土壤阳离子交换量测定方法
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土壤阳离子交换量测定方法
一、测定目的
土壤的阳离子交换性能是由土壤胶体表面性质所决定,由有机质的交换基与无机质的交换基所构成,前者主要是腐殖质酸,后者主要是粘土矿物。它们在土壤中互相结合着,形成了复杂的有机无机胶质复合体,所能吸收的阳离子总量包括交换性盐基(K+、Na+、Ca++、Mg++)和水解性酸,两者的总和即为阳离子交换量。其交换过程是土壤固相阳离子与溶液中阳离子起等量交换作用。
阳离子交换量的大小,可以作为评价土壤保水保肥能力的指标,是改良土壤和合理施肥的重要依据之一。
二、方法原理
EDTA—铵盐快速法不仅适用于中性、酸性土壤,并且适用于石灰性土壤阳离子交换量测定的。
采用LEDTA与1mol/L的醋酸铵混合液作为交换剂,在适宜的pH条件下(酸性土壤,石灰性土壤,这种交换络合剂可以与二价钙离子、镁离子和三价铁离子、铝离子进行交换,并在瞬间即形成为电离度极小而稳定性较大的络合物,不会破坏土壤胶体,加快了二价以上金属离子的交换速度。同时由于醋酸缓冲剂的存在,对于交换性氢和一价金属离子也能交换完全,形成铵质土,再用95%酒精洗去过剩的铵盐,用蒸馏法测定交换量。对于酸性土壤的交换液,同时可以用作为交换性盐基组成的待测液用。
三、仪器及设备
架盘天平(500g)、定氮装置、开氏瓶(150ml)、电动离心机(转速3000—4000转/分);离心管(100ml);带橡头玻璃棒、电子天平(1/100)。
四、试剂配制
(1)LEDTA与1mol/L醋酸铵混合液:称取化学纯醋酸铵克及克,加水溶解后一起冼入1000ml容量瓶中,再加蒸溜水至900ml左右,以1:1氢氧化铵和稀醋酸调至pH至或,然后再定容到刻度,即用同样方法分别配成两种不同酸度的混合液,备用。其中的混合液用于中性和酸性土壤的提取,的混合液仅适用于石灰性土壤的提取用。
(2)95%酒精。工业用,应无铵离子反应。
(3)2%硼酸溶液:称取20g硼酸,用热蒸馏水(60℃)溶解,冷却后稀释至1000ml,最后用稀盐酸或稀氢氧化钠调节pH至(定氮混合指示剂显酒红色)。
(4)定氮混合指示剂:分别称取克甲基红和克溴甲酚绿指示剂,放于玛瑙研钵中,并用100ml95%酒精研磨溶解。此液应用稀盐酸或氢氧化钠调节pH至。
(5)纳氏试剂(定性检查用):称氢氧化钠134克溶于460ml蒸馏水中;称取碘化钾20克溶于50ml蒸馏水中,加碘化汞使溶液至饱和状态(大约32克左右)。然后将以上两种溶液混合即可。
(6)L盐酸标准溶液:取浓盐酸,用水稀释至1000ml,用硼酸标准溶液标定。
(7)氧化镁(固体):在高温电炉中经500—600℃灼烧半小时,使氧化镁中可能存在的碳酸镁转化为氧化镁,提高其利用率,同时防止蒸馏时大量气泡发生。
(8)液态或固态石蜡
五、操作步骤
称取通过60目筛的风干土样1.××克(精确到,有机质含量少的土样可称2—5克,将其小心放入100ml离心管中。沿管壁加入少量EDTA—醋酸铵混合液,用带橡皮头玻璃棒充分搅拌,使样品与交换剂混合,直到整个样品呈均匀的泥浆状态。再加交换剂使总体积达80ml左右,再搅拌1—2分钟,然后洗净带橡皮头的玻璃棒。
将离心管在粗天平上成对平衡,对称放入离心机中离心3—5分钟,转速3000转/分左右,弃去离心管中的清液。然后将载土的离心管管口向下用自来水冲洗外部,用不含铵离子的95%酒精如前搅拌样品,洗去过剩的铵盐,洗至无铵离子反应为止。
最后用自来水冲洗管外壁后,在管内放入少量自来水,用带橡皮头玻璃棒搅成糊状,并洗入150ml 开氏瓶中,洗入体积控制在80—100ml左右,其中加2ml液状石蜡(或取2克固体石蜡)、1克左右氧化镁。然后在定氮仪进行蒸馏,同时进行空白试验。
六、结果计算
阳离子交换量(cmol/kg土)=M×(V-V0)/样品重
式中:V—滴定待测液所消耗盐酸毫升数。
V0—滴定空白所消耗盐酸毫升数。
M—盐酸的摩尔浓度
样品重—烘干土样质量。