1第一章 土壤农化分析的基础知识及质量控制

（一）实验室纯水
2.纯水的检验
1）纯水的等级及用途 一级水：多次重蒸水，基本不含有溶解或胶态离子
杂质及有机质,可配制痕量金属元素溶液时使用
二级水：为二次蒸馏水,允许含有微量的 无机、有机或胶态物质 三级水：一般蒸馏水、去离子水，有一定量杂 质,可用于一般分析及玻璃仪器的洗涤和冲洗 土壤农化分析实验室一般使用三级水。 四级水：用在纯度不高的场合，如洗涤等。
（一）实验室纯水 b.离子交换法
5）树脂的再生
洗涤 再生的树脂柱，去除多余的再生剂（NaOH、 HCl)，用蒸馏水或离子交换水淋洗，同再生操 作流速相同（20-30 ml/min），直到洗出液， 阳离子柱为pH3-4，阴离子柱pH8-9 运行 连接使用（装混合柱）
6）影响离子交换树脂性能的因素
（一）实验室纯水
2.纯水的检验
1）化学法 pH：6.5-7.5为合格

金属离子:铬黑T—氨缓冲溶液 Cl-:AgNO3溶液
(取水样10ml，加铬黑T-氨缓冲溶液（0.5g铬黑T溶于10ml氨 缓冲液，加酒精至100ml）2滴，应呈蓝色 )

(水样10ml中加浓HNO31滴，和0.1M AgNO3溶液5滴，应完 全清澈而无乳白色浑浊物生成 )
（一）实验室纯水 b.离子交换法
4）离子交换装置的制备 ①树脂的选择
A.选择交换容量大的树脂； B.选用游离酸（或碱）树脂,“弱”型； C.根据原水中欲除去离子的性质选择(如，去除 水中交换性弱的离子，必须用强酸/碱性树脂)。
②树脂的处理
净化：自来水浸泡——酒精浸泡——自来水漂洗； 转型：（三步）
107
106
105
104
103
102
10
1
电导率, µs· cm-110-2 106
特 纯 水
10-1
1
10
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105
优 质 蒸 馏 水
普 通 蒸 馏 水
最 优 天 然 水
优 质 灌 溉 水
劣 质 灌 溉 水
0.05%NaCl
30%H2SO4
海 水
纯水
图 1-1 几种水的电阻率和电导率

交换树脂的化学性质：
pH耐性：强酸性 > 强碱型； 交换容量：OH-: H+ = 1:1 Na+: Cl- = 3:2 交换反应： 阳离子型
K SO3 H SO3 K R Na R 2 H SO3 H SO3 Na Li
蒸馏法（distilled water） 离子交换法（deioned water ）
a. 蒸馏法 1）原理:利用水与杂质的沸点
不同，经过外加热使所产生的 水蒸气经冷凝后制得。
（一）实验室纯水 a.蒸馏法

不可挥发杂质（√） 可挥发杂质（×）
（e.g.酸性气体、有机物）
有机物——氧化分解 挥发性酸——加碱固定 碱性物质——用酸固定
（一）实验室纯水 b.离子交换法
树脂转型（酸碱处理）
（A）阳离子树脂转型：



(1)在树脂中加入7%HCl，浸没树脂，放置2-3h，将HCl排尽， 用水洗树脂至pH3-4为止； (2)用8%NaOH浸没树脂2-3h，排尽NaOH，水洗至pH9-10为止； (3)再用7%HCl浸泡4h，去除HCl后用蒸馏水洗至pH=4为止. （待用，泡在纯水中防氧化）
（B）阴离子树脂转型：
(1)在树脂中加入8%NaOH浸泡2-3h；排尽NaOH，用水洗树脂至 pH9-10； (2)用7%HCl液浸泡2-3h；排尽HCl，用水洗至pH3-4； Байду номын сангаас3)再用8%NaOH浸泡4h，不时搅拌，去除NaOH后用蒸馏水洗至 pH约为8止。 （待用）
（一）实验室纯水 b.离子交换法
（一）实验室纯水 b.离子交换法
5）树脂的再生 ①原理：酸碱再生
逆洗——再生——洗涤——运行

阳离子树脂再生：再生剂（5-10% HCl）上进下出，流 速20-30 ml/min，酸液体积用量是树脂体积的1-2倍即 可（在流出液中检查出无Ca2+）。 2+ +
H
Ca

阴离子树脂再生：再生剂（6-8% NaOH）上进下出；流 速20-30 ml/min；NaOH液用量约树脂体积的3-4倍（流 出液中无Cl-为止）。 ClOH-
第一章
土壤农化分析的基本知识 及实验室质量控制
一、土壤农化分析用纯水、试剂及器皿 二、土壤农化分析方法的选择 三、实验室数据的处理
一、土壤农化分析用纯水、试剂及器皿
（一） 实验室纯水
去离子水 纯水 蒸馏水
一、土壤农化分析用纯水、试剂及器皿
（一）实验室纯水 1.纯水（pure water）的制备 纯水的制备方法：
2.试剂的保存 要求:干燥、避潮、通风、避光、阴凉

方法
按酸，碱，盐，单质，指示剂等分类保存 强酸、强碱、强挥发、强腐蚀等分开保存 有毒有害等须专人保管，专地保存
(自学P7试剂的保存) 3.试剂的配制 试剂提纯：蒸馏，等温扩散，重结晶萃取，醇析等
（二）试剂的选择、应用、配置与保存

提纯：
蒸馏 ——适用于提纯挥发性液体试剂。如HCl、HNO3 ； 等温扩散 ——用于在常温下溶质强烈挥发的水溶液试剂， 如HCl、HF、NH3 ； 重结晶 ——纯化固体物质的重要方法，如粗盐提纯； 萃取 ——溶于互不相溶的两种溶剂中的试剂； 醇析 ——在其水溶液中加入乙醇时即析出结晶的试剂。如 EDTA-Na2，邻苯二甲酸氢钾、草酸等 其它方法：如电解法、层析法、离子交换法、活性炭吸附法 等。
（二）试剂的选择、应用、配制与保存
3.试剂的配制
粗配： 没有必要使用精确浓度的溶液，物质不 稳定或易变的溶液，酸、碱、硫酸亚铁等 ——粗天平、量筒，浓度只1-2位有效数字。
（二）试剂的选择、应用、配制与保存
3.试剂的配制
精配： 必须使用精确浓度的溶液（标准浓度） ——分析天平、容量瓶、移液管等。浓度具 有4位有效数字。
分析纯，分析试 剂（A.R）
精密分析的标准物质。
一般分析及科研用（参与计算）
4三级
5四级 6
化学纯（C.P）
实验试剂(L.R) 工业试剂
蓝色
蓝色
一般试剂的配制（不参与计算）
定性分析。 一般实验室不用。
（二）试剂的选择、应用、配置与保存
选择试剂的原则：
满足分析需求条件下，选低等级、经济的试剂。
选择试剂的要求：
（一）实验室纯水
2.纯水的检验
1)化学法 NH4+:钠氏试剂
取水样45ml于50ml比色管中，加入1ml钠氏试剂，稀释至刻度， 置于白纸板上，淡黄色（稍微），如黄色明显则不合格。

SiO32- ：
影响P的测定（提问）
(取水样30ml，加入1：3.5 HNO3 5ml和5%钼酸铵溶液5ml，室 温放置5min，加10%Na2SO3溶液5ml，如有蓝色[硅钼蓝]说明有 硅酸盐存在 )
4）优缺点
优点：设备简单，经过高温杀菌，不易长霉。 缺点：产水量低，成本高。
（一）实验室纯水 b.离子交换法
1）原理：利用离子交换树脂中的游离交换离子(H+、
OH- )与水中同性离子的交换作用，将水中各种离子 去除或减少到一定程度。
阴离子交换树脂：R-OH- + C阳离子交换树脂：R-H+ + A+
树脂活性基团越多，交换容量越大 网状骨架的网眼由交联剂形成 交联度：骨架中所含交联剂的质量%（以712%为宜）。 树脂颗粒越小，工作交换量越大；但充填越紧 ，流速越慢（0.3-1.2mm, 50-16目为宜） 温度(不能过高或过低) 水的pH，影响树脂活性基团的离解

（一）实验室纯水 b.离子交换法
e.g. 001×7 （7表示交联剂比例，7%）
（一）实验室纯水 b.离子交换法

交换树脂的物理性质
颜色：浅色小颗粒
膨胀性：一般是 阴离子型 > 阳离子型
耐热性：Na+ > H+ > Cl- > OH-
比重：一般Na+型大于Cl-型。
(e.g.用于阴阳离子树脂混合后的分离)
（一）实验室纯水 b.离子交换法
5.0
0.20 5.0-8.0
60min
60min
10min
10min
500ml水中加入1ml浓H2SO4和0.03ml 0.1N KMnO4溶液，在室温放置1h， KMnO4的粉红色不完全褪色为合格 水电阻率为18.2MΩ.cm(兆欧厘米),即横截面积是1cm2，长度是1cm的 水，电阻是18.2MΩ
（一）实验室纯水
2.纯水的检验
1）化学法 CO2：Ca(OH)2溶液
(取水样30ml，置于具有玻璃塞的磨口三角烧瓶中，加Ca(OH)2 溶液25ml，塞紧，摇匀后放置1h，产生浑浊为不合格 ) 将纯水烧开去除。

不挥发物（无机盐）:烘干法
取水样100ml在水浴上蒸干并在烘箱中于105℃干燥1h，所留 残渣不得超过1mg。
2）蒸馏器皿类型
金属材料容器（重金属含量高） 硬质玻璃（B，Si,Zn含量高） 石英玻璃（优越）
（一）实验室纯水 a.蒸馏法
3）制备过程


一次蒸馏水：可作一般的分析，不能作重金属分析。
重蒸馏水：
第一次蒸馏：加入几滴H2SO4，除去重金属，固定NH4+。 第二次蒸馏：加入少许NaOH和少量的KMnO4。 （固定酸性气体和氧化除掉剩余有机物） 第三次蒸馏：不加任何物质，直接蒸馏。
（一）实验室纯水