土壤学实验指导书(5)

2019-04-14 00:05

罗啉指示剂3~5滴,用硫酸亚铁溶液滴定,根据硫酸亚铁溶液的消耗量,计算硫酸亚铁标准溶液浓度c2。

c2?c1?v1 v2式中:c2——硫酸亚铁标准溶液的浓度,mol·L-1;

c1——重铬酸钾标准溶液的浓度,mol·L; v1——吸取的重铬酸钾标准溶液的体积,ml; v2——滴定时消耗硫酸亚铁溶液的体积,ml。

-1

4.邻啡罗啉指示剂

称取硫酸亚铁0.695g和邻啡罗啉1.485g溶于100ml水中,此时试剂与硫酸亚铁形成棕红色络合物[Fe(C12H8N3)3]2+。密闭保存于棕色瓶中。 四、实验步骤

(一)准确称取通过0.25mm筛孔的风干土样0.5g(精确到0.0001g),放入干燥硬质玻璃试管中,用移液管加入0.4000mol·L重铬酸钾—硫酸溶液(1/6 K2Cr207)10.00ml,管口放一小漏斗,以冷凝蒸出的水汽。试管插入铁丝笼中。

(二)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,待试管内溶液微沸时计时,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℃。

(三)冷却后,将试管内溶液小心倾入250ml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50ml左右,然后加入邻啡罗林指示剂3滴,用0.1mol·LFeSO4溶液滴定,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1~1.5mol·L-1)。

(四)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。

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。

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-1

-1

五、结果计算

土壤有机质(g/kg)=

(v1?v2)?c?0.003?1.724?1.1?1000

烘干土重式中:v1-空白试验消耗的硫酸亚铁溶液体积,ml;

v2-土壤样品测定消耗的硫酸亚铁溶液体积,ml;

0.003-1/4碳原子的摩尔质量;

c-还原剂的摩尔浓度,mol·L;

-1

1.1-校正常数;

1.724-按有机质平均含碳58%计,由碳含量换算成有机质含量的

系数。 六、注意事项

(一)根据样品有机质含量决定称样量。有机质含量在大于50g·kg-1的土样称0.1g,20~40g·kg-1的称0.3g,少于20g·kg-1的可称0.5g以上。

(二)消化煮沸时,必须严格控制时间和温度。

(三)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。

(四)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层,风干10天左右。

(五)一般滴定时消耗硫酸亚铁量不小于空白用量的1/3,否则,氧化不完全,应弃去重做。消煮后溶液以绿色为主,说明重铬酸钾用量不足,应减少样品量重做。

附:我国第二次土壤普查有机质含量分级表如下,以供参考。

土壤有机质含量参考指标

土壤有机质含量(%)

丰缺程度 21

≤1.5 1.5-2.5 2.5-3.5 3.5-5.0 >5

极低 低 中 高 极高 实验六 土壤pH的测定

一、目的意义

土壤pH是土壤酸碱度的强度指标,是土壤的基本性质和肥力的重要影响因素之—。它直接影响土壤养分的存在状态、转化和有效性,从而影响植物的生长发育。土壤pH常用作土壤分类、利用、管理和改良的重要参考。在土壤理化分析中,土壤pH与很多项目的分析方法和分析结果有密切关系,因而是审查其他项目结果的一个依据。

土壤pH的测定方法包括比色法和电位法。电位法的精确度较高,误差约为0.02单位,现已成为室内测定的常规方法。野外速测常用混合指示剂比色法,其精确度较差,误差在0.5左右。 二、实验原理

用无CO2的蒸馏水提取出土壤中水溶性的氢离子,用H+敏感电极(常用玻璃电极)作指示电极与饱和甘汞电极(参比电极)配对,插入待测液,构成一个测量电池。其该电池的电动势E随溶液中H+或OH-浓祺而变化,二者的关系符合能斯特方程,如下:

Eh?E0?0.059(氧化态)Log?0.059pH.n(还原态)

上式的意义:每当[H+]改变十倍,电动势就改变59mv(25℃)。[H+]上升,电动势也上升。若将[H+]改用pH(即-log[H+])表示,则每上升一个pH单位,电动势下降59mv(25℃):每上升0.1个pH单位则电动势下降5.9mv(25℃)。

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酸度计算时根据上述原理设计的,可以直接从仪器上读出pH值。由于上列方程与温度有关,测量时注意调节温度补偿旋钮。 三、仪器设备与化学试剂 (一)主要仪器

pH酸度计、pH玻璃电极、甘汞电极(或复合电极)。 (二)试剂

1.KCl溶液(1mol·L-1):称取74.6gKCl溶于400ml蒸馏水中,用10%KOH

或KCl溶液调节pH至5.5~6.0,而后稀释至1L。

2.标准缓冲溶液

pH4.03缓冲溶液:苯二甲酸氢钾在105℃烘2~3小时后,称取10.21g,用蒸馏水溶解稀释至lL。

pH6.86缓冲溶液:称取在105℃烘2~3小时的KH2PO4 4.539g或Na2HPO4 。

2H2O 5.938g,溶解于蒸馏水中定容至1L。 四、实验步骤

①仪器校准: 各种pH计和电位计的使用方法不尽一致,电极的处理和仪器的使用按仪器说明书进行。将待测液与标准缓冲溶液调到同一温度,并将温度补偿器调到该温度值。用标准缓冲溶液校正仪器时,先将电极插入与所测试样pH值相差不超过2个pH单位的标准缓冲溶液,启动读数开关,调节定位器使读数刚好为标准液的pH值,反复几次使读数稳定。取出电极洗净,用滤纸条吸干水分,再插入第二个标准缓冲溶液中,两标准液之间允许偏差0.1pH单位,如超过则应检查仪器电极或标准液是否有问题。仪器校准无误后,方可用于测定样品。

②土壤水浸液pH的测定:称取通过lmm孔径筛的风干试样15g(精确至0.1g)于50ml高型烧杯中,加去除CO2的水15ml,以搅拌器搅拌1min,使土粒充分分散,放置30 min后进行测定。将电极插入待测液中(注意玻璃电极球泡下部位于土液界面下,甘汞电极插入上部清液),轻轻摇动烧杯以除去电极上的水膜,

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促使其快速平衡,静止片刻,按下读数开关,待读数稳定时记下pH值。放开读数开关,取出电极,以水洗净,用滤纸条吸干水分后即可进行第二个样品的测定。每测5~6个样品后需用标准液检查定位。 五、注意事项

(一)土水比的影响:一般土壤悬液愈稀,测得的pH愈高,尤以碱性土的稀释效应较大。为了便于比较,测定pH的土水比应当固定。经试验,采用1:1的土水比,碱性土和酸性土均能得到较好的结果,酸性土采用1:5和1:1的土水比所测得的结果基本相似,故建议碱性土采用1:1或1:2.5土水比进行测定。

(二)蒸馏水中CO2会使测得的土壤pH偏低,故应尽量除去,以避免其干扰。

(三)待测土样不宜磨得过细,宜用通过1mm筛孔的土样测定。 (四)长时间存放不用的玻璃电极需要在水中浸泡24h,使之活化后才能进行正常反应,暂时不用的可浸泡在水中,长期不用时,应干燥保存。玻璃电极表面受到污染时,需进行处理。甘汞电极一般为饱和氯化钾溶液灌注,在室温下应有少许氯化钾结晶存在,但氯化钾结晶不易过多,以防堵塞电极与被测溶液之间的通路。玻璃电极的内电极与球泡之间、甘汞电极内电极和陶瓷芯之间不得有气泡。

附:PHS-3C型酸度计使用说明

一、准备工作

把仪器电源线插入220V交流电源,玻璃电极和甘汞电极安装在电极架上的电极夹中,将甘汞电极的引线连接在后面的参比接线柱上。安装电极时玻璃电极球泡必须比甘汞电极陶瓷芯端稍高一些,以防止球泡碰坏。甘汞电极在使用时应把上部的小橡皮塞及下端橡皮套除下,在不用时仍用橡皮套将下端套住。

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