实验二 土壤有机质的测定 一、目的意义 土壤有机质是土壤中各种营养元素特别是氮、磷的重要来源。它还含有刺激植物生长的胡敏酸类等物质。由于它具有胶体特性,能吸附较多的阳离子,因而使土壤具有保肥力和缓冲性。它还能使土壤疏松和形成结构,从而可改善土壤的物理性状。它也是土壤微生物必不可少的碳源和能源。因此,除低洼地土壤外,一般来说,土壤有机质含量的多少,是土壤肥力高低的一个重要指标。 二、方法原理 在外加热的条件下(油浴温度为 180℃,沸腾 5min),用一定浓度的重铬酸钾一硫酸溶液氧化土壤有机质(碳),剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁来滴定,从所消耗的重铬酸钾量,计算有机碳的含量。本方法测得的结果,与干烧法对比,只能氧化 90%的有机碳,因此将测得的有机碳乘以校正系数 1.1,以计算有机碳量。 三、主要仪器 油浴消化装置(包括油浴锅和铁丝笼)、可调温电炉、秒表、自动控温调节器。 四、试剂 1.0.8000mol/L (1/2K 2 Cr 2 0 7 )标准溶液。称取经 130℃烘干的重铬酸钾(分析纯)39.2245g溶于水中,定容于 1000ml 容 量瓶中。 2.浓硫酸(分析纯)。 3. 0.2mol/L FeS0 4 溶液。称取硫酸亚铁(化学纯)56.0g 溶于水中,加浓硫酸 5mL,稀释至 1L。 4.邻啡罗啉指示剂:称取邻啡罗啉(分析纯)1.485g 与硫酸亚铁 0.695g 溶于 lOOmL 水中。 五、操作步骤 称取通过 100 目筛孔的风干土样 0.1~1g(精确到 0.0001g),放人一干燥的硬质试管中,用移液管准确加入 0.8000mol/L(1/2K 2 Cr 2 O 7 )标准溶液 5mL,加入浓硫酸 5mL 充分摇匀,管口盖上弯颈小漏斗,以冷凝蒸出之水汽。 将每笼 8~10 个试管(每笼中均有 1—2 个空白试管)放人自动控温为 185~190℃的油浴锅中下,待试管内液体沸腾发生气泡时开始计时,煮沸 5min,取出试管稍冷后擦净试管外部油液。 冷却后,将试管内容物倾入 250mL 三角瓶中,用水洗净试管内部及小漏斗,使三角瓶内溶液 总体积为 60~70mL,然后加入邻啡罗啉指示剂 2—3 滴,用标准的 0.2mol/L 硫酸亚铁滴定,滴定至颜色由橙黄一蓝绿一砖红色即为终点。记取硫酸亚铁滴定毫升数(V)。 每一批(即上述每铁丝笼或铝块中)样品测定的同时,取 0.500g 粉状二氧化硅或灼烧土代替土样进行 2—3 个空白试验。记取 FeS04 滴定 mL 数(V 0 ),取其平均值。 六、结果计算 土壤有机碳(g/kg)=C×5×(V 0 -V)×0.001×3×1.1×1000/m 式中:C——0.8000mol/L(1/2K 2 Cr 2 O 7 )重铬酸钾标准溶液的浓度; 5——重铬酸钾标准溶液加入的体积(mL); V 0 ——空白滴定用去 Fem4 体积(mL); V——样品滴定用去硫酸亚铁体积(mL); 0. 001——将 mL 换算为 L 3——1/4 碳原子的摩尔质量(g/mol); 1.1——氧化校正系数; m——烘干土样质量(g); 土壤有机质(g/kg)=土壤有机碳(g/kg)×1.724) 七、实验要点 1.含有机质高于 50g/kg 时,称土样 0.1g,含有机质为 20~ 30g/kg 时,称土样 0.3g,少于 20g/kg,称 0.5g 以上。由于称样量少,称样时应用减重法以减少称样误差。 2.土壤中氯化物的存在和长期渍水的土壤可使结果偏高。 3.必须在试管内溶液表面开始沸腾才开始计算时间。掌握沸腾的标准尽量一致,然后继续消煮 5min,消煮时间对分析结果有较大的影响,故应尽量记时准确。 4.消煮好的溶液颜色,一般应是黄色或黄中稍带绿色,如果以绿色为主,则说明重铬酸钾用量不足。在滴定时消耗硫酸亚铁量小于空白用量的 1/3 时,有氧化不完全的可能,应弃去重做。 八、思考题 1.用一定量的氧化剂氧化土壤中的有机碳为什么要在一定温度下进行?温度过高过低 有什么影响? 2.消煮后的溶液如变成绿色,是什么原因?怎么办? 3.计算公式中,1.724 是如何得来的? 4.为什么要做空白试验? 5.滴定过程中溶液颜色由 经 至 为终点,为什么会有这样的变化? 6.长期渍水的土壤样品应如何处理?