粘土阳离子交换容量的测定
土壤阳离子交换性能的测定
二、交换剂的选择： 选择交换剂的依据:
要求考虑分析项目及土壤的性质。 选择交换剂的条件：
要求所选的测定方法容易，得到的结果准确， 无干扰，土壤不易分散。
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1、交换剂的种类：一般有酸类、碱类、盐类 酸类：（0.05，0.1）mol/L HCl；0.5 mol/L HAc 碱类：石灰乳（Ca(OH)2）；
近年来，常把交换剂中加入乙醇，配成60-70%的乙 醇溶液，使抑制CaCO3溶解的效果更好。
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（3）盐碱土： 这类土壤都是盐基饱和土壤，多数含CaCO3和易 溶盐，所以选择交换剂时应避免和减少CaCO3的 溶解，并先除去易溶盐。除易溶盐时不能用极性 溶剂，以保证盐分以分子状态存在，免去参与离 子交换，一般用乙醇（60-70%）溶液洗盐。
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2、交换剂的选择： 不同土壤、不同分析项目，选用的交换剂不同，
测定方法也不同，所以交换剂的选择实际上是交 换（或分析）方法的选择。如： （1） 酸性和中性土壤： 一般用pH 7.0的1 mol/L NH4OAc作交换剂，此为 经典方法。
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其优点是： a、NH4+在土壤中含量很少，不干扰测定； b、NH4+易除去，在淋洗多余的NH4+时，不易引起
（1） 1mol/L NaOAc法 : 适用于石灰性土壤及盐碱土
原理： 土Ca +NaOAc
土Na Na
+Ca(OAc)2+剩余NaOAc
用乙醇或异丙醇洗去
土 Na + NH4OAc
土 NH4+ + NaOAc 用火焰光度计测Na+
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土壤 阳离子交换量的测定—乙酸铵交换法
FHZDZTR0029 土壤 阳离子交换量的测定 乙酸铵交换法F-HZ-DZ-TR-0029土壤—阳离子交换量的测定—乙酸铵交换法1 范围本方法适用于酸性和中性土壤阳离子交换量的测定。
2 原理土壤的阳离子交换性能，是指土壤溶液中的阳离子与土壤固相阳离子之间所进行的交换作用，它是由土壤胶体表面性质所决定。
土壤胶体是土壤中粘土矿物和腐殖酸以及相互结合形成的复杂有机矿质复合体，其吸收的阳离子包括钾、钠、钙、镁、铵、氢、铝等。
土壤交换性能对植物营养和施肥有较大作用，它能调节土壤溶液的浓度，保持土壤溶液成分的多样性和平衡性，还可保持养分免于被雨水淋失。
土壤阳离子交换性能分析包括阳离子交换量、交换性阳离子和盐基饱和度等。
阳离子交换量是指土壤胶体所吸附的各种阳离子的总量，常作为评价土壤保肥能力的指标，是土壤缓冲性能的主要来源，是改良土壤和合理施肥的重要依据，它反映土壤的负电荷总量和表征土壤的化学性质。
用中性乙酸铵溶液反复处理土壤，使土壤成为铵饱和的土，再用95%乙醇洗去多余的乙酸铵后，用水将土样洗入凯氏瓶中，加固体氧化镁蒸馏，蒸馏出的氨用硼酸溶液吸收，然后用盐酸标准溶液滴定，根据铵的量计算土壤阳离子交换量。
3 试剂3.1 乙酸铵溶液：1mol/L ，称取77.09g 乙酸铵，用水溶解，加水稀释至近1000mL ，用氢氧化铵（1+1）或稀乙酸调节至pH7.0，然后加水稀释至1000mL 。
3.2 乙醇（950mL/L ）。
3.3 液体石蜡。
3.4 甲基红-溴甲酚绿混合指示剂：称取0.099g 溴甲酚绿和0.066g 甲基红置于玛瑙研钵中，加少量乙醇（950mL/L ），研磨至指示剂完全溶解为止，最后加乙醇（950mL/L ）至100mL 。
3.5 硼酸指示剂溶液：称取20g 硼酸，溶于1000mL 水中。
每1000mL 硼酸溶液中加入20mL 甲基红-溴甲酚绿混合指示剂，并用稀酸或稀碱溶液调节至紫红色（葡萄酒色），此时溶液的pH 为4.5。
土壤阳离子交换量的测定
[ A * 25 0
式中：CEC——土壤阳离子交换量，cmol/kg； A——滴定0.2 mol/L硫酸溶液消耗标准氢氧化钠溶液体积，mL； B——滴定离心沉降后的上清液消耗标准氢氧化钠溶液体积，mL； G——离心管连同土样的重量，g； W——空离心管的重量，g； W0——称取的土样重，g； N——标准氢氧化钠溶液的浓度，mol/L。
土壤阳离子交换量的测定
土壤阳离子交换是指土壤溶液中的阳离子与土壤固相的阳离子之间所进行的交换作用。它是由土壤胶体表面性 质所决定。阳离子交换量的大小，可作为评价土壤保肥能力的指标。 实验原理： 土壤中存在的各种阳离子可被某些中性盐（BaCl2
2+ ）水溶液中的阳离子（Ba ）等价交换。由于在反应中存在
交换平衡，交换反应实际上不能进行完全。当增大溶液中交换剂的浓度、增加交换次数时，可使交换反应趋于 完全。再用强电解质（硫酸溶液）把交换到土壤中的Ba2+交换下来，通过测定交换反应前后硫酸含量的变化， 可以计算出消耗硫酸的量，进而计算出阳离子交换量。
实验步骤： 1、取样。取4只100mL离心管，分别称出其重量（准确至0.0001g ）。在其中2只加入1.0g污灌区表层风干土 壤样品，其余2只加入1.0g深层风干土壤样品，并作标记； 2、加入置换溶液。向各管中加入20mL氯化钡溶液，用玻棒搅拌4min后，以3000r/min转速离心至下层土样紧 实为止。弃去上清液，再加20mL氯化钡溶液，重复上述操作； 3、水洗。在各离心管内加20mL蒸馏水，用玻棒搅拌1min后，离心沉降，弃去上清液。称出离心管连同土样 的重量； 4、硫酸置换。移取25.00mL 0.1mol/L硫酸溶液至各离心管中，搅拌10min后，放置20min，离心沉降，将上 清液分别倒入4只试管中； 5、滴定。从各试管中分别移取10.00mL上清液至4只100mL锥形瓶中。同时，分别移取10.00mL 0.1mol/L硫 酸溶液至另外2只锥形瓶中。在这6只锥形瓶中分别加入10mL蒸馏水、1滴酚酞指示剂，用标准氢氧化钠滴定， 溶液转为红色并数分钟不褪色为终点。 数据处理
电导法测定粘土矿物的阳离子交换容量
第19卷第3期油田化学Vol.19No.3 2002年9月25日Oilfield Chemistry25Sept,2002文章编号:1000-4092(2002)03-0205-03电导法测定粘土矿物的阳离子交换容量X吴涛,韩书华,张春光,侯万国,孙德军(山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室,山东济南250100)摘要:用亚甲基蓝法测定粘土矿物和泥页岩阳离子交换容量CEC值时滴定终点不易判断,测定值准确度不高。
本文提出用1mol/L BaCl2溶液充分置换矿岩样中可交换阳离子(平衡5d),再用0.1mol/L M gSO4溶液进行电导滴定,滴定曲线明锐的拐点指示滴定终点。
用此法测得基准钠蒙脱土和用化学纯高岭土精制的钠高岭土的CEC值分别为84.8和5.2mmol/100g土,而亚甲基蓝法测定值则分别为82.5和2.7mmol/100g土。
对于膨胀性的钠蒙脱土,两种方法的测定结果一致,而对于非膨胀性的钠高岭土,亚甲基蓝法测定值明显偏低。
对于胜利油田6个泥页岩样,电导滴定法测定的CEC值大大高于亚甲基蓝法测定值,而比较接近按矿物分析数据估算的CEC值。
BaCl2-M gSO4电导滴定法对膨胀性和非膨胀性粘土矿物都适用,测定程序简便,测定值准确度高。
关键词:阳离子交换容量;电导滴定法;钠蒙脱土;钠高岭土;泥页岩中图分类号:T E258+.3:T E311文献标识码:A井壁不稳定问题,是钻井工程中经常遇到的一个十分复杂的世界性难题。
张有瑜等认为[1~3]:与钻井液有关的泥页岩井壁不稳定问题的核心是泥页岩的成分、结构和构造特征及其理化性能。
泥页岩粘土矿物表面有一定数量的可交换阳离子,当粘土矿物与水接触时,这些阳离子就从粘土矿物表面解离下来,扩散到粘土矿物表面周围,形成扩散双电层,使粘土表面带负电,晶层之间相互排斥,产生膨胀。
粘土矿物表面可交换阳离子越多,表面所带电量就越多,双电层斥力就越强,泥页岩膨胀就越剧烈[4,5]。
土壤阳离子交换量测定方法
土壤阳离子交换量测定方法本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March土壤阳离子交换量测定方法一、测定目的土壤的阳离子交换性能是由土壤胶体表面性质所决定，由有机质的交换基与无机质的交换基所构成，前者主要是腐殖质酸，后者主要是粘土矿物。
它们在土壤中互相结合着，形成了复杂的有机无机胶质复合体，所能吸收的阳离子总量包括交换性盐基(K+、Na+、Ca++、Mg++)和水解性酸，两者的总和即为阳离子交换量。
其交换过程是土壤固相阳离子与溶液中阳离子起等量交换作用。
阳离子交换量的大小，可以作为评价土壤保水保肥能力的指标，是改良土壤和合理施肥的重要依据之一。
二、方法原理EDTA—铵盐快速法不仅适用于中性、酸性土壤，并且适用于石灰性土壤阳离子交换量测定的。
采用LEDTA与1mol/L的醋酸铵混合液作为交换剂，在适宜的pH条件下(酸性土壤，石灰性土壤，这种交换络合剂可以与二价钙离子、镁离子和三价铁离子、铝离子进行交换，并在瞬间即形成为电离度极小而稳定性较大的络合物，不会破坏土壤胶体，加快了二价以上金属离子的交换速度。
同时由于醋酸缓冲剂的存在，对于交换性氢和一价金属离子也能交换完全，形成铵质土，再用95%酒精洗去过剩的铵盐，用蒸馏法测定交换量。
对于酸性土壤的交换液，同时可以用作为交换性盐基组成的待测液用。
三、仪器及设备架盘天平(500g)、定氮装置、开氏瓶(150ml)、电动离心机(转速3000—4000转/分)；离心管(100ml)；带橡头玻璃棒、电子天平(1/100)。
四、试剂配制(1)LEDTA与1mol/L醋酸铵混合液：称取化学纯醋酸铵克及克，加水溶解后一起冼入1000ml容量瓶中，再加蒸溜水至900ml左右，以1：1氢氧化铵和稀醋酸调至pH至或，然后再定容到刻度，即用同样方法分别配成两种不同酸度的混合液，备用。
其中的混合液用于中性和酸性土壤的提取，的混合液仅适用于石灰性土壤的提取用。
凯氏定氮法测定土壤中阳离子交换量
13.8
17.0±1
20.0±2
分次测定值 w（阳离子交换量）/10-2
9.609.719.69 9.439.82 9.56
13.113.713.9 13.814.113.6
17.217.816.8 16.417.517.0
20.8 21.5 19.4 19.1 20.3 20.7
平均值 w（阳离子交换量）/10-2
3 结果计算与表示
CEC=
c× m1
（× kv2-×v100）×1000
式中：CEC 为阳离子交换量 cmo（l +）/Kg；C 为盐
酸标准溶液的浓度 mol/L；V 为盐酸标准溶液的用量
ml；V0为空白试样盐酸标准溶液的用量 ml；m1为风干
土样质量 g；K2为将风干土换算成烘干土的水分换算
系数；10 为将 mmol 换算成 cmol 的倍数。
后，用水将土壤洗入凯氏瓶中，加固体氧化镁蒸馏。蒸馏出的氨用硼酸溶液吸收，然后用盐酸标准溶液滴定。根据 NH4+的量计算阳离子交 换量。
关键词 土壤 滴定法 阳离子交换量
土壤的阳离子交换性能是由土壤胶体表面性质 所决定，由有机质的交换基与无机质的交换基所构 成，前者主要是腐殖质酸，后者主要是粘土矿物。它 们在土壤中互相结合着，形成了复杂的有机无机胶 质复合体，所能吸收的阳离子总量包括交换性盐基 和水解性酸，两者的和即为阳离子交换量。其交换 过程是土壤固相阳离子与溶液中阳离子起等量交换 作用。阳离子交换量的大小，可以作为评价土壤保 水保肥能力的指标，是改良土壤和合理施肥的重要 依据之一。
1 实验部分
1.1 仪器设备 电子天平：感量 0.01g 感量 0.0001g;离心机：转速
实验九 土壤的阳离子交换量
实验题目：土壤的阳离子交换量实验原理：土壤是环境中污染物迁移转化的重要场所，土壤的吸附和离子交换能力又和土壤的组成、结构等有关，因此对土壤性能的测定，有助于了解土壤对污染物质的净化及对污染负荷的允许程度。
土壤中主要存在三种基本成分，一是无机物，二是有机物，三是微生物。
在无机物中，粘土矿物是其主要部分。
粘土矿物的晶格结构中存在许多层状的硅铝酸盐，其结构单元是硅氧四面体和铝氧八面体。
四面体硅层中的Si4-常被Al3+离子部分取代；八面体铝氧层中的Al3+可部分地被Fe2+、Mg2+等离子取代，取代的结果便在晶格中产生负电荷。
这些电荷分布在硅铝酸盐的层面上，并以静电引力吸附层间存在的阳离子，以保持电中性。
这些阳离子主要是Ca、Mg、Al、Na、K、H等，它们往往被吸附于矿物胶体表面上，决定着粘土矿物的阳离子交换行为。
土壤中存在的这些阳离子可被某些中性盐水溶液中的阳离子交换。
当溶液中交换剂浓度大、交换次数增加时，交换反应可趋于完全。
同时，交换离子的本性，土壤的物理状态等对交换完全也有影响。
若用过量的强电解质，如硫酸溶液，把交换到土壤中去的钡离子交换下来，这时由于生成了硫酸钡沉淀，且由于氧离子的交换吸附能力很强，交换基本完全。
这样，通过测定交换反应前后硫酸含量变化，可算出消耗的酸量，进而算出阳离子交换量。
这种交换量是土壤的阳离子交换总量，通常用每1000克干土中的厘摩尔数表示。
实验目的：1．测定污灌区表层和深层土的阳离子交换总量。
2．了解污灌对阳离子交换量的影响。
仪器与试剂：电动离心机离心管锥形瓶量筒移液管滴定管试管1N氯化钡溶液酚酞指示剂1%（W/V）硫酸溶液0.2N 土壤实验过程：1.0.1N氢氧化钠标准溶液的标定：称2克分析纯氢氧化钠，溶解在500ml煮沸后冷却的蒸馏水中。
称取0.5克（分析天平上称）于105C烘箱中烘干后的邻苯二甲酸氢钾两份，分别放入250毫升锥形瓶中，加100毫升煮沸冷的蒸馏水，溶完再加4滴酚酞指示剂，用配制的氢氧化钠标准溶液滴定到淡红色，在用煮沸冷却后的蒸馏水做一个空白试验，并从滴定邻苯二甲酸氢钾的氢氧化钠溶液中扣除空白值。
阳离子交换量及其测定方法
阳离子交换量及其测定方法（CEC：Cation Exchange capacity）在一定pH值(=7)时，每千克土壤中所含有的全部交换性阳离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、H+、Al3+等)的厘摩尔数(potential CEC)。
常用单位：cmol(+)/kg ,国际单位：mmol/kgCEC的大小，基本上代表了土壤可能保持的养分数量，即保肥性的高低。
阳离子交换量的大小，可作为评价土壤保肥能力的指标。
阳离子交换量是土壤缓冲性能的主要来源，是改良土壤和合理施肥的重要依据。
不同土壤的阳离子交换量不同，主要影响因素：a,土壤胶体类型，不同类型的土壤胶体其阳离子交换量差异较大，例如，有机胶体>蒙脱石>水化云母>高岭石>含水氧化铁、铝。
b,土壤质地越细，其阳离子交换量越高。
c,对于实际的土壤而言，土壤黏土矿物的SiO2/R2O3比率越高，其交换量就越大。
d,土壤溶液pH值，因为土壤胶体微粒表面的羟基（OH）的解离受介质pH值的影响，当介质pH值降低时，土壤胶体微粒表面所负电荷也减少，其阳离子交换量也降低；反之就增大。
土壤阳离子交换量是影响土壤缓冲能力高低，也是评价土壤保肥能力、改良土壤和合理施肥的重要依据。
测定方法：土壤阳离子交换量的测定受多种因素的影响，如交换剂的性质、盐溶液浓度和pH、淋洗方法等，必须严格掌握操作技术才能获得可靠的结果。
联合国粮农组织规定用于土壤分类的土壤分析中使用经典的中性乙酸铵法或乙酸钠法。
中性乙酸铵法也是我国土壤和农化实验室所采用的常规分析方法，适于酸性和中性土壤。
最近的土壤化学研究表明，对于热带和亚热带的酸性、微酸性土壤，常规方法由于浸提液pH值和离子强度太高，与实际情况相差较大，所得结果较实际情况偏高很多。
新方法是将土壤用BaCl2 饱和，然后用相当于土壤溶液中离子强度那样浓度的BaCl2溶液平衡土壤，继而用MgSO4交换Ba测定酸性土壤阳离子交换量。
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粘土阳离子交换容量的测定
一、实验目的
掌握测定粘土阳离子交换容量的方法，熟悉鉴定粘土矿物组成的一种方法。
二、实验内容
1.原理
分散在水溶液中的粘土胶粒带有电荷，不仅可以吸附反电荷离子，而且可以在不破坏粘土本身结构的情况下，同溶液中的其它离子进行交换。
粘土进行离子交换的能力（即交换容
所以，测得离子交换容量，可以作为鉴定粘土矿物组成的辅助方法。
测定离子交换容量的方法很多，本实验采用钡粘土法。
首先，以BaCl2溶液冲洗粘土使粘土变成钡—土，再用已知浓度的稀H2SO4置换出被粘土吸附的Ba2+，生成BaSO4沉淀，最后用已知浓度的NaOH溶液滴定过剩的稀硫酸，以NaOH消耗量计算粘土的交换容量。
2. 试剂与仪器
(1) 粘土矿物试样(2) BaCl2溶液（1N）
(3) H2SO4溶液（0.05N）(4) NaOH溶液（0.05N）
(5) 酚酞溶液(6) 离心试管
(7) 离心分离机(8) 滴定管
(9) 锥形瓶(10) 烧杯
(11) 分析天平(12) 移液管
3.实验步骤
(1) 准确称取粘土矿物试样（0.5～0．3克）三份（作三个平行试验，分别置于已知重量的干燥离心试管中，加10ml BaCl2溶液充分搅动（约1分钟），然后离心分离，并吸出上面澄清溶液，如此，重复操作两次，加蒸馏水洗涤二次。
(2) 小心地吸净上层清液，然后将离心管与湿土样在分析天平中称量，算出湿度校正项。
(3) 在称量后之土样中准确地加人14ml（分两次加H2SO4溶液充分搅拌，放置数分钟，然后离心
离心后将上层酸液合并入一干烧坏中，用移液管准确吸出10ml置于锥形瓶中，滴加酚酞指示剂三滴，用NaOH溶液进行滴定，滴定至摇动30秒钟红色不退为止。
记下NaOH溶液得用量。
(4) 吸取10ml未经交换得H2SO4溶液，用相同的NaOH溶液进行滴定，记下所消耗的NaOH 溶液毫升数。
4. 实验结果与处理
按下式计算粘土的交换容量，并判断属于哪类粘土。
W=[m
V
N
L
V
N
⋅
⋅
⋅
+
-
⋅
⋅
10)
14
(
14
1
1
]⨯ 100
式中：W—粘土的交换容量（毫克当量/100克）
N—NaOH溶液当量浓度
V1—滴定10ml未经交换的H2SO4溶液所需的NaOH溶液毫升数V2—滴定10ml交换后的H2SO4溶液所需的NaOH溶液毫升数
m—土样重量（克）
L—湿度校正项（L=g1-g2）
g1—湿土加离心管重（克）
g2—干土加离心管重（克）
三、实验思考题
1. 粘土产生阳离子交换的原因是什么？
2. 在实验中为什么要进行湿度校正？
3. 制成Ba-土后用水洗涤过多的BaCl2，试问冲洗次数是否受限制？
4. H+为阳离子交换序首位，为什么不直接用H2SO4制成H-土？。