土壤碳含量
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试剂:0.4N重铬酸钾—硫酸溶液(称取化学纯重铬酸钾20.00克,溶于500毫升蒸馏水中(必要时可加热溶解),冷却后,缓缓加入化学纯浓硫酸500毫升于重铬酸钾溶液中,并不断搅动,冷却后定容至1000毫升,贮于棕色试剂瓶中备用。)、0.2N硫酸亚铁溶液(称取硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)56克,溶于500毫升蒸馏水中,加浓硫酸5ml,然后再加蒸馏水稀释至1升,贮于棕色瓶中,用时需标定)、邻菲啰啉指示剂(称取此指示剂1.49g与FeSO4·7H2O 0.695g溶于含100ml水溶液中。此指示剂易变质,应密闭保存于棕色瓶中。)、0.1N重铬酸钾标准溶液(称取经130℃烘1.5h的优级纯重铬酸钾(4.1)9.807g,先用少量水溶解,然后移入1L容量瓶内,加水定容。)
操作步骤:准确称取通过0.25毫米筛孔的土样0.1000~0.5000克,土样数量视有机质含量多少而定。有机质含量大于5%的称土样0.2克以下,4~5%的称0.3~0.2克,3~4%的称0.4~0.3克,2~3%的称0.5~0.4克,小于2%则称0.5以上。由于土样数量少,为了减少称样误差,好最用减量法。将土样放入干燥的硬性试管中,用移液管准确加入0.4N的重铬酸钾—硫酸溶液10毫升(先加入3毫升,摇动试管,使溶液与土混匀,然后再加其余的7毫升),在试管上套一小漏斗,以冷凝蒸出的水汽,把试管放入铁丝笼中。将装有试管的铁丝笼(每笼应有1~2个试管做空白试验,用灼烧过的土壤代替土样,其他手续均相同)放入温度为185~190℃的油浴锅中,要求放入后油浴锅温度下降至170~180℃左右,以后必须控制温度在170~180℃,当试管内液体开始沸腾(溶液表面开始翻动,有较大的气泡发生)时记时,缓缓煮沸5分钟,取出铁丝笼,稍冷,用纸擦净试管外部的油液。等试管冷却后,将试管内溶液倒入250毫升三角瓶中,用蒸馏水冼净试管内部及小漏斗的内部,洗涤液均冲洗至三角瓶中,最后总的体积约60~70毫升。滴加3~4滴邻啡啰啉指示剂,此时溶液为橙**,用已标定过的硫酸亚铁溶液滴定,溶液由橙**经过绿色突变到砖红色即为终点。
结果计算:根据前面所述的反应式,1毫克当量的重铬酸钾相当于3毫克碳(1毫克当量的碳),按有机质平均含碳58%作为计算标准,在求得碳的含量乘以系数1.724和校正系数1.1,
即得有机质含量。
(V1-V2)×N×0.003×1.714×1.1
烘干干重
土壤有机质(%)= ×100
式中:V1—滴定空白时用去的还原剂毫升数
V2—滴定土壤样品时用去的还原剂毫升数
0.003—1毫克当量碳所相当的克数
N—还原剂的当量浓度
1.1—是因为有机碳只能被氧化90%而需乘的校正系数
1.724—从碳含量换算成有机质含量的系数
注意事项:(1)称样量多少取决于土壤有机质的含量,每份分析样品中的有机碳的含量应控制在8mg以内,有机质含量小于2%,称样量为0.4~0.5g,含量达8%时,称样量不应超过0.1g。(2)消煮温度必须严格控制在170~180℃的范围内,沸腾时间力求准确计算(5分钟)。(3)消煮好的样品试液应为**或黄绿色。若以绿色为主。说明K2Cr2O7用量不足;如果试液呈黄绿色但滴定时消耗的FeSO4量小于空白试验用量的1/3时,有氧化不完全的危险。如有上述情况发生,应弃去重做,重做时应适当减少称样量。
仪器、设备及试剂
1.仪器与设备
硬质试管,油浴消化装置(包括油浴锅和铁丝笼),可调温电炉,秒表,自动控温调节器。2.试剂
(1)0.800 0mol·L-1重铬酸钾标准溶液:称取经130℃烘干的重铬酸钾(K2Cr207,分析
纯)39.2245g溶于水中,定容至1000mL。
(2)0.2mol·L-1FeS04溶液:称取硫酸亚铁(FeS04·7H20,化学纯)56.0g溶于水中,加浓硫酸5mL,稀释至1 L。
(3)指示剂
①邻啡罗啉指示剂:称取邻啡罗啉(分析纯)1.485 g与FeS04·7H200.695g,溶于100mL水中。
②2—羧基代二苯胺(o-phenylanthranilicacid,又名邻苯氨基苯甲酸,C13H11O12N)指示剂:称取0.25
g试剂于小研钵中研细,然后倒人100mL小烧杯中,加入0.1mol·L-1NaOH溶液12mL,
并用少量水将研钵中残留的试剂冲洗人100mL烧杯中,将烧杯放在水浴上加热使其溶解,冷却后稀释定容到250mL,放置澄清或过滤,用其清液。
方法和步骤
1.样品制备
称取通过0.149mm(100目)筛孔的风干土样0.1~1g(精确到0.0001g),分别放人6—8支干燥的硬质试管中,用移液管准确加入0.8000mol·L-1重铬酸钾标准溶液5mL(如果土壤中含有氯化物需先加(Ag2S040.1g),用注射器加入浓H2S04
5mL充分摇匀,管口盖上弯颈小漏斗。
2.测定
①将置于铁丝笼中的8~10支试管(每笼有1—2个空白试管),放人温度为185~190℃的石蜡油浴锅中,并控制电炉,使油浴锅内温度始终维持在170~180℃,待试管内液体沸腾发生气泡时开始计时,煮沸5
min,取出试管,稍冷后擦净试管外部油液。
②冷却后,将试管内物质倾人250mL三角瓶中,用水洗净试管内部及小漏斗,使三角瓶内溶液总体积达到60~70
mL,保持混合液中硫酸浓度为2~3mol·L-1,然后加入2—羧基代二苯胺指示剂12~15滴,
此时溶液呈棕红色。用标准的0.2mol·L-1硫酸亚铁滴定,滴定过程中不断摇动三角瓶,直至溶液的颜色由棕红经紫色变为暗绿(灰蓝绿色),即为滴定终点。如用邻啡罗啉指示剂,加指示剂2~3滴,溶液的变色过程中由橙黄一蓝绿一砖红色即为终点。记取Pem4滴定毫升数(y)。
每一批样品测定的同时,进行2~3个空白试验,即取0.5g粉状二氧化硅代替土样,其他步骤与试样测定相同。记取FeS04滴定毫升数(Vo),取其平均值。
3.计算
式中:c——重铬酸钾标准溶液的浓度,mol·L-1
Vo——空白滴定用去FeS04体积,mL;
3.0——1/4碳原子的摩尔质量,g·mol-1
1.1——氧化校正系数;
m——风干土样质量,g;
k——将风干土换算成烘干土的系数。
土壤有机质(g·kg-1)=土壤有机碳(kg-1)Х1.742
式中:1.724为土壤有机碳换成土壤有机质的平均换算系数。
注意事项
①含有机质高于50g·kg-1者,称取土样0.1 g,含有机质为20~30g·kg-1者,称土样0.3g,少于20g·kg-1者称取0.5g以上。
②土壤中氯化物的存在可使结果偏高。因为氯化物也能被重铬酸钾所氧化,因此,盐土中有机质的测定必须防止氯化物的干扰,少量氯可加入少量Ag2SO4,使氯根沉淀下来。Ag2SO4的加入,不仅能沉淀氯化物,而且有促进有机质分解的作用。Ag2SO4的用量不能太
多,约加0.1g,否则生成Ag2Cr2O7沉淀,影响滴定。
③必须在试管内溶液表面开始沸腾才开始计算时间。掌握沸腾的标准尽量一致,然后
继续消煮5min,消煮时间对分析结果有较大的影响,故应尽量记时准确。
④消煮好的溶液颜色,一般应是黄色或黄中稍带绿色,如果以绿色为主,则说明重铬酸钾用量不足。在滴定时若消耗硫酸亚铁量小于空白用量的1/3,有氧化不完全的可能,应弃去重做。