用吸管法测质地

1、、实验方法：吸管法 二、实验原理: 土粒粒径分析实验 土粒的粒径分析大致分为分散、筛分和沉降 3个步骤。 1 土粒分散：化学法（酸性土壤加氢氧化钠，中性土壤加草酸钠，碱性土壤 加六偏磷酸钠）、物理法（机械研磨、煮沸法、震荡法、气流激荡法） 2粗土粒的筛分：常规粒径分析只对0.25mnm勺土粒进行筛分，但由于0.1mm 的颗粒在水中沉降速度太快，用吸管吸取悬液常常得不到好的结果，因此 筛分范围可放宽到此到0.1伽，即对0.1伽的土粒进行筛分。 3细土粒的沉降分离：吸管法沉降分离原理：筛分的细土粒（v 0.1mm）依 据司笃克斯（G. G. Stokes ）定律。 Fr =6二 rv (1) 3

2、4ir (ft - Pf)g Fg 二 18 18L t 2 d （忑-讨）g 式中：Fr- (4) 摩擦力，Fg颗粒所受重力，n -水的粘滞度 (g/cm s) , r 颗粒半径（cm） , v颗粒沉降速度（cm/s）, 4/3 n r3是球体颗粒的体积，p s为颗粒密度g/cm3, p f为流体的密度g/cm3, g为重力加速度（981cm/s2）, u t为终端速度cm /s , d为颗粒直径cm, 颗粒沉降深度L cm,所需时间t s 用沉降法的几点假设 （1）颗粒是坚固的球体且表面光滑； （2）所有颗粒密度相同； （3）颗粒直径应大到不受流体（水）布朗运动的影响； （4）供沉降分析的

3、悬液必须稀释到颗粒沉降互不干扰，即每一个颗粒的 沉降都不受邻颗粒的影响。 （5）环绕颗粒的流体（水）保持层流运动，没有颗粒的过快沉降引起流 体的紊流运动。 以上几点，除（ 3）、（4）可以大致满足外，（ 5）很难完全保证，（1）、（2） 两条根本无法满足。细土粒不是球形的（大多为扁平状） ，表面也不光滑，其密 度也不相同，只有大多硅酸盐的密度在 2.6 2.7 g/cm3之间，其他重矿物和氧 化铁的密度可达到 5.0 g/cm3 或更高，所以粒径分析只能给出近似的结果。 具体测定各级细土粒的方法，可根据 Stokes 定律，按公式（ 4）计算某一 粒径的土粒沉降到深度L（ L 一般取10cm所

4、需时间。在测定前用特制的搅拌棒 均匀地搅拌颗粒悬液（见测定程序 5.4.3.3 ），在沉降一开始记时，按公式（ 4） 计算的沉降时间用移液管在深度 L 处缓慢吸取一定容量的悬液，烘干称重，由 此可计算小于某一相应粒径土粒的累积量。两次测定的累积量相减可得某一粒 径范围的土粒量。 三、仪器及设备 吸管；吸管架；搅拌棒；洗耳球；沉降筒：即为1000mL量筒；洗筛直径6cm, 筛网孔径0.25mm 50mL量筒；皮头玻棒；250mL高型烧杯；50mL小烧杯，电 热板；烘箱；天平（感量 0.01g ;感量0.001g ;感量O.OOOIg）等。 四、试剂： 1六偏磷酸钠溶液c1/6（NaPO3）6=0

5、.5mol L-1:51g 六偏磷酸钠 1/6（NaPO3）6,化学纯溶于水，稀释至1L （用于碱性土壤）。 2过氧化氢溶液3（H2O2）=6%: 200mL过氧化氢溶液3 （H2O2）=30%稀释至 1L 3 异戊醇(CH3)2CHCH2CH2OH化学纯 五、测定步骤 1 样品处理 (1) 称取过1mm筛的风干土样约20g-m1，精确至0.01g，放入250ml高型 烧杯中。根据换算系数 K 求得烘干土质量 m2。 (2) 加少量蒸馏水使土样湿润。然后加入过氧化氢(3(H2O2)=6% 20mL用 玻璃棒搅拌，使有机质充分与过氧化氢接触反应。反应过程中会产生大量气泡， 过量的过氧化氢用加热方

6、法去除。 2 制备悬液 (1) 分散向高型烧杯中加c1/6(NaPO3)6= 0.5mol L-l溶液10mL然后 加蒸馏水至150 mL将悬液在电热板上煮沸，在沸腾前应用玻棒经常搅动土粒， 以防止土粒粘底，保持沸腾1h。煮沸时特别要注意用异戊醇消泡，以免溢出。 (2) 筛分和定容将分散好的样品转移到1000mL的沉降筒中。沉降筒上置一直 径7cm9cm的漏斗，上面再放一直径6cm,孔径0.25mm标准筛，将分散好的土 样全部过筛，并用橡皮头玻棒轻轻地将土粒洗擦，用蒸馏水冲冼标准筛，确认 小于0.25mm直径的土壤颗粒全部转移到沉降筒中。特别注意冲洗到沉降筒的水 量不能超过1000mL然后加蒸

7、馏水到沉降筒中定容至 1000 mL备用。 (3) 称量大于0.25mm颗粒在小于0.25mm孔径的土样颗粒全部转移到沉降筒后， 将筛上的土粒转移到小烧杯中，倾去清水，在电热板上蒸干，放入105C110C 烘箱中烘至恒重，在感量为0.001g的天平上称量，然后计算1mn0.25mm土粒 质量 m3。 3 细土粒的沉降分析 测量实验室当时的水温，按水温计算 0.05mm 0.01mm 0.001mm土粒沉降 至10cm处所需的时间。用搅拌棒搅拌悬液1mi n,搅拌悬液时上下速度要均匀， 一般速度为上下各30次。搅拌棒向下时一定要触及沉降筒底部，使全部土粒都 能悬浮。搅拌棒向上时，有孔金属片不能露

8、出液面，一般至液面下3cm 5cm即 可，否则会使空气压入悬液，致使悬液产生涡流，影响土粒沉降规律。沉降时 间以搅拌结束为起始时间。 用吸管吸取悬液操作，事先应反复练习，以避免实际操作时的失误。 分别吸取9.431mL 0.05mm颗粒、0.01mm颗粒和0.001mm颗粒悬液于吸 管中，悬液全部移入50mL的小烧杯内，并用蒸馏水冲冼吸管壁，使吸附在吸管 壁上的土粒全部冲入小烧杯内。然后将小烧杯内的悬液在电热板上蒸干(特别 小心防止悬液溅出)再移至105C110C烘箱中烘至恒重，在天平上称量(感 量0.0001g)，然后计算0.05mm颗粒质量 m4 0.01mm颗粒质量 m5和0.001mm

9、 颗粒的质量m6 4分散剂空白测定 吸取10mL分散剂，放入沉降处理品，定容至1000mL搅匀，和样品同样 吸取9.431mL于知质量的50mL烧杯中，蒸干烘至恒重，在天平上称量(感量 0.0001g),然后计算分散剂质量m7。 六、计算结果 一般以烘干土为计算基础，求得各粒级所占百分比。烘干土质量m2二 (1) 1mn0.25mm颗粒含量%= 旦100 m2 (2) 0.05mm-0.01mm颗粒含量 %= 血一叫)ts 100 m2 (3) 0.01mm- 0.001mm颗粒含量 %=宀6)ts 100 m2 m2 (4) 0.001mm颗粒含量%=血如 ts 100 (5) 0.25mmr 0.05mm颗粒含量 =100% + (2) + (3) +% 式中：m风干土质量，g; K为风干土换算为烘干土的系数； m2烘干土质量，g; m31mmr 0.25mm颗粒质量，g; m40.05mm颗粒与分散剂质量，g; m50.01mm颗粒与分散剂质量，g; m60.001mm颗粒与分散剂质量，g; m7分散剂质量，g; ts分取倍数，1000/9.431。 列表说明土壤的颗粒分析结果，根据表5-3 中国土壤质地分类表查出土 壤质地。 测定允差 取三份土样进行平行测定，吸管法允许平行绝对误差：粘粒级 1%粉砂粒 级2% （中国科学院南京土壤研究所，1978） 随地名林 特幣；n