的浓度为
-1
1-1.5molL)。
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(4)测定每批样品时,以灼烧过的土壤代替土样作二个空白试验。
注:若样品测定时消耗的FeSO4量低于空白的1/3,则应减少土壤称量。 3、结果计算
0.8000×5.00
———— -—--------(V0-V)×0.003×1.724×1.1 V0 土壤有机质(%)=————————————————————————--------——— — ×100 烘干土重 式中:V0—— 滴定空白时所用FeS04毫升数;
V—— 滴定土样时所用FeS04毫升数; 5.00—— 所用K2Cr2O7毫升数 0.8000——— 1/6 K2Cr207标准溶液的浓度; 0.003——— 碳毫摩尔质量0.012被反应中电子得失数4除得0.003; 1.724——— 有机质含碳量平均为58%,故测出的碳转化为有机质时的系数
为100/58≈1.724;
1.1——— 校正系数。 4、药品配制
-1
(1)0.8000molL(1/6 K2Cr207)标准溶液,将K2Cr207(分析纯)先在130℃烘干3—— 4小时,称取39.2250克,在烧杯中加蒸馏水400毫升溶解(必要时加热促进溶解),冷却后,稀释定容到1升。
-1
(2)0.1 molLFeS04溶液,称取化学纯FeSO4·7H20 56克或(NH4)2SO4·FeS04·6H2O
-1
78.4克,加3molL硫酸30毫升溶解,加水稀释定容到1升,摇匀备用。
(3)邻啡罗林指示剂,称取硫酸亚铁0.695克和邻啡罗林1.485克溶于100毫升水
2+
中,此时试剂与硫酸亚铁形成棕红色络合物[Fe(C12H8N3)3]。 5、注意事项
(1)含有机质5%者,称土样0.1克,含有机质2—3%者,称土样0.3克,少于2%者,称土样0.5克以上。若待测土壤有机质含量大于15%,氧化不完全,不能得到准确结果。因此,应用固体稀释法进行弥补。方法是:将0.1克土样与0.9克高温灼烧已除去有机质的土壤混合均匀,再进行有机质测定,按取样十分之一计算结果。 (2)测定石灰性土壤样品时,必须慢慢加入浓H2SO4,以防止由于CaCO3分解而引起的激烈发泡。
(3)消煮时间对测定结果影响极大,应严格控制试管内或烘箱中三角瓶内溶液沸腾时间为5分钟。
(4)消煮的溶液颜色,一般应是黄色或黄中稍带绿色。如以绿色为主,说明重铬酸钾用量不足。若滴定时消耗的硫酸亚铁量小于空白用量的三分之一,可能氧化不完全,应减少土样重作。
(二)土壤有机质含量参考指标
土壤有机质含量(%) 丰缺程度 ≤1.5 极低 1.5-2.5 低
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2.5-3.5 中 3.5-5.0 高 >5 极高
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实验六 土壤腐殖质组成测定
土壤腐殖质是土壤有机质的主要组成分。一般来讲,它主要是由胡敏酸(HA)和富里酸(FA)所组成。不同的土壤类型,其HA/FA比值有所不同。同时这个比值与土壤肥力也有一定关系。因此,测定土壤腐殖质组成对于鉴别土壤类型和了解土壤肥力均有重要意义。
(一)方法原理
用0.1M焦磷酸钠和0.1M氢氧化钠混合液处理土壤,能将土壤中难溶于水和易溶于水的结合态腐殖质络合成易溶于水的腐殖质钠盐,从而比较完全的将腐殖质提取出来。焦磷酸钠还起脱钙作用,反应图示如下:
提取的腐殖质用重铬酸钾容量法测定之。
(二)操作步步骤
1、称取0.25mm相当于2.50克烘干重的风干土样,置于250毫升三角瓶中,用移液管准确加入0.1M焦磷酸钠和0.1M氢氧化钠混合液50.00毫升,振荡5分钟,塞上橡皮套,然后静置13—14小时(控制温度在20℃左石),旋即摇匀进行干过滤,收集滤液(一定要清亮)。
2、胡敏酸和富里酸总碳量的测定
-1
吸取滤液5.00毫升,移入150毫升三角瓶中,加3molLH2S04约5滴(调节pH为
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7)至溶液出现浑浊为止,置于水浴锅上蒸干。加0.8000molL(1/6 K2Cr207)标准溶液5.00毫升,用注射筒迅速注入浓硫酸5毫升,盖上小漏斗,在沸水浴上加热15分
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钟,冷却后加蒸馏水50毫升稀释,加邻啡罗林指示剂3滴,用0.1molL硫酸亚铁滴定,同时作空白试验。 3、胡敏酸(碳)量测定
吸取上述滤液20.00毫升于小烧杯中,置于沸水浴上加热,在玻棒搅拌下滴加3
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molL H2S04酸化(约30滴),至有絮状沉淀析出为止,继续加热10分钟使胡敏酸完全
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沉淀。过滤,以0.0lmolLH2S04洗涤滤纸和沉淀,洗至滤液无色为止(即富里酸完全
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洗去)。以热的0.02 molLNa0H溶解沉淀,溶解液收集于150m1三角瓶中(切忌溶解液损失),如前法酸化,蒸干,测碳。(此时的土样重量w相当于1克)。
(三)结果计算
0.8000×5.00×(V0-V1)×0.003 V0
1、腐殖质(胡敏酸和富里酸)总碳量(%)=——————————————————----——— ×100
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