土壤水溶性有机质测定方法参考

土壤有机质测定土壤有机质测定 常用重铬酸钾 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 一个小时后取出 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 土壤有机质测定 分光光度法分光光度法 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 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 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 硫酸溶液与有机质作用 2K2Cr2O7 3C 8H2SO4 2K2SO4 2Cr2 SO4 3 3CO2 8H2O 硫酸亚铁与重铬酸钾 硫酸溶液的反应 K2Cr2O7 6FeSO4 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 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 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 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 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 1 6C 1 4C 土壤有机质 g Kg C V 样 0 003 1 1 1 724 W 样 1000 式中 C 硫酸亚铁标准溶液的浓度 mol L V 样 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 样 样品重 g 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 130 条件下 恒温干燥 2 3h 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 测定 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 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 土壤有机质的测定二 土壤有机质的测定 重铬酸钾容量法重铬酸钾容量法 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 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 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 硫酸溶液与有机质作用 2K2Cr2O7 3C 8H2SO4 2K2SO4 2Cr2 SO4 3 3CO2 8H2O 硫酸亚铁滴定剩余重铬酸钾的反应 K2Cr2O7 6FeSO4 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 0 25mm 的土壤样品 0 1 0 5g 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 136mol L 重铬酸钾 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 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 170 180 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 1 6C 1 4C 3 计算公式为 有机质 g kg V0 V N 0 003 1 724 1 1 样品重 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 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层 风干 10 天左右 5 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 6 土壤主要成分就是 Si 类化合物 主要为 SiO2 还含带有机质其他盐分等 用二氧化硅 作空白是因为纯的 SiO2 不含有机质且和土壤主要成分一样 这样就可以做为浓度的零点 仪器 试剂 1 主要仪器 分析天平 0 0001g 硬质试管 长条腊光纸 油浴锅 铁丝笼 消煮时插试管用 温度 计 0 360 滴定管 25ml 吸管 10ml 三角瓶 250ml 小漏斗 量筒 100ml 角 匙 滴定台 吸水纸 滴瓶 50ml 试管夹 吸耳球 试剂瓶 500ml 2 试剂 1 0 136mol LK2Cr2O7 H2SO4 的标准溶液 准确称取分析纯重铬酸钾 K2Cr2O7 40g 溶于 500ml 蒸馏水中 必要时可加热溶解 冷却后稀释至 1L 然后缓慢加入比重为 1 84 的浓 硫酸 H2SO4 1000ml 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 2 0 2mol LFeSO4 标准溶液 准确称取分析纯硫酸亚铁 FeSO4 7H2O 56g 或硫酸亚铁铵 Fe NH4 2 SO4 2 6H2O 80g 溶解于蒸馏水中 加 3mol L 的硫酸 H2SO4 60ml 然后加 水稀释至 1L 此溶液的标准浓度 可以用 0 0167mol L 重铬酸钾 K2Cr2O7 标准溶液标定 3 邻啡罗啉指示剂 称取分析纯邻啡罗啉 1 485g 化学纯硫酸亚铁 FeSO4 7H2O 0 695g 溶于 100ml 蒸馏水中 贮于棕色滴瓶中 此指示剂以临用时配制为