1.试论土壤中氮、磷、钾的测定原理与方法
第五章 土壤全氮的测定(凯氏蒸馏法)5.1 方法提要 样品在加速剂的参与下,用浓硫酸消煮时,各种含氮有机化合物,经过复杂的高温分解反应,转化为铵态氮。
碱化后蒸馏出来的氨用硼酸吸收,以酸标准溶液滴定,计算土壤全氮含量(不包括硝态氮)。包括硝态和亚硝态氮的全氮测定,在样品消煮前,需先用高锰酸钾将样品中的亚硝态氮氧化为硝态氮后,再用还原铁粉使全部硝态氮还原,转化成铵态氮。
5.2 适用范围 本方法适用于各类土壤全氮含量的测定。5.3 主要仪器设备5.3.1 消化管(与消煮炉、定氮仪配套),容积250mL。
5.3.2 定氮仪。5.3.3 可控温铝锭消煮炉(升温不低于400℃)。
5.3.4 半微量滴定管,10mL。5.3.5 分析天平(精确到0.0001g)。
5.4 试剂5.4.1 硫酸 [ρ(H2SO4)=1.84g•mL-1];5.4.2 硫酸标准溶液 [c(1/2H2SO4)=0.01mol•L-1]或盐酸标准溶液[c(HCl)=0.01mol•L-1]:配制及标定参见附录1。5.4.3 氢氧化钠溶液 [ρ(NaOH)=400g•L-1 ]:称取400g氢氧化钠溶于水中,稀释至1L。
5.4.4 硼酸—指示剂混合液。硼酸溶液 [ρ(H3BO3)=20g•L-1]:称取硼酸20.00g溶于水中,稀释至1L。
混合指示剂:称取0.5g溴甲酚绿和0.1g甲基红于专用玻璃研钵中,加入少量95%乙醇,研磨至指示剂全部溶解后,加95%乙醇至100mL。使用前,每升硼酸溶液中加5mL混合指示剂,并用稀酸或稀碱调节至红紫色(PH约4.5)。
此液放置时间不宜过长,如在使用过程中PH有变化,需随时用稀酸或稀碱调节。5.4.5 加速剂:称取100g硫酸钾,10g硫酸铜(CuSO4•5H2O),1g硒粉于研钵中研细,必须充分混合均匀。
5.4.6 高锰酸钾溶液[ρ(KMnO4)=50g•L-1 ]:称取25g高锰酸钾溶于500mL水,贮于棕色 瓶中。5.4.7 硫酸溶液(1:1)。
5.4.8 还原铁粉:磨细通过0.149mm孔径筛。5.4.9 辛醇。
5.5 分析步骤5.5.1 称样:称取通过0.25mm(60号筛)孔径筛的风干试样0.3g(含氮约1mg,精确到0.0001g)。5.5.2 土样消煮:①不包括硝态和亚硝态氮的消煮:将试样送入干燥的消化管底部,加入2.0加速剂,加水约2mL湿润试样,再加8mL浓硫酸,摇匀。
将消化管置于控温消煮炉上,用小火加热,约200℃,待管内反应缓和时(约10~15min),加强火力至375℃。待消煮液和土粒全部变为灰白稍带绿色后,再继续消煮1h,冷却,待蒸馏。
在消煮试样的同时,做两份空的试验,空白试验除不加土壤外,其他操作和试样一样。②包括硝态氮和亚硝态氮的消煮:将试样送入干燥的消化管底部,加1mL高锰酸钾溶液,轻轻摇动消化管,缓缓加入2mL 1:1硫酸溶液,不断转动消化管,放置5 min后,再加入1滴辛醇。
通过长颈漏斗0.5g (±0.01g) 还原铁粉送入消化管底部,瓶口盖上弯颈漏斗,转动消化管,使铁粉与酸接触,待剧烈反应停止时(约5min),将消化管置于控温消煮炉上缓缓加热45 min(管内土液应保持微沸,以不引起大量水分丢失为宜)。停止加热,待消化管冷却后,加2.0g加速剂和8 mL浓硫酸,摇匀。
按“不包括硝态和亚硝态氮的消煮”的步骤,消煮至试液完全变成黄绿色,再继续消煮1 h,冷却,蒸馏。在消煮试样的同时,做两份空白试验。
5.5.3 氨的蒸馏和滴定:蒸馏前先按仪器使用说明书检查定氮仪,并空蒸0.5 h洗净管道。待消煮液冷却后,向消化管内加入约60 mL水和35 mL 400 g•L-1氢氧化钠溶液,摇匀,置于定氮仪上。
于三角瓶中加入25 mL 20 g•L-1 硼酸—指示剂混合液,将三角瓶置于定氮仪冷凝器的承接管下,管口插入硼酸溶液中,以免吸收不完全。蒸馏5 min,用少量的水洗涤冷凝管的末端,洗液收入三角瓶内。
每测完1个样后用空试管装清水清洗约2min。用0.01 mol•L-1硫酸(或0.01 mol•L-1盐酸)标准溶液滴定馏出液,由蓝绿色至刚变为红紫色。
记录所用酸标准溶液的体积。空白测定所用酸标准溶液的体积,一般不得超过0.4 mL。
5.6 结果计算 土壤全氮(N),g •kg-1 = [c•(V-V0) *0.014/m] *1000V0——滴定空白时所用酸标准溶液的体积,mL; c——酸标准溶液的浓度,mol•L-1; 0.014——氮原子的毫摩尔质量; m——风干试样质量,g; 1000——换算成每千克含量。平行测定结果用算术均值表示,保留小数点后两位。
5.7 精密度 平行测定结果允许相差: 土壤含氮量(g •kg-1) 允许绝对相差(g •kg-1) >1 ≤0.05 1~0.6 ≤0.04 评论0 0 0。
2.有机样品中磷元素含量的测定
先用硫酸,高氯酸分解试样,将磷完全转化为磷酸
各种磷酸根在含有硝酸的溶液中经加热都会转变为PO43-,含PO43-的试液和适量的硝酸 和 过饱和的钼酸铵溶液混合,加热得到黄色钼酸铵沉淀。
PO43- + 3NH4+ +12MoO42- + 24H+ =(可逆)= (NH4)3PO4 . 12MoO3 . 6H2O + 6H2O
此鉴定反应最好在1.8~2.3mol/L的硝酸中进行,沉淀溶于碱及氨水中,在微酸性溶液中即处于沉淀状态,磷钼酸铵有很强的氧化性,可将联苯胺氧化为联苯胺蓝,本身还原为钼蓝,或硅酸根的干扰可以加酒石酸消除。
试样经浓酸处理可将 转化为磷酸,进而生成磷钼酸铵
12MoO42- + 2NH4+ +H3PO4 + 22H+ = (NH4)2HPO4 . 12MoO3 . H2O + 11H2O
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沉淀经洗涤后,溶于一定且过量的氢氧化钠标准液中,再以酚酞为指示剂,用标准酸反滴定即可,式中1PO43-~24OH-故十分准确。
3.土壤全磷的测定
土壤全磷的测定标准 土壤全磷量即磷的总贮量,包括有机磷和无机磷两大类。
土壤中的磷素大部分是以迟效性状态存在,因此土壤全磷含量并不能作为土壤磷素供应的指标,全磷含量高时并不意味着磷素供应充足,而全磷含量低于某一水平时,却可能意味着磷素供应不足。因此了解土壤磷总贮量,对生产实践仅有一定的参考价值。
土壤全磷测定的待测液制备,一般分为碱熔法和酸溶法两类。在碱熔法中以Na2CO3熔融分解最为完全,准确度较高,但熔融时需要铂坩埚,不适宜用于常规分析。
在酸溶法中以 H2SO4———HCLO4法较好。此法对钙质土壤分解率较高,但对酸性土壤分解不易十分完全,结果往往稍微偏低。
待测液中磷的测定,一般都采用钼蓝比色法,所用的显色剂有“钼锑抗”(钼酸铵—酒石酸锑钾—抗坏血酸试剂的简称),氯化亚锡,抗坏血酸和1,2,4—氨基萘酚磺酸等。其中钼锑抗法有手续简便,颜色稳定,干扰离子允许量大等优点,目前国内应用较广。
1.酸溶—钼锑抗比色法: (1)方法要点: 在高温条件下,土壤中含磷矿物和有机磷化合物与高沸点的H2SO4和强氧化剂HCLO4作用,使之完全分解,全部转化为正磷盐而进入溶液,然后用钼锑抗 比色法测定。 (2)主要仪器:分光光度计,2KVA方电炉,3KVA调压变压器。
(3)试剂: A.浓H2SO4(二级)。 B.HCLO4(二级,70-72%)。
C.钼锑贮存液。浓H2SO4(二级)153毫升缓慢倒入约400毫升水中,搅拌,冷却。
10克钼酸铵(二级)溶解于约60。C的300毫升水中,冷却。
然后将H2SO4溶液缓缓倒入钼酸铵溶液中,再加入100毫升0.5%酒石酸锑钾溶液,最后用水移释至1升,避光贮存。此贮存液含1%钼酸铵,5.5摩尔/升1/2 H2SO4。
D.钼锑抗显色剂。1.50克抗坏血酸溶液于100毫升钼锑贮存液中。
此液须随配随用,有效期一天。 E.二硝基酚指示剂。
0.2克2,6-二硝基酚或2,4二硝基酚溶于1000毫升水中。 F.5ppmP标准溶液。
0.4390克KH2PO4(二级,105。C烘过2小时)溶于200毫升水中,加入5毫升浓H2SO4,转入1升容量瓶中,用水定容。
此为100ppmP标准溶液,可以长期保存。取此溶液准确稀释20倍,即为5ppmP标准溶液,此溶液不宜久存。
(4)操作步骤:A.待测液的制备:称取通过100目的烘干土壤样品1克(精确到0.0001克)置于50毫克三角瓶中,以少量水湿润,加入浓H2SO48毫升,摇动后(最好放置过夜)再加入70-72%的HCLO410滴,摇匀,再加热消煮。缓慢升温,HCLO4烟雾消失后,再提高温度,使H2SO4发烟回流,待瓶内溶液开始转白后继续消煮20分钟,全部消煮时间为45-60分钟。
将冷却后的消煮液用水小心地冲入100毫升容量瓶中,冲洗时用水应量少次多,轻轻摇动容量瓶,待完全冷却后,以水定容,用干燥漏斗和无磷滤纸将溶液滤入干燥的100毫升三角瓶中。同时做空白试验。
B.测定:取上述待测液2-10毫升(含5-25微克P)于50毫升容量瓶中,用水稀释至约30毫升,加二硝基酚指示剂2滴,用稀NaOH溶液和稀H2SO4溶液调节pH值至溶液刚呈微黄色。然后加入钼锑抗显色剂5毫升,摇匀,用水定容,。
在室温高于15。C的条件下放置30分钟后,在分光光度计上用波长700纳米比色,以空白试验溶液为参比液调零点,读取吸假值。
在工作曲线上查出显色液的Pppm数。颜色在8小时内可保持稳定。
C.工作曲线的绘制:分别吸取5ppm标准溶液0,1,2,3,4,5,6毫升于50毫升容量瓶中,加水稀释至约30毫升,加入钼锑抗显色剂5毫升,摇匀,定容。即得0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6ppmP标准毓溶液,与待测液同时比色,读取吸收值。
在方格坐标纸上以吸收值为纵坐标,Pppm数为横坐标纸上以吸收值为纵坐标,Pppm数为横坐标,绘制成工作曲线。 2.碱熔—钼锑抗比色法 (1)方法要点:样品用Na2CO3高温熔融,使难溶性的磷酸盐及有机态磷分解成可溶性正磷酸盐,以稀H2SO4溶解熔融物,制备成待测液,用钼锑抗比色法测定。
(2)主要仪器:铂坩埚,高温电炉,分光光度计。 (3)试剂: A:无水Na2CO3(二级),磨细,通过250微米(60目)。
B:6摩尔/升1/2 H2SO4 其余试剂同酸溶一钼锑抗比色法。 (4)操作步骤;称取通过100目的烘干土样品0.25(精确到0.0001克)置于铂坩埚中,另外称取研细的无水Na2CO32克,将其中的1.8克小心地用平头玻璃棒与样品充分搅拌混匀,其余的铺于混合物表面,并轻轻敲动坩埚,铺平。
将坩埚放入高温电炉中,升温至900-920。C熔融,20分钟后取出后趁热时揭盖观察熔块状态:倘若表面成凹形颜色均一而气泡时,则熔融已完全。
取出熔块,放入100毫升高型烧杯中,盖上表面皿,小心地加入约10毫升6摩尔/升1/2 H2SO4溶解熔块,并用热水洗净坩埚。将烧杯中的内溶物洗入100毫升容量瓶中,用热水及带橡皮帚玻璃棒将烧杯洗净,洗涤液均倒入上述容量瓶中,冷却后定容,用干燥漏斗及无磷滤纸过滤于三角瓶中。
吸取滤液5-10毫升(含5-25微克P)于50毫升容量瓶中加水稀释至约30毫升,用钼锑抗比色法测定磷量(同酸溶—钼锑抗比色法)。在整个操作过程中,同时作试剂空白试验。
(5)结果计算:同酸溶—钼锑抗比色法。
4.测定植物磷和测定土壤磷的测定方法有何不同
物体内中的磷绝大部分取自于土壤,而土壤中的磷绝大部分不能为植物直接吸收利用,易被植物吸收利用的水溶性磷和弱酸溶性磷通常含量很少。
不同类型的土壤,不同的耕作措施,对土壤中速效磷的含量有很大影响。测定土壤有效磷含量可以帮助我们了解土壤供磷能力,这对合理施肥以及提高作物产量和品质具有重要参考价值。
不同土壤中磷的存在形态不同,各种形态的磷能被植物利用程度也不同。因此,土壤中速效磷的测定,要考虑到两方面因素,即土壤因素和操作方法:对于酸性土壤和石灰性土壤要采用不同的浸提液。
操作方法包括土水比例、提取时间和温度等对测定结果有很大的影响。 6.1 方法原理 测定土壤速效磷的方法选择,酸性土壤一般采用盐酸氟化铵或氢氧化钠一草酸钠法来提取,石灰性土壤或中性土壤采用碳酸氢钠来提取。
用 NaHCO 3 溶液 (pH8.5) 提取土壤速效磷,在石灰性土壤中提取液中的 HCO 3 - 可和土壤溶液中的 Ca 2+ 形成 CaCO 3 沉淀,从而降低了 Ca 2+ 的活度而使某些活性较大的 Ca—p 被提取出来。在酸性土壤中因 pH 提高而使 Fe-p , A1-P 水解而部分被提取。
在浸提液中由于 Ca 、Fe 、Al 浓度较低,不会产生磷的再沉淀。
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