土壤化学分析实验

土壤有机质的测定 方法原理:

在外加热的条件下(油浴温度为180℃，沸腾5分钟)，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滴定，从所消耗的重铬酸钾量，计算有机质(碳)的含量。反应式如下：

2K 2Cr 207+8H 2S04+3C→2K 2SO 4+2Cr 2(S04)3+3C02+8H 20

K 2Cr 207+6FeS04+7H 2S04→K 2S04+Cr 2(S04)3+3Fe 2(S04)3+7H 20 测定步骤:

准确称取通过100目筛的风干土样0.1000一1.000g ，放入一干燥的硬质试器中，用滴定管准确加入0.4mol ／L 1／6 K 2Cr 207硫酸溶液10ml(在加入3ml 时摇动试管，使土壤分散)，在试管口加一小漏斗，以冷凝蒸出之水汽。

将8—10个试管放入铁丝笼中(每笼中应均有1—2个空白试管)，当石腊油浴锅中的温度升为185～190℃时，将铁丝笼放入，要求放入后油浴锅的温度下降至170—180℃左右，以后必须控制电炉，使油浴锅内温度始终维持在170～180℃。待试管内液体沸腾发生气泡时开始计时，煮沸5分钟立即取出试管，稍冷，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在60一70ml ，保持混合液中1／2 H 2SO 4浓度为2—3 mol ／L ，然后加2一羧基代二苯胺指示剂12—15滴，此时溶液呈棕红色，用标准的O.2mol ／L 硫酸亚铁溶液滴定。滴定过程中不断摇动，直至溶液的颜色由棕红色经紫色变为暗绿(灰蓝绿色)色即为滴定终点。如用邻啡罗啉指示剂，则加指示剂2—3滴，溶液的变色过程是由橙黄经蓝绿变为砖红色为终点。 每一批(即每一铁丝笼)样品测定的同时，进行二个空白实验，即用灼烧过的土壤代替土样，其他试剂和操作完全相同。 注意事项: 1．称量与有机质含量有关，含有机质高于5％者，称土样0.1g ；含有机质为2％一3％者，称土样0.3g ，少于2％者，称O.5g 以上。由于称样量减少，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可使结果偏高，因为氯化物也能被重铬酸钾氧化，因此盐土中有机质的测定必须防止氯化物的干扰，少量氯可加少量Ag 2SO 4。使氯根沉淀下来(形成AgCl)。Ag 2SO 4的加入不仅能使氯化物沉淀，而且有促进有机质分解的作用。据研究，当使用Ag 2SO 4时，校正系数为1.04，不使用Ag 2SO 4时校正系数为1.1。Ag 2SO 4的用量不能太多，约加0.1g 左右，否则生成Ag 2Cr 2O 7沉淀，影响滴定。

3．长期淹水的样品应让其风干10天以上，以促进其中的还原性物质氧化，否则使测定结果偏高。

土壤全氮的测定

土壤中的含氮有机化合物，在催化剂的作用下，用浓硫酸消煮分解，使其中所含的氮转化为氨，与硫酸结合生成硫酸铵，然后加碱蒸馏，使氨吸收在硼酸溶液中，用标准酸滴定之。 浓硫酸的水解和氧化作用：

蛋白质+

??→?H 水解

各种氨基酸 NH 2CH 2C00H+3H 2SO 4→NH 3+2C02+3S02+4H 20

2H 2SO 4+C ??→

?高温

H 2SO 4+ S02+ C02 2NH 3+ H 2SO 4→(NH 4)2S04

CuSO 4的催化作用：

4CuS04+3C+2H 2SO 4?→??

2CuS04+S02+3C02+2H 20

CuS04+2H 2SO 4 →2CuS04+2H 20+S02↑

(褐红色) (蓝绿色)

蒸馏过程中反应：

(NH 4)2S04+2NaOH →Na 2SO 4+2NH 3+2H 20

NH 3+H 20→NH 4OH

NH 40H+H 3B03→NH 4·H 2BO 3+H 20

滴定过程中反应：

2NH 4·H 2BO 3+ H 2SO 4→(NH 4)2S04+ H 3B03

操作步骤:

称样加催化剂,消煮,冷却保存,蒸馏,滴定 蒸馏:空蒸,转移,加硼酸,加碱,蒸馏,检查,结束 连接好普通蒸汽蒸馏装置空蒸5—15分钟，以排除装置内部吸附的

氨。停电后将消化好的样品转移入蒸馏装置的大开氏瓶中，洗净消

化瓶(管)，使蒸馏开氏瓶中的体积在60—80ml 范周内。另取干净的250ml 三角瓶，加2％H 3B03溶液25ml ，定氮指示剂5滴，放于冷凝管下端，管口浸入液面O.5cm 。用量筒取20ml 10mol/L NaOH 通过加碱小漏斗加入，夹好皮管口，打开循环水，通入蒸汽开始蒸馏(蒸馏开始液体应为深蓝色，加热后变为褐色，如无此变化说明加碱不够)。 加碱后，蒸馏时间不长，三角瓶中液体颜色由紫红色变为蓝绿色，再蒸20分钟后，让管口离开液面，用纳氏试剂检查无氨蒸出后，移开三角瓶，停止蒸馏。 注意事项

1.称量与土样含氮量有关，含氮量<0.2％，应称土样1g ；含氮量0.2％一0.4％，称O.5—1.Og ；含氮量>0.4％，称0.5g 。

2.蒸汽发生器中有沉淀产生时，加热易发生跳动，可加一些玻璃珠使其稳定。

3.土壤中NO 3--N 通常小于全氮量的1％，可不必还原，只有含量高时才进行处理。

4.接受三角瓶中的液体温度应<40℃，否则冷凝效果不好，使结果偏低。

5.为防止蒸汽发生器中NH 4+影响测定结果，可加少量的H 2SO 4进行固定。

土壤有效氮的测定 方法原理:

在密封的扩散皿中，直接加碱于土壤中，于恒温条件下，在一定时间内土壤中部分有机物被碱水解，释放出氨，连同土壤中的铵态氮在碱性条件下转化为氨气，并不断扩散逸出，被硼酸溶液吸收，用标准酸滴定硼酸吸收液中的NH 3后，可计算出土壤中水解氮的含量。反应式如下：

NH 3+H 3B03→H 3B03·NH 4

2H 3B03·NH 4＋H 2S0４→(NH 4)2S04+2H 3B03

操作步骤

称取<1mm 风干土样2.00g ，均匀铺在扩散皿(图1—2)外室中，水平地轻轻转动扩散皿，使样品铺平。

在扩散皿内室中加入2ml 2％硼酸溶液，并加一滴混合指示剂，然后在皿的外室边缘上涂上碱性甘油，盖上毛玻璃盖并旋转，使之密合，再慢慢转动毛玻璃盖使外室的一边在毛玻璃盖小缺口处露出。用移液管由小缺口处向外室加入lOml 1.Omol/L NaOH 溶液，立即盖严。小心地水平转动扩散皿，使溶液与土壤充分混匀，用橡皮筋扎好，放入40℃温箱中，恒温24士0.5小时后取出，再以0.Olmol/L 1/2 H 2SO 4标准溶液滴定内室硼酸溶液中所吸收的氨，溶液颜色由兰绿变为微红色为终点。

在样品测定的同时进行空白试验，除不加土样外，其他操作皆与测定土样时相同。 注意事项

1．测定过程中要注意水平操作。

2．滴定时要用小玻璃棒小心搅动吸收液，切不可摇动扩散皿。 3．由于碱性甘油的碱性很强，在涂碱性甘油和洗涤扩散皿时，必须特别细心，谨防污染内室，造成误差或错误。 4．如果要将土壤中NO 3--N 包括在内，测定时需加FeSO 4·7H 2O

粉，并以Ag z S04为催化剂，使NO 3--N 还原为NH 3。而FeS04本身要消耗部分NaOH ，所以测定时所用NaOH 溶液的浓度须提高。例如，2g 风干土加1.07mol/L NaOH 10ml 、O.2g FeS04·7H 2O 粉和O.1 ml 饱和Ag z S04溶液进行碱解还原。 土壤全磷的测定 方法原理:

用高氯酸分解土样，因为它既是一种强酸，又是一种氧化剂，能氧化有机质，分解矿物质，而且高氯酸的脱水作用很强，有助于胶状硅的脱水，并能与Fe 3+络合，在磷的显色中抑制了硅和铁的干扰。硫酸的存在可提高消化液的温度，同时防止消化液蒸干。溶液中的磷在钼酸铵和酒石酸氧锑钾的作用下形成磷锑钼三元杂多酸被抗坏血酸还原为磷钼蓝，可用比色法进行测定。 操作步骤

1．样品的分解：准确称取通过100目筛的风干土样0.5xxx 一1.0xxxg ，置于50ml 开氏瓶(或50ml 消化管)中，以少量水湿润后，加浓H 2SO 48ml ，摇匀，再加70％－72％HClO 4 1滴，摇匀，瓶口上加一小漏斗，置于电炉上加热消煮，至开氏瓶内溶液转为无色，

继续消煮20分钟，全部消煮时间约为30—40分钟。在样品分解的同时做一个空白试验，即所用试剂同上，但不加土样，同样的方法消煮得空白消煮液。

2.待测液的制备：冷却后的消煮液移入100ml容量瓶中（容量瓶中事先盛水30—40ml），用水冲洗开氏瓶，用水应根据少量多次的原则。轻轻摇动容量瓶，待完全冷却后，加水定容。静置过夜，次日小心地吸取上层澄清液进行磷的测定；或者用干的蓝带滤纸过滤，将滤液接受收在100ml干燥的三角瓶中。

3．显色和比色：吸取澄清液或滤液5ml(对含P2O5在0．1％以下的样品可吸取10ml，以含磷量在20-30μg为最好)注入50ml 容量瓶中，用水冲稀至30ml，加二硝基酚指示剂2滴，滴加4mol/L NaOH溶液直至溶液转变为黄色，再加2mol/L 1/2H2SO4溶液1滴，使溶液的黄色刚刚褪去(这里不用NH40H调节酸度，因消煮液酸浓度较大，需用较多的碱去中和，而NH40H浓度如果超过1％，就会使钼蓝色迅速消褪)。然后加钼锑抗试剂5ml，再加水定容至50ml，摇匀。30分钟后，用880nm或700nm波长的光进行比色，以空白液的透光率为100(或光密度为O)，读出测定液的透光度或吸收值。

4.标准曲线的绘制：吸取5mg/L的P标准溶液0、1、2、4、6、8、10ml，分别放入到50ml容量瓶中，加水至约30ml，再加空白试验定容后的消煮液5ml，调节溶液pH为3，然后加钼锑抗试剂5ml，最后用水定容至50ml，30分钟后进行比色，各瓶比色的P 浓度分别为O，0.1、O.2、O.4、O.6、O.8、1.0mg/L，比色后以光密度为纵坐标，以磷的浓度为横坐标，在方格纸上绘制标准曲线。注意事项

1．最后显色溶液中含磷量在20一30μg为最好，可通过称样重和最后显色时吸取待测液的毫升数进行控制。

2．目前国产滤纸中标有蓝色带的不含磷，如果没有这种滤纸，可以自行制备，方法是：取9cm或7cm的定性滤纸200张置于大烧杯中，加1:2 HCl 300ml，浸泡3小时，取出后分2份，分别用蒸馏水漂洗3—5次，再用1:2 HCl 300ml浸泡3小时，然后叠放在平瓷漏斗上，用蒸馏水冲洗至中性，取出晾干后备用。

3．本法钼蓝显色液比色时用880nm波长比700nm更灵敏，一般分光光度计为72型只能选700nm波长。

4．样品在批量测定中，加入浓H2SO4后放置数小时，甚至过夜，可缩短消化时间。

土壤速效磷的测定

方法原理

石灰性土壤、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碳酸氢钠溶液提取到溶液中；酸性土壤中的活性磷多以磷酸铁和磷酸铝状态存在，0.5mol／L碳酸氧钠溶液同时也能提取磷酸铁和磷酸铝表面的磷，故也可用于酸性土壤速效磷的提取。待测液中的磷酸与钼锑抗混合显色剂作用，在一定酸度和三价锑离子存在下，磷酸和钼酸铵形成黄色锑磷钼混合杂多酸，其组成比为P:Sb:Mo＝1:2:12。锑磷钼混合杂多酸在常温(20℃一60℃)下，易为抗坏血酸还原为磷钼蓝，使显色速度加快。溶液中磷钼蓝的蓝色深度与磷的含量在一定浓度范围内服从比尔定律。比色时酸度范围宽(0.55—O.75mol／L)，测定磷的范围为O.06一O.44mg／L。

操作步骤:

1.土壤浸提：用百分之一天平称取过lmm筛孔的风干土5g，置于250ml塑料浸提瓶中，准确加入O.5mol／L碳酸氧钠溶液100ml，再加入一勺无磷活性炭(如土壤有机质含量少时可不加)，加盖后在振荡机上振荡30分钟，然后用于燥无磷滤纸过滤，滤液承接于100ml干燥的三角瓶中，假若过滤液不清，可将滤液倒回漏斗中，重新过滤。

2.待测液中磷的测定：吸取滤液10ml于50ml容量瓶中(磷的含量高时，吸取 2.5—5ml，同时应补加0.5mol／L碳酸氢钠溶液至10ml)，然后沿容量瓶壁慢慢加入硫酸钼锑抗混合显色剂5ml，充分摇匀，排出二氧化碳后，加蒸馏水至刻度，再充分摇匀(最后的酸浓度为0.65mol/L 1/2H2SO4)。放置30分钟后在分光光度计上以波长660nm光和lcm光经比色杯进行比色测定。颜色稳定时间为24小时。比色测定必须同时做空白试验(即用0.5mol／L碳酸氢钠试剂代替试液，其他步骤与上相同)。从测得的消光度值，对照标准曲线查出待测液中磷的含量，然后计算出土壤中速效磷的含量。

3.标准曲线的绘制：分别吸取5mg／L磷标准溶液O、1、2、3、4、5ml于50ml的容量瓶中，再逐个加入0.5mol/L碳酸氢钠溶液10ml。并沿容量瓶壁慢慢加入硫酸钼锑抗混合显色剂5ml，充分摇匀，排出C02后，加蒸馏水定容至刻度，充分摇匀。此系列溶液磷的浓度分别为O、o.1、0.2、0.3、0.4、0.5mg／L。静置30分钟，然后同待测液一样进行比色。以溶液浓度为横坐标光密度的读数为纵坐标，在方格纸上绘制标准曲线。

注意事项

1．显色时，加入硫酸钼锑抗混合显色剂5m!，数量要准确，除中和10ml 0.5mol/L碳酸氢钠溶液外，最后的酸度为O.65mol/L 1/2H2S04。

2.室温低于20℃时，显色后的钼蓝则有沉淀产生(含磷在0.4mg/L以上时)，此时可将容量瓶放入40一50℃的烘箱或热水中保温20分钟，冷却至30分钟后比色。

3.本法浸提温度对测定结果影响很大，必须严格控制浸提时的温度条件，一般要在室温20—25℃下进行，以便对各批结果进行相对比较，最好在恒温振荡机上进行提取。

土壤速效钾和缓效钾的测定

NH40Ac浸提火焰光度法测土壤速效钾

方法原理

用中性1mol／LNH40Ac溶液作为浸提剂时，NH+与胶体表面的K+进行交换：

连同水溶性K+进入溶液后，用压缩空气使其喷成雾状，与可燃气体混合燃烧。溶液中的钾离子则发射特定波长的光，用干涉滤光片分离选择后，由光电池将火焰发出的光能转换成光电流，再由检流计量出光电流强度，再从同样条件下测定的标准溶液所作曲线上，查出相对应的浓度，计算出土壤的含钾量。

测定步骤

1．样品的测定：用百分之一天平称取

2．标准曲线的绘制：用100mg／L K标准溶液分别在100ml 容量瓶中配成5、10、20、30、50mg／L K标准系列溶液，均用lmol ／L中性醋酸铵溶液定容。先用50mg／L K标准溶液供火焰光度计喷雾燃烧，调节光栅，使检流计的标尺上有最大读数，然后依次测定各级标准溶液。记下检流计读数，最后在方格纸上以浓度为横坐标，检流计读数为纵坐标，绘制标准曲线。

注意事项

1．待测液和标准液的成分越接近越好。测定条件应尽量保持一致，消除误差。

2．火焰受气压、流量、燃料、温度影响很大，因此室内空气尘埃、样品杂质、气路中沉淀物进入火焰，会产生无规则突跳，需保持无强光、无震动、无尘埃的环境。

3．含NH40Ac的K标准液配制后不能放置过久，以免长霉，影响测定结果。