3.1重铬酸钾标准溶液(1/6K2Cr2O7为0.8mol/L):称取39.2245g烘干的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶解于水中,加热溶解,冷却后用蒸馏水定容至1L。重铬酸钾必须称取准确,后边要用它来标定硫酸亚铁的浓度。
3.2邻菲罗啉指示剂:称取1.485g邻菲罗啉(C12H8N2·H2O)及0.695g硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)溶于100mL水中,贮于棕色瓶中。
3.3硫酸亚铁溶液(0.2mol/L):称取56.0g硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)溶于水中,加15mL浓硫酸,用蒸馏水定容至1L。由于硫酸亚铁在空气中并不稳定,因此每次使用前都需用重铬酸钾溶液进行标定。方法是移取5mL重铬酸钾溶液和5 ml浓硫酸加于三角瓶中,滴入3滴邻菲罗啉指示剂,用硫酸亚铁溶液滴定,直至溶液变成棕红色。记录硫酸亚铁的用量,根据反应式计算其浓度。(初中化学-_-;) 3.4浓硫酸(H2SO4):1.84g/cm3 3.步骤
3.1称取通过0.149mm孔径筛的风干土样0.5000g放入硬质试管中,用移液管或移液枪依次加入5mL重铬酸钾标准溶液和5mL浓硫酸,轻轻摇匀。注意,一定要摇匀,让土粒和试剂充分混合,否则消煮不完全。
3.2将油浴锅加热至185~190℃,待温度稳定下来后,将试管插入带网孔铁丝笼中,管口放一小漏斗(用以冷凝蒸出的水汽,减少蒸发),放入油浴锅中。漏斗可重复使用,用蒸馏水冲洗干净后稍晾一会即可,一般一批样品只有4~6个,再加1~2个空白和重复,一共8根试管,置于铁丝笼的中部。
3.3把铁丝笼上下摇动或转动几次,使温度均匀,此时温度下降至170~180℃,从试管内液体开始翻动起计算,沸腾5min。消煮完成后立即把铁丝笼提起,稍停,使油沿管壁留下,然后放在托盘上。可以在托盘内铺上报纸,当试管从油浴锅中取出之后,放在托盘之上,以免蜡油溅在别处,不易去除。将试管取下,用纸擦去表面油质,消煮好的溶液颜色是黄橙色或带绿色,若是以绿色为主,说明重铬酸钾用量不足,应调整土样质量后重做。 3.4用蒸馏水将试管中的消煮液洗入250毫升的三角瓶中,洗液体积保持60—70毫升,冷却,加邻菲罗啉指示剂3滴,将0.2mol/L的 FeSO4溶液加入酸式滴定管中进行滴定,颜色由桔黄-草绿-深绿-棕红色即为终点。记录FeSO4用量。
3.5每批样品测定的同时,作空白标定,即用纯石英砂或灼烧过的土壤代替土样,记录FeSO4用量。 4.计算
土壤有机碳%=(Vo–V)×c×0.003×1.08×100/m 有机质%=有机碳%×1.724
Vo:空白标定时所消耗FeSO4标准液的体积(ml); V:土壤标定时所消耗FeSO4标准液的体积(ml); c:硫酸亚铁标准溶液的浓度(mol/LFeSO4);
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0.003:1/4C的摩尔质量(kg/mol); 1.724:由有机C换算为有机质的因数; 1.08:氧化校正系数; m:风干土样质量(g)。
1.4全N——半微量开氏法
1.原理
土壤中的含氮化合物,利用浓硫酸和催化剂,在高温条件下转变为NH4+进入溶液。随后加入NaOH使其转变为NH3逸出,经蒸馏用硼酸液吸收,再用酸标准溶液滴定,由其消耗量计算出氨量。
土壤全N测定其实是最省心的实验,不过要冒一定的风险。学院有全套开氏定氮仪,包括消煮、蒸馏和滴定。虽然滴定用的电极坏了换,换了坏,现在已经全部变成手动滴定了,但还是相对convenient。自动消煮的时间很长,可以去配制试剂;蒸馏的时间也有4min左右,足以把之前的消煮管洗刷干净了。所以这个实验做起来相当经济,一点都不费时间。建议一天一批,一批16个样品+2个重复+2个空白。当然如果人多,配合好,一天做两批也不成问题。但是实验所涉及到的试剂却不是那么好说话的,而且消煮管也需要特别注意,很容易损坏,还有传说中的吸收池。估计后面的同学是看不到了,因为已经被我失手毁了,泪奔~~对了,实验开始之前必须先向王晓岚老师申请,王老师会就具体仪器的操作进行详细地讲解。 2.主要仪器
消煮管、消煮炉、定氮仪、酸式滴定管、三角瓶 3.试剂
3.1混合催化剂:硫酸钾(K2SO4)、硫酸铜(CuSO4)、硒(Se)按照100:10:1的比例混合,在研钵中研细后,混合。硫酸铜最难磨,建议先处理它,然后加入硫酸钾,继续研磨,最后加入硒粉,搅拌混合就可以,注意,硒粉有毒,要做好防护措施。混匀后放入试剂瓶中保存。大概估算好用量,现在的专用研钵最多只能磨300g左右,而且难度很大,极容易溢出,最好将每次研磨量控制在200g左右。 3.2浓硫酸(H2SO4,1.84g/cm3)
3.3氢氧化钠溶液(10mol/L):称取1600.0g氢氧化钠(NaOH)溶于水中,用蒸馏水定容至约4L,直接用烧杯定容即可。氢氧化钠遇水放热,而且气味也很呛人。配制时最好有全套装备,并用盆装好自来水放置在通风橱中。在5L的大烧杯内倒入3L左右的蒸馏水,置于盆中,一边用玻璃棒搅拌,一边加入氢氧化钠。由于用量较大,常采用的方法是药品连盒称重,倒完后再称盒重,记录倒入的氢氧化钠的量。一定要计算清楚,因为一瓶药品的质量并不等于瓶上标注的量。1600g氢氧化钠大概是3瓶+1/2瓶,最后半瓶要准确称取。
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由于浓度大,溶解所需的时间较长,请耐心等待。冷却后倒入对应的塑料桶中。 3.4硼酸溶液(约2.3%):称取70.0g硼酸(H3BO3)溶于水中,用蒸馏水定容至约3L,可直接用烧杯定容,因为其浓度并不参与计算。硼酸溶解较快,不用加热促溶,之前有同学认为加热促溶会导致实验结果不准,我没有进行过对比,但建议还是常温溶解为宜。配制完成后倒入相应的塑料桶中。
3.5定氮混合指示剂:称取0.5g溴甲酚绿和0.1g甲基红于研钵中,加入少量95%乙醇,研磨至指示剂全部溶解后,加95%乙醇至100ml。
3.6盐酸标准溶液(0.01mol/L):吸取0.85mL浓盐酸,用蒸馏水定容至1L。如果土壤含N量较高,则适当提高盐酸标准溶液的浓度。但都需用碳酸钠(Na2CO3)溶液或四硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)溶液标定,即吸取10mL碳酸钠标准溶液于三角瓶中,滴入两滴定氮混合指示剂,用盐酸标准溶液滴定至溶液由绿色变为暗红色,即为终点,由此计算盐酸浓度。 4.步骤
4.1称取1.0000g通过0.149mm孔径的风干土样,小心地送入开氏管底部,同时做2个空白和2个重复。加入2.0g混合催化剂和8mL浓硫酸,摇匀后将其置于消煮用的架子上,然后挂在温控消煮炉上。将上部的漏斗对应扣在开氏管上,然后轻按下移键,消煮架会随之向下移动。注意调整架子的位置,保证开氏管与底部吻合,不然极容易造成破碎。有师兄因为这个毁了两个开氏管,一个$25。
4.2设定温度为200℃1小时,而后375℃2.5小时。打开通风橱和排水管,开启程序。消煮完成后,开氏管会自动上移。待其冷却后取下,关闭仪器。
4.3在试样蒸馏之前,先检查定氮仪,执行0程序,空蒸2~3次清洗管道。待消煮液冷却后,将开氏管置于定氮仪上,吸收池(现在是烧杯)置于定氮仪冷凝器承接管下,向池内注入适量硼酸,使液面没过冷凝管末端,执行1程序。
4.4程序执行完成之后,取下吸收池,加入两滴定氮混合指示剂,用盐酸标准溶液进行滴定,颜色由蓝绿色刚转变为紫红色即达到终点。与此同时进行空白消煮液的蒸馏和滴定,以校正试剂等误差。然后取下开氏管,注意带两层手套,因为蒸馏放热,而且管内的液体容易溢出。用蒸馏水清洗仪器后换上下一个样品。
4.5全部试验做完之后,再空蒸一次清洗管道。将开氏管洗干净后置于定氮仪中,关闭定氮仪,用蒸馏水冲洗仪器内部。并整理清洗外部残余的各种溶液。由于高浓度的氢氧化钠极易结晶呈白色,很容易被看出来,然后被骂,所以……好自为之吧~ 5.计算
全氮(N),mg·kg-1=[c·(V-V0)×14]/m
V:滴定待测液消耗酸标准溶液体积,ml; V0:滴定空白消耗酸标准溶液体积,ml; C:酸标准溶液浓度,mol·L-1;
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m:风干试样质量,g;
1.5碱解N——扩散法
1.原理
在一定浓度的碱溶液和一定的温度条件下,易水解态氮和硝态氮水解转化为氨,并不说实话,两年的碱解N实验都不是我一个人独立完成的,主要倚仗实验专家——赵玉断扩散逸出,被硼酸吸收。用标准酸滴定被硼酸溶液吸收的氨,由此计算碱解氮的含量。 明师兄。从碱性胶液的配置,到毛玻璃片的固定,再到滴定,我基本上只能算是个打下手的。和全N测定很像,做好准备工作,爱干嘛干嘛去,然后取出,滴定。基本上,如果计划合理的话,中间可以做另一项指标的测定了。 2.主要仪器
扩散皿+毛玻璃片、橡皮筋、半微量滴定管、烘箱 3.试剂
3.1氢氧化钠溶液(1.8mol/L):称取72.0g氢氧化钠(NaOH)溶解于水,用蒸馏水稀释至1L。
3.2硫酸亚铁还原剂:根据所需用量(大概1个样1g),称取并磨细硫酸亚铁(FeSO4·7H2O),使其通过0.25mm孔径筛,贮于玻璃瓶中,说是说要过0.25mm筛啦,其实磨得差不多就行了,主要是为了和土壤充分接触,促进反应。
3.3碱性胶液:称取40g阿拉伯胶放入装有50mL水的烧杯中,搅拌促溶。再加入20mL甘油和20mL饱和碳酸钾水溶液,搅匀。一般于碱解氮测定前配制。其实各种药品的比例并不是严格固定不变的。根据赵师兄的经验,重要的是在配制过程中快速充分搅拌,别让胶液中出现阿拉伯胶的硬核,而甘油和碳酸钾则可以根据自己的需要适当调整,多加入甘油则胶液较稀,下次实验仍可使用,但当次使用的效果不好。
3.4定氮混合指示剂:称取0.5g溴甲酚绿和0.1g甲基红于研钵中,加入少量95%乙醇,研磨至指示剂全部溶解后,加95%乙醇至100mL。
3.5硼酸溶液(20g/L):称取硼酸(H3BO3)20.00g溶于水中,稀释至1L。
3.6盐酸标准溶液(0.1mol/L):吸取9mL浓盐酸,用蒸馏水定容至1L。滴定前用0.1mol/L的碳酸钠或四硼酸钠标准溶液标定,即吸取10mL碳酸钠标准溶液于三角瓶中,滴入两滴定氮混合指示剂,用盐酸标准溶液滴定至溶液由蓝色变为紫红色,即为终点,由此计算盐酸浓度。怎么配这两种标液?自己算去~ 4.步骤
4.1检查扩散皿是否有明显的缺口或凹痕,如果有,该扔的就扔,不要舍不得哦~然后称取过0.25mm孔径筛的风干土样2.000g和1.0g硫酸亚铁还原剂,均匀平铺于扩散皿的外室内,或者轻轻地在桌面上晃动,让其分布均匀。同时根据具体情况作空白和重复,一般至少各
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