硅钼蓝比色法测定植株中的硅

硅钼蓝比色法测定植株中的硅

摘要介绍了用硅钼蓝比色法测定植株中硅元素的完整方法，并结合长期实践对存在的问题和注意事项进行了总结，以为准确测定植株中硅含量提供参考。

Abstract The silicon concentrations in the plants were determined by colorimetric molybdenum blue method，the existing problems and instruction were summarized，in order to provide reference for silicon concentration determination.

Key words colorimetric molybdenum blue method；plant；silicon；determination

硅是地球上含量最丰富的第二大元素，生长在土壤中的植物体内都含有硅元素。近年来，硅对植物的有益作用越来越受到科学家的关注，植物中硅元素含量的测定也成为研究中不可缺少的环节之一[1-3]。目前植物中硅元素的测定一般多采用灵敏度较高、操作简单、快速准确的硅钼蓝比色法，此方法已经被广泛应用。但在硅钼蓝比色法的测定条件、待测液的制备、测定器皿的处理等方面，又常常被忽视。在测定过程中处理方式稍有不当就会造成环境硅的污染，进而影响测定结果的准确性，导致结果失败。笔者对测定过程中可能出现的干扰因素进行了长期的探索，对测定环节的注意事项进行了总结，现介绍如下。

1 试验原理

植株经过强碱消煮后，浸出的硅酸在一定酸度条件下与钼试剂反应生成硅钼酸，用草酸等掩蔽剂去处磷的干扰后，硅钼酸可被硫酸亚铁铵等还原剂还原为硅钼蓝，在一定浓度范围内，蓝色深浅与硅含量成正比，可用比色法进行测定[4-5]。

2 试验试剂

0.1、0.5、4 mol/L NaOH，4 mol/L HCl；0.05、0.3、3 mol/L H2SO4，5%硫酸亚铁铵溶液（5 g（NH4）2SO4FeSO46H2O溶于100 mL 3 mol/L H2SO4）或15 g/L抗坏血酸溶液（1.5 g抗坏血酸溶于100 mL 3 mol/L H2SO4）、5%钼酸铵溶液、5%草酸溶液；2，6-二硝基酚指示剂。

3 试验仪器

721型分光光度计、30 mL镍坩锅、高温电炉、50 mL容量瓶等。

4 试验方法

4.1 植株消煮

取10 mL 4 mol/L的NaOH于镍坩锅中，在电热板中加热蒸干，准确秤取磨细的待测植株风干样品0.05～0.10 g撒在锅中NaOH上，加盖盖好放在普通电路

上加热灰化后，移入高温电炉，在700～720 ℃下熔融10 min，冷却后用重蒸水洗入装有10 mL 4 mol/L HCl的100 mL容量瓶中，定容，即为硅待测液。

4.2 测定

准确吸取1～10 mL（含硅20～120 μg）范围内待测液于50 mL容量瓶中，稀释至15 mL左右，加1滴2，6-二硝基酚指示剂，用0.1 mol/L NaOH和0.05 mol/L H2SO4调至微黄，摇匀，室温下放置15～20 min，然后加入5 mL 0.3 mol/L H2SO4和5 mL 5%钼酸铵溶液，摇匀，室温下放置5～20 min，再依次加入5 mL 5%草酸溶液和5 mL 5%硫酸亚铁铵溶液或15 g/L抗坏血酸溶液，定容，20 min后在721型分光光度计上700 nm光波下比色，同时做空白试验。

4.3 标准硅溶液的配置

用优级纯浓盐酸浸泡10 g纯石英结晶1 h，用水冲洗数次，烘干，在玛瑙研钵中研成细粉，将此细粉移入石英坩埚中烧至红热，维持片刻后冷却，贮于称量瓶中。准确称取经上述处理的石英粉0.534 7 g于铂坩埚，加入碳酸钠4 g搅匀，在920 ℃的电炉中熔融30 min，取出稍冷，融块用热水溶解，洗入500 mL容量瓶中，定容后立即倒入塑料瓶中，即为500 μg/mL硅标准贮备液。吸取此溶液50 mL，定容至500 mL，配置成50 μg/mL硅标准溶液。

4.4 标准曲线绘制

在样品测定的同时，用半微量滴定管分别吸取50 μg/mL的硅标准溶液0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0、2.4 mL于50 mL容量瓶中，再按测定步骤依次加入试剂即得0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0、2.4 μg/mL的硅溶液，以标准溶液浓度为横坐标、吸光值为纵坐标，绘制出0～2.4 μg/mL的硅标准曲线。

4.5 结果计算

植株全量硅含量（mg/kg）=

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5 注意事项

5.1 水和试剂的选择

硅钼蓝比色法非常灵敏，要想获得理想数据，试验中所有试剂必须采用分析纯及以上，试验用水不能用一般的蒸馏水，必须为重蒸水，因为硅钼蓝比色法灵敏度很高，普通蒸馏水会影响试验结果，使结果偏高。5.2 器皿的选择与洗涤

由于玻璃器皿含有硅元素，因此为了防止硅污染，在硅的测定中要尽量使用塑料器皿或对玻璃器皿进行正确处理。玻璃器皿的正确处理是硅钼蓝比色法中获

得准确数据的基础。测定的玻璃器皿最好选择型号一致的硬质玻璃，清洗后在温度为60～70 ℃：浓度为1∶10的盐酸中浸泡，去除附在器皿上的硅酸盐，然后用1∶3的氨水浸泡去除游离硅，最后用自来水和重蒸水反复冲洗后，放入重蒸水中浸泡过夜。

5.3 显色时间的控制

在一定的酸性条件下待测液经硫酸和钼酸铵反应后显色生成硅钼黄，硅钼黄经还原剂作用后变成蓝色的硅钼蓝，硅钼蓝的显色时间长而稳定，优于硅钼黄[6-8]。但硅钼蓝的成败取决于硅钼黄的显色速度及稳定时间，而在相同的酸度条件下，硅钼黄的稳定时间受温度影响很大，因此从加入钼酸铵到加入草酸和还原剂的时间应视温度具体而定，一般随温度的升高，放置时间适当缩短，室温15 ℃以下放置20 min，15～20 ℃放置15～10 min，30 ℃以上时不应超过5 min。若硅钼黄的显色时间控制得不准确，也会引起较大的误差，使测定结果不可用。

5.4 还原剂的选择

硅钼黄经还原剂还原后显色成硅钼蓝，通常用到的还原剂主要是硫酸亚铁铵或抗坏血酸。试验证明在标准曲线绘制时不加入空白试剂，用硫酸亚铁铵做还原剂的标准溶液可以取得较好的相关性，但加入空白试剂时曲线会出现偏差，而用抗坏血酸处理时，无论是否加入空白试剂，曲线的相关性都很好，因此建议用抗坏血酸代替硫酸亚铁铵做还原剂。另外无论采用哪种还原剂，都需随用随配。

5.5 待测液的处理

含硅水溶液会发生不同程度的聚沉反应，从而使试验结果偏低，一般聚沉反应与溶液的硅浓度和温度有关，因此为防止硅聚沉对试验结果的影响，待测硅溶液应尽快测定，实在来不及测定应冷藏放置，对浓度较大的溶液应进行适当的稀释。

5.6 显色计的匹配

为了使被测定的样本有相对一致的比色条件，试验时必须统一显色条件。不同的盐类对硅比色法的影响也应进行考虑，硫酸根与氯根对显色有不同的影响。试验中如果使用硫酸钼酸铵系统，整个试验过程就要防止氯化物的参与，提取时加入的电介质为硫酸；如果要排除硫酸根的影响，在整个试验中就要防止硫酸根的参与，可采取盐酸钼酸铵系统比色，提取和制备过程中都必须用氯化物和盐酸。

5.7 测定体积的确定

测定时吸取的待测液的体积根据待测液的浓度而定，要求含硅量在20～120 μg，即定容后比色的的浓度在标准曲线的区间范围内，为了确定吸取体积，实验前应做预备试验，估算待测液浓度[9-11]。另外，为了防止显色体积差异造成的浓度差异和显色差异，应尽量使标准溶液和待测液的体积在显色时控制在相同范