实验二 土壤机械组成测定.doc

实验二、土壤机械组成分析1 目的和意义通过测定土壤的机械组成，可以知道土壤质地的粗细。土壤质地直接影响着土壤的理化性质和肥力状况，同时它还是土壤分类的重要依据，所以在研究土壤的形成、分布、分类及肥力状况时一定要先测定土壤的机械组成。 测定土壤机械组成（粒度分析）的方法有好几种。在野外因仪器、药品携带不方便，所以常用手测法（揉条法）。在室内则采用吸管法或比重计法。比重计法操作方法比较简单容易也比较准确。吸管法一般多用于科研等更精确的分析，因我们课时有限，所以我们实验是采用比重计法。2 测定原理 测定土壤机械组成也就是测定土壤质地。土壤是由许多大小不同的土粒，按不同比例组合而成的，这些不同的土粒组合在一起所表现出来的土壤粗细状况，就称作土壤质地（soil texture）。 土壤机械组成分析原理，就是把土粒按其粒径大小分成若干级，并定出各级的量，从而得出土壤的机械组成。对于粒径0.25mm砂粒，一般用过筛法，将砂砾逐级过筛称重。对于粒径小的土粒，则用分散剂法将其充分分散，再使分散后的土粒在一定容积的悬液中自由沉降，根据土粒沉降的速度，分别测定不同粒级含量的多少。这一过程依据物理学上的Stokes定律：式中：v-颗粒在介质中的沉降速度（cm/s）；g-重力加速度(980cm/s2)；r-颗粒半径；d-颗粒比重（土粒平均比重为2.65g/cm3）；d1-介质比重（g/cm3）；h-介质的黏滞系数(g/cm.s)在特定条件下，d，d1，h均为可知数，可得土粒下降的速度与其粒径的平方成正比，土粒愈大沉降速度愈快，再根据量筒的高度H，利用H=vt，就可计算出开始下降后的不同时刻当时仍悬浮的土粒粒径。 所用土样是过1mm筛的土样，用比重计法测定。在测定以前还要根据土壤pH值的不同选用不同的分散剂。我们的分析土样pH值是酸性的，所以用0.5 mol/L NaOH溶液做为分散剂,这是化学分散法,为了使其充分分散，还必须研磨，这是物理分散法。比重计测量的是仍悬浮的土粒含量。比重计所排开的悬液重量等于其自身重量时，它就悬浮在某一深度上，据此可换算出悬液中土粒的浓度。专门设计的甲种比重计直接在比重计标尺上读取悬液中的土粒重量。由于悬液的温度会影响黏滞系数，而甲种比重计的刻度是以20液温为标准制作的，因此每次测量后根据实际液温队比重计读书进行校正。3 比重计的使用 这种比重计称作甲种比重计，比重计上有0-60的刻度数字，从中可以读出到0.1克/升的小数。0以上为负值，0以下为正值。读取数字时，应该以悬液面形成的上弯月面顶部和比重计刻度相切的数字，精确到十位小数（0.1）。4 实验仪器和试剂（1）甲种比重计，电热板（调温电炉），500ml烧杯，玻璃棒，小漏斗，搅拌棒，秒表，沉降筒（1000ml量筒），温度计，天平，烘箱，铝盒，烧杯，小吸管（2）0.5 mol/L NaOH溶液（20 g NaOH溶于水，稀释至1L）,5测定方法和步骤（1） 样品分散：用粗天平称取过1 mm筛孔的土样50克置于500 ml烧杯中，加蒸馏水湿润土样，再加0.5 mol/L NaOH约40ml,再加蒸馏水使烧杯内土液体积达250ml，摇匀后加热，用玻璃棒搅拌，防止土粒沉积结块火烧焦，保持沸腾半小时。（2）制备悬液：用烧杯装自来水将冷却后的烧杯中的消煮液全部无损地移到1000 ml量筒中，土液加蒸馏水定容到1000 ml。（3）测定悬液比重：用搅拌器搅拌悬液1 min（上下30次），从停止搅拌开始记时，并测定悬液温度，温度、时间和粒径关系（见表1），选定测定比重读数的时间，提前30s将比重计轻轻插入到悬液中，到了选定时间马上读数，并在此测定悬液温度，而此温差不超过0.5。按照上述步骤分别测出0.05，0.01，0.005，0.001mm等各级粒径的比重计读数。6 测定值校正（1）分散剂校正值（g/L）=加入的分散剂的毫升数分散剂摩尔浓度分散剂的摩尔质量（2）比重计读数的温度校正见表27 结果计算比重计校正数=比重计的温度校正值-分散剂校正值小于某级粒径土粒的含量%=校正后读数100/烘干土样重比重计法允许平行误差3%，将相邻两粒径的土粒百分数相减即为两粒范围内的粒级百分含量。结果记录表粒径时间温度比重计读数温度校正值校正后比重计读数烘干土重小于该粒径的百分含量表1 小于某粒径颗粒沉降时间表温度0.05mm0.01mm0.005mm0.01 mm）物理性粘粒（0.01 mm）松砂土100 950