土壤酸碱度使土壤的重要化学性质,它直接影响土壤养分的存在状态、转化和有效性,从而影响土壤肥力状况和作物生长发育。土壤酸碱性与很多项目的分析方法和分析结果有密切关系,因此,测定土壤pH具有十分重要的意义。
通过实验明确测定土壤酸性的意义和原理,初步掌握测定方法。
二、实验原理
用水浸液或盐浸液提取土壤洪水溶性或待换性氢离子,再用指示电极(玻璃电极)和另一参比电极(甘汞电极)测定该浸出液的电位差。由于参比电极的电位是固定,因而电位差的大小取决于试液中的氢离子活度。在酸度剂上可直接读出pH.
三、实验仪器与试剂
1.仪器 酸度计、烧杯(50ml)、量筒(25ml)、天平(感量0.1g)、洗瓶、磁力搅拌器等。 2.试剂配制
(1)pH4.01标准缓冲液 称取经105℃烘干2~3h苯二甲酸氢钾(分析纯)10.21g,用蒸馏水溶解后定容至1000ml,即为pH4.01,浓度0.05mol/L的苯二甲酸氢钾溶液。
(2)pH6.87标准缓冲液 称取经120℃烘干的磷酸二氢钾(分析纯)3.39g和无水磷酸氢二钠(分析纯)3.53g,用蒸馏水溶解后,定容至1000ml。
(3)pH9.18标准缓冲液 称3.80g硼砂(分析纯)溶于无二氧化碳的蒸馏水中,定容至1000ml,此溶液的pH容易变化,应注意保存。
(4)1mol/L氯化钾溶液 称取化学纯氯化钾74.6g,溶于400ml蒸馏水中,用10%氢氧化钾和盐酸调节pH至6.0左右,定容至1000ml。
四、实验步骤
1.土壤水浸提液pH测定 称取通过1mm筛孔的风干土样5.0g于50ml烧杯中,用量筒加入无二氧化碳蒸馏水25ml,在磁力搅拌器(或玻璃棒)剧烈搅拌1~2min,使土体充分分散。放置0.5h,待测。
仪器校正:把电极插入与土壤浸提液pH接近的缓冲液中,使标准溶液的pH值与仪器标度上的pH值一致。然后移出电极,用水冲洗、滤纸吸干后插入另一标准缓冲溶液中,检查仪器的读数。最后移出电极,用水冲洗、滤纸吸干后待用。
测定:把电极小心插入待测液中,并轻轻摇动,使溶液与电极密切接触,待读数稳定后,记录待测液的pH值。每个样品测完后,立即用水冲洗电极,并用滤纸将水吸干再测定下一个样品。每测定5~6个样品后用pH标准缓冲溶液重新校正仪器。
2.土壤的氯化钾盐渍提掖pH的测定 对于酸性土,当水浸提液的pH低于7时,用浸提液测
定才有意义。测定方法除1mol/L氯化钾溶液代替无二氧化碳蒸馏水外,其余操作步骤与水浸提液相同。
实验七 土壤碱解氮含量的测定
一、实验目的
通过实验,了解其测定原理,掌握其测定方法和基本操作技能,并能比较准确地测定出土壤碱解氮的含量。
二、实验原理
扩散皿中,用1.2mol/LNaOH(水田)或1.8mol/LNaOH(旱土)处理土样,使易水解态氮(潜在有效氮)碱解转化为NH3,NH3扩散后为H2BO3所吸收,再用标准酸溶液滴定,计算出土壤中碱解氮的含量。
水田土壤中硝态氮极少,不需加硫酸亚铁粉,用1.2mol/LNaOH碱解即可。但测定旱地土壤中碱解氮含量时,必须加硫酸亚铁,使硝态氮还原为铵态氮。同时,由于硫酸亚铁本身能中和部分NaOH,因此不需用1.8mol/LNaOH。
三、实验仪器与试剂
1. 主要仪器
扩散皿、半微量滴定管、恒温箱、毛玻璃、橡皮筋、吸管、分析天平(感量0.001g)。 2.试剂配制
(1) 2%硼酸溶液 称取硼酸20g,用约60℃的蒸馏水溶解,冷却后定容至1000ml,最后用稀盐酸或氢氧化钠调节pH至4.5(滴加定氮混合指示剂显淡红色)。
(2)定氮混合指示剂 分别称取0.1g甲基红和0.5g溴甲酚绿指示剂,放入玛瑙研缸中,并加95%酒精100ml研磨溶解,然后用稀盐酸或稀氢氧化钠调节pH至4.5。 (3)1.2mol/NaOH 称取化学纯NaOH48.0g溶于蒸馏水中,定容至1L。 (4)1.8mol/NaOH 称取化学纯NaOH72.0g溶于蒸馏水中,定容至1L。
(5)硫酸亚铁粉 将FeSO4.7H2O(三级)磨成粉状,装入密闭瓶中,置于阴凉处。 (6).特质胶水 阿拉伯胶水溶液(称取10g粉状阿拉伯胶,溶于15ml蒸馏水中)10份,甘油10份,饱和碳酸钾5份,混合即成
(7).0.01mol/L盐酸标准溶液 取密度为1.19kg/L的浓盐酸8.5~9ml,加水至1000ml,再用蒸馏水稀释10倍,用标注碱或硼砂标定其浓度。
四、实验步骤
(1)称取通过0.25mm筛孔的风干土样2g,硫酸亚铁粉1g混合均匀,置于洁净干燥的扩散皿外室,轻轻旋转扩散皿,使风干土样均匀铺平(水稻土样品不加入硫酸亚铁)。 (2)在扩散皿内室加入2%硼酸溶液2ml,并滴加定氮混合指示剂1滴(溶液显微红色)。 (3)在扩散皿外沿涂上特质胶水,盖上毛玻璃,旋转几次,使周边与毛玻璃完全黏合密闭。 (4)慢慢推开玻璃一边,使扩散皿外室露出一条狭缝,迅速加入10ml1.2mol/NaOH(水田)或1.8mol/NaOH(旱土)溶液,立即盖上毛玻璃,水平轻轻旋转扩散皿,使碱液与土壤充分混匀。
(5)用橡皮筋固定毛玻璃,随后放入40℃恒温箱中,碱液扩散24h后取出(可以观察到内室溶液为蓝色)。
(6)以0.01mol/L标准盐酸溶液滴定扩散皿内室溶液,溶液由蓝变为微红时即为终点。记下标准盐酸溶液消耗的体积,在样品测定同时作空白试验。
五、数据处理
(v-v0)?c?143土壤碱解氮(mg/kg)= ?10
W式中 V0——空白试验消耗的盐酸的体积(ml);
V——样液消耗的盐酸的体积(ml);
14——1mol氮的克数;
10——换算成1kg样品中丹的毫克数;
W——烘干样品重,可以用风干样品重乘以水分系数。
3
六、注意事项
(1)扩散皿内室加2%硼酸,并滴加1滴定氮混合指示剂后,溶液必须显微红色,否则需重做。
(2)特质胶水碱性很强,在涂胶水和洗涤扩散皿时,必须特别小心,谨防污染内室造,成错误。
(3)滴定时要用干净玻璃棒小心搅动吸收液,切不可摇动扩散皿。 (4)扩散皿外室加入碱液后,操作必须小心,谨防碱液溅入内室。
实验九 土壤速效磷含量的测定
一、实验目的
土壤速效磷也称土壤有效磷,包括水溶性磷和弱酸溶性磷,其含量是判断土壤供磷能力的一项重要指标。测定土壤速效磷的含量,可为合理分配和施用磷肥提供理论依据。实验要求了解测定土壤速效磷的基本原理,掌握其测定方法。
二、实验原理
石灰性、中性土壤中的速效磷,多以磷酸一钙和磷酸二钙状态存在,可用0.5mol·L-1碳酸氢钠提取到溶液中;由于碳酸根的存在抑制了土壤中的碳酸钙的溶解,降低了溶液中Ca浓度,相应的提高了磷酸钙的溶解度。由于浸提剂的pH较高(pH为8.5),抑制了Fe
3+
3-2+
3+2-
和Al的活性,有利于磷酸铁和磷酸铝的提取。此外,溶液中存在着OH-、HCO、CO3
等阴离子,也有利于吸附态磷的置换。用NaHCO3作浸提剂提取的有效磷与作物吸收磷有良好的相关性,其适应范围也广泛。
浸出液中的磷,在一定的酸度下,用硫酸钼锑抗还原显色成磷钼蓝,蓝色的深浅在一定浓度范围内与磷的含量成正比,因此,可以用比色法测定其含量。
三、实验仪器与试剂
1.主要仪器
震荡机、分光光度计、天平(感量0.01g)、三角瓶(250ml)、容量瓶(50ml)、漏斗、无磷滤纸、移液管(10ml)。
2.试剂配制
(1).0.5mol/L的NaHCO3 (pH8.5)浸提液 称取化学纯NaHCO342.0g溶于800ml蒸馏水中,以4mol/L NaOH溶液调节pH至8.5(用pH计测定),定容至1000ml,保存在试剂瓶中。如果贮存期超过1个月,使用时应重新调整pH。
(2).无磷活性炭 将会活性炭先用1:1(V/V)的盐酸浸泡过夜,在布氏漏斗上抽滤,用蒸馏水冲洗多次至无Cl-为止,在用0.5mol/L NaHCO3溶液浸泡过夜,在布氏漏斗上抽滤,用蒸馏水洗尽NaHCO3,检查至无磷为止,烘干备用。
(3).7.5mol/L硫酸钼锑抗贮存液 取蒸馏水约100mL,放入1L烧杯中,将烧杯浸在冷水内,后缓缓注入分析纯浓硫酸208.3mL,并不断搅拌,冷却至室温。另称取分析纯钼酸铵20g,溶于60℃的200mL蒸馏水中,冷却。然后将硫酸溶液徐徐倒入钼酸铵溶液中,不断搅拌,再加入100mL0.5% 酒石酸锑钾溶液,用蒸馏水稀释至1L,摇匀,贮于试剂瓶中。
(4).钼锑抗混合显色剂 称取1.50g抗坏血酸(左旋,旋光度+21°~+22°,分析纯)溶于100ml钼锑抗贮存液中,混匀。此试剂有效期为24h,宜用前配制,随配随用。
(5).磷标准液 准确称取在105℃烘箱中烘干2h的分析纯KH2PO40.2195g,溶于400ml蒸馏水中。加浓硫酸5ml,转入1000ml容量瓶中,加蒸馏水定容至刻度,摇匀,此溶液为50mg/L磷标准液,此溶液不易久贮。
6.磷标准曲线绘制 分别吸取50mg/L磷标准液0、1、2、3、4、5(ml)于50ml容量瓶中,各加入0.5mol/L的NaHCO3浸提液1ml和钼锑抗显色剂5ml,除尽气泡后定容,充分摇匀,即为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mg·L-1的磷的系列标准液。静置30min后与待测液同时进行比色,读取吸光度值。以溶液浓度作横坐标,以吸光度值作纵坐标(在方格坐标纸
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