2024年5月6日发(作者:乔忆之)
土壤铵态氮测定
方法原理:
用2mol/L KCl溶液浸提土壤,把吸附在土壤胶体上的NH
+
4
及水溶性NH
+
4
浸提出来。土壤浸出液中的铵态氮在强碱性介质中与次氯酸盐和苯酚作用,生
成水溶性染料靛酚蓝,溶液的颜色很稳定。在含氮0.05~0.5mg/L的范围内,吸
光度与铵态氮含量成正比,可用比色法测定。
实验步骤:
(1) 称取10.00g新鲜土样(精确到0.01g),置于200ml三角瓶中,加入KCl
溶液100ml,在摇床里振荡30min,取出静置后,取上清液过滤;
(2) 吸取浸提液5ml放入50ml容量瓶中,后加入KCl溶液10ml、苯酚溶液
5ml、次氯酸钠碱性溶液5ml,摇匀;
(3) 在25℃左右室温下放置1小时后,加入掩蔽剂1ml,然后用水定容至刻度,
在625nm波长处进行比色。
工作曲线绘制:
分别取0.00 ,0.50 ,1.00 ,2.00 ,3.00 ,4.00 ,5.00ml铵态氮标准溶
液于50ml容量瓶中,各加入10ml KCl溶液,然后同(2) (3)步骤进行。
试剂配制:
【2mol/L KCl溶液】: 称取149.1g KCl(分析纯)溶入水中,稀释至1L。
【苯酚溶液】:称取苯酚(分析纯)10g、NaOH
(分析纯)
5g和消极铁氰
化钠(分析纯)0.1g稀释至1L。(此试剂不稳定,须贮于棕色瓶中,在冰箱中4℃
保存,使用时用酸调节PH酸性)
【次氯酸钠碱性溶液】:称取NaOH(分析纯)10g、磷酸氢二钠(分析纯)
7.06g、磷酸钠(分析纯)31.8g和52.5g/L次氯酸钠(分析纯,即含5%有效氯
的漂白粉溶液)10mL溶于水中,稀释至1L.(贮于棕色瓶中,在冰箱中4℃保存,
使用时放置至室温)
【掩蔽剂】: 将400g/L的酒石酸钾钠(分析纯)与100g/L的EDTA二钠
盐溶液等体积混合。每100ml混合液中加入10mol/L NaOH溶液0.5ml。
【铵态氮标准溶液】:称取0.4717g于105℃烘2小时的(NH
4
)
2
SO
4
(分析纯)
溶于水,定容至1L。(使用时将标准液稀释20倍即ρ(N)=5ug/mL)
土壤铵态氮的测定
一、方法原理
土壤铵态氮是土壤速效氮的重要组成部分,测定土壤NH
4
+
-N 的方法主要有
直接蒸馏法和浸提法两类,直接蒸馏法是在氧化镁的存在下直接蒸馏土壤,但此
法在弱碱性蒸馏时仍可能使一些简单的有机氮微弱水解有NH3蒸出,易使结果
偏高,同时该法操作复杂,不适合大批量分析。故在ASI法中采用氯化钾溶液
提取土壤中的NH4+,提取液中的NH4+用靛酚蓝比色法,靛酚蓝比色法的灵敏
度高,准确度也较高,适合于大批量样品的自动化分析。
靛酚蓝比色法的基本原理是:土壤胶体上的NH4+被K+交换下来后,在强
碱性介质中与次氯酸盐和苯酚反应,生成水溶性染料靛酚蓝,其深浅与溶液中的
NH4+-N含量呈正比,线性范围为0.05~0.5mg/L之间。
二、试剂配制
1. NaOH溶液
将6.75g NaOH、0.75g EDTA二钠、1.25g 醋酸钠溶解于250ml水中,储存于250ml
的容量瓶中。其中EDTA二钠作为金属离子的掩蔽剂,防止干扰。醋酸钠可增强
颜色的稳定性。
2. 90%苯酚溶液
将45g 苯酚溶解于50ml水中,注意苯酚易结块,可加热到60-70℃。
3. 碱性苯酚溶液
测定当天,将36ml 90%苯酚溶液加到250ml 溶液中,摇匀。
4. 次氯酸钠溶液
在400ml 的水中加入100ml 的NaClO溶液即可。
5. NH4+-N 标准溶液的配制(改进的地方)
称取1.9105g NH4Cl(65℃烘4h),于500ml的容量瓶中,加水定容至刻度。
该溶液的浓度为1000mg/L.
用移液管吸取1ml于100ml的容量瓶中,用蒸馏水定容至刻度,摇匀,此时
容量瓶中溶液浓度为10mg/ml。再对该溶液分别取0,0.5,1,2,4,8ml于25ml
的比色皿中,,对应的浓度为0.0, 0.2,0.4, 0.8, 1.6,3.2 ppm(mg/L).
6. 浸提剂KCl溶液的配制
称取74.5g KCl 溶解于500ml 水中,并加0.25g 聚丙烯酰胺至1000ml 容量
瓶中。为1mol/L的溶液。
三、操作步骤
1. 样品的处理:用电子分析天平称取约为2.000g土样于锥形瓶中,加入40ml
的KCl 溶液,放于振荡机上,振荡1h,将其过滤于50ml的容量瓶中,同时做
空白试验。
2. 向有一定量的NH4+-N溶液中加入4ml碱性苯酚溶液,再用加液器加入10ml
次氯酸钠溶液,用KCl滴至刻度线,摇匀,放置1h后,用分光光度计在630nm
处比色,读取吸光度A。
3. 标准曲线的绘制:从浓度为0.0, 5.0, 10.0, 20.0, 40.0 ppm(ug/mL)的
NH4+-N标准溶液中各取1.0ml 的溶液于25ml的比色管中,补加KCl溶液至
10.0ml,然后按步骤2进行操作。
四、比色条件:
(1)碱性介质中反应,要求pH 10.5-11.7。
(2)显色和稳定时间:
在室温下(20C)一般显色时间约为1小时,但要完全显色约需2-3小时,
所以加入试剂后静置1小时即可比色。
稳定时间为24小时,或24小时以上。为加速显色,也可在40C下加热,
半小时即可显色。
(3)干扰离子:
因在碱性下显色,很多金属离子都有干扰,可用EDTA等螯合剂来掩蔽。
(4)测定范围:0.05-0.5mg/L;
(5)比色波长:625nm。
五、评价
优点:兰色稳定,比色液为真溶液,灵敏度高;准确度、精密度高;干扰离子可
用EDTA掩蔽。
缺点:试剂不稳定,须冷藏,或当天配制;试剂有毒;显色时间稍长。
土壤硝态氮的测定
A 紫外分光光度法
1、方法提要
土壤浸出液中的NO
3
-
,在紫外分光光度计波长210nm处有较高吸光度,
而浸出液中的其它物质,除OH
-
、CO
3
2-
、HCO
3
-
、NO
2
-
和有机质等外,吸光度均
很小。将浸出液加酸中和酸化,即可消除OH
-
、CO
3
2-
、HCO
3
-
的干扰。NO
2
-
一般
含量极少,也很容易消除。因此,用校正因数法消除有机质的干扰后,即可用紫
外分光光度法直接测定NO
3
-
的含量。
待测液酸化后,分别在210nm和275nm处测定吸光度。A
210
是NO
3
-
和以
有机质为主的杂质的吸光度;A
275
只是有机质的吸光度,因为NO
3
-
在275nm处
已无吸收。但有机质在275nm处的吸光度比在210nm处的吸光度要小R倍,故
将A
275
校正为有机质在210nm处应有的吸光度后,从A
210
中减去,即得NO
3
-
在210nm处的吸光度(△A)。
2、适用范围
本方法适用于各类土壤硝态氮含量的测定。
3、主要仪器设备
3.1紫外—可见分光光度计;
3.2石英比色皿;
3.3往复式或旋转式振荡机,满足180r/min±20r/min的振荡频率或达到相
同效果;
3.4塑料瓶:200mL。
4、试剂
4.1H
2
SO
4
溶液(1:9):取10mL浓硫酸缓缓加入90mL水中。
4.2氯化钙浸提剂[c(CaCl
2
)=0.01mol·L
-1
]:称取2.2g氯化钙(CaCl
2
·6H
2
O,
化学纯)溶于水中,稀释至1L。
4.3 硝态氮标准贮备液[ρ(N)=100mg·L
-1
]:准确称取0.7217g经105~110℃
烘2h的硝酸钾(KNO
3
,优级纯)溶于水,定容至1L,存放于冰箱中。
4.4硝态氮标准溶液[ρ(N)=10mg·L
-1
]:测定当天吸到10.00mL硝态氮标
准贮备液于100mL容量瓶中用水定容。
5、操作步骤
称取10.00g土壤样品放入200mL塑料瓶中,加入50mL氯化钙浸提剂,
盖严瓶盖,摇匀,在振荡机上于20℃~25℃振荡30min(180r/min±20r/min),干过
滤。
吸取25.00mL待测液于50mL三角瓶中,加1.00mL1:9 H
2
SO
4
溶液酸化,
摇匀。用滴管将此液装入1cm光径的石英比色槽中,分别在210nm和275nm处
测读吸光值(A
210
和A
275
),以酸化的浸提剂调节仪器零点。以NO
3
-
的吸光值(△
A)通过标准曲线求得测定液中硝态氮含量。空白测定除不加试样外,其余均同样
品测定。
NO
3
-
的吸光值(△A)可由下式求得:
△A= A
210
- A
275
×R
式中R为校正因数,是土壤浸出液中杂质(主要是有机质)在210nm和
275nm处的吸光度的比值。其确定方法为:
A
210
是波长210nm处浸出液中NO
3
-
的吸收值(A
210
硝
)与杂质(主要是有机质)
的吸收值(A
210
杂
)的总和,即A
210
= A
210
硝
+ A
210
杂
,得出A
210
杂
= A
210
- A
210
硝
。选取
部分土样用酚二磺酸法测得NO
3
-
—N的含量后,根据土液比和紫外法的工作曲
线,即可计算各浸出液应有的A
210
硝
值,即可得出A
210
杂
。
A
275
是浸出液中杂质(主要是有机质)在275nm处的吸收值(因为NO
3
-
在该波
长处已无吸收),它比A
210
杂
小R倍,即A
210
杂
=R·A
275
,得出校正因数R=A
210
杂
/ A
275
。
各不同区域可根据多个土壤测定R值的统计平均值,作为其他土壤测试
NO
3
-
—N的校正因数,其可靠性依从于被测土壤的多少,测定的土壤越多,可靠
性越大。
标准曲线的绘制:分别吸取10mg·L
-1
NO
3
-
—N标准溶液0、1.00、2.00、
4.00、6.00、8.00mL,用氯化钙浸提剂定容至50mL,即为0、0.2、0.4、0.8、1.2、
1.6mg/L的标准系列溶液。各取25.00mL于50mL三角瓶中,分别加1mL1:9 H
2
SO
4
溶液摇匀后测A
210
,计算A
210
对NO
3
-
—N浓度的回归方程,或者绘制工作曲线。
6、计算结果
土壤硝态氮,mg·kg
-1
(N)VD
=
m
式中:ρ(N)—查标准曲线或求回归方程而得测定液中NO
3
-
—N的质量浓
度,mg·L
-1
;
V—浸提剂体积,mL(50mL);
D—浸出液稀释倍数,或不稀释则D=1;
m—土壤质量,g。
7、注释
⑴土壤硝态氮含量一般用新鲜样品测定,如需以硝态氮加铵态氮反映无机
氮含量,则可用风干样品测定。
⑵一般土壤中NO
2
-
含量很低,不会干扰NO
3
-
的测定。如果NO
2
-
含量高时,
可用氨基磺酸消除(HNO
2
+NH
2
SO
3
H=N
2
+H
2
SO
4
+H
2
O),它在210nm处无吸收,
不干扰NO
3
-
测定。
⑶浸出液的盐浓度较高,操作时最好用滴管吸取注入槽中,尽量避免溶液
溢出槽外,污染槽外壁,影响其透光性。
⑷大批样品测定时,可先测完各液(包括浸出液和标准系列溶液)的A
210
值,
再测A
275
值,以避免逐次改变波长所产生的仪器误差。
⑸如需同时测定土壤NH
4
+
—N,可选用2 mol·L
-1
KCl或1 mol·L
-1
NaCl
溶液制备待测液。但2 mol·L
-1
KCl溶液本身在210nm处吸光度较高,因此同时
测定土壤NH
4
+
—N和NO
3
-
—N时,可选用吸光度较小的1 mol·L
-1
NaCl溶液为
浸提剂。
⑹如果吸光度很高(A>1时),可从比色槽中吸出一半待测液,再加一半水
稀释,重新测读吸光度,如此稀释直至吸光度小于0.8。再按稀释倍数,用氯化
钙浸提剂将浸出液准确稀释测定。
⑺根据北京和河北石灰性15个土壤样品的测定结果,校正因素(R)的平均
值为3.6,不同土类的R值略有差异,各地可根据主要土壤情况进行校验,求出
当地土壤的R值。
TOC的测定
1 试剂配制
1.1 重铬酸钾标准溶液[c(1/6K
2
Cr
2
O
7
)= 0.8000mol•L
-1
]:重铬酸钾放入干燥箱中
120℃烘干2h后,放入干燥器中冷却至室温后称取39.2245g(K
2
Cr
2
O
7
,分
析纯)加入400mL水,加热溶解,冷却后用水定容至1L。重铬酸钾放入干
燥箱前简单称量下其质量,使质量大于39.2245g,经验,称取42g以上即可。
用完后多余的药品可以放回去。
1.2 硫酸(H
2
SO
4
,ρ=1.84g•cm
-3
)
1.3 有机碳标准溶液[ρ(C)=5g•L
-1
]:称取葡萄糖1.375g溶入水,定容至100mL。
2 操作步骤
TOC采用水合重铬酸钾比色法测定。用35目筛称取0.05g风干堆肥样品置
于50mL比色管中,加3mL蒸馏水并充分摇匀,加入10mL的0.8000molL
-1
重铬
酸钾溶液,然后加入10mL浓硫酸溶液并不断摇匀,放置20分钟后,加10mL
水并摇匀。静至过夜,吸取上清液7.5mL,置于50mL比色管中,加水至25ml
处并充分摇匀(或者吸取上清液15mL,置于50mL比色管中,加水至刻线并充
分摇匀)。15分钟后,用1cm比色皿在590nm处以空白为参比测定其吸光度,
在工作曲线上查出TOC的mg数。
堆肥过程中TOC的含量按下式计算:
式中:m1-由标准曲线查出的堆肥样品含碳量,mg;
1.32-氧化校准系数;
m-风干堆肥样品的质量,g。
1. TKN的测定
1 试剂配制
1.1 混合催化剂:硫酸钾(K
2
SO
4
)100g,硫酸铜(CuSO
4
)10g,硒(Se)1g,
分别研磨成粉,再混合均匀。
1.2 硫酸(H
2
SO
4
,ρ=1.84g•cm
-3
)。
1.3 NaOH溶液:200g氢氧化钠放入500ml的烧杯中,加入500ml的蒸馏水。
溶解冷却后,存入塑料瓶中。
1.4 混合指示剂:容积0.099g的溴甲酚绿和0.066g的甲基红于100ml的乙醇
(95%)。
1.5 硼酸指示剂溶液:溶解20g硼酸于950ml的热蒸馏水中,冷却后,加入20ml
的混指示剂,充分混合后,小心滴加氢氧化钠溶液,直到溶液呈红紫色,pH
约为4.5,定容1L。
1.6 硫酸标准液:先配制C(H
2
SO
4
)=0.08367mol•L
-1
溶液,2.23ml的浓H
2
SO
4
(ρ=1.84g•cm
-3
)
)溶入400ml的蒸馏水中,然后定容至500ml。
2 操作步骤
总氮采用凯氏消煮法。35目筛称取0.05g风干堆肥样品,放入50mL凯氏瓶
中,并加入1.1g混合催化剂,注入3mL浓硫酸并摇匀,盖上小漏斗,放入电炉
上加热,开始用小火徐徐加热,待泡沫消失后,再提高温度(温度也不宜太高),
微沸消煮,待消煮液呈灰白色时,继续加大温度,直至消煮液呈现微绿色,继续
消煮1h。加热完毕后,取下开氏瓶,冷却。
将凯氏瓶中的消煮液转入半微量定氮蒸馏器中,并用蒸馏水冲洗数次使消煮
液完全转移至蒸馏器中。另取有标线的三角瓶,内加硼酸指示剂5mL,将三角
瓶置于冷凝器的承接管下,管口插入硼酸溶液中。向蒸馏器中加入10moL.L
-1
氢
氧化钠溶液20mL,立即关闭蒸馏室进行蒸馏。待馏出液达到30-40mL时,停
止蒸馏。取下三角瓶,用0.08367mol.L
-1
的硫酸标准溶液滴定至溶液呈紫红色。
同时做空白实验,以校准试剂和滴定误差。总氮的含量按下式计算:
式中:c-硫酸标准溶液的浓度,mol.L;
V-样品测定时消耗硫酸溶液的体积,mL;
V
0
-空白测定时消耗的硫酸溶液的体积,mL;
M-氮的摩尔质量(M=
-1
)
10
-3
-将mL换算成L的系数
m-堆肥产品样品质量,g。
-1
火焰原子吸收分光光度法测定土壤中有效钾的含量
一、实验目的:
1、学习土壤中有效钾的浸提方法。
2、学习原子吸收光谱法的原理及仪器操作方法。
二、仪器和试剂
1、仪器:100 mL容量瓶、移液管、玻璃棒、10 mL容量管、锥形瓶、漏斗
THZ—92B型台式恒温振荡器、ML 204/02型电子天平、
novAA -400原子吸收光谱仪
2、试剂:
(1) 2 mol·L
-1
HNO
3
浸提剂:取浓硝酸(HNO
3
,约16 mol/L,ρ≈1.42 g·mL
-1
,
分析纯)125 mL,加水稀释至1 L。
(2) 10 g/L的氯化钠:称2.5 g NaCl,加水溶解,定容至100 ml。
(3) 氯化钾标准溶液:称0.1912 g KCl,加水溶解,定容至100 mL,配制
成1 g/L的浓溶液。再移取10 mL浓溶液,加水稀释至100 mL,配制
成100 mg/L的钾贮备液,分别移取一定体积的贮备液加水稀释至100
mL,得到一系列不同浓度的钾标准工作液。
三、方法原理
以冷的2 mol·L
-1
HNO
3
作为浸提剂与土壤混合(水土比为20:1),振荡0.5 h
以后,立即过滤,溶液中钾用原子吸收分光光度法测定。本法所提的钾量大于速
效钾,它包括速效钾和缓效钾中的有效部分,故称为土壤有效性钾。
四、操作方法
1、土壤样品的处理
将土样自然风干后,用研钵把风干的土样研碎,然后再用100目的筛子(孔
径约149 μm进行筛分,取适量过筛的土样进行装袋保存,用于有效钾的测定。
2、有效钾的浸提:称取通过149 μm筛孔的风干土样三份,质量约2.500 g
于干250 mL锥形瓶中,加入2 mol·L
-1
HNO
3
50 mL,室温下于振荡器往返振荡
0.5 h,静止30 min后用定量滤纸过滤,滤液转移到50 mL离心管中。
3、测定步骤
(1)仪器操作条件设置:
在工作站上设置分析条件参数:分析线波长(324.8 nm)、狭缝(0.8 nm)、
空心阴极灯工作电流(4.0 mA)、燃烧头高度(8 mm)、气体压力(乙炔为0.1-0.15
Mpa,空气为0.5 MPa),标样个数(5个)、读数次数(各3次)等等。
(2)绘制标准曲线:
在6个100 mL容量瓶中,各加入10.00 mL 10g/L NaCl和20.00 mL 2 mol/L
HNO3,然后从第二个起分别加入钾标准工作液 1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL,
用水定容至刻度线,摇匀,此时加入的钾标液浓度依次为 0 mg/L、1 mg/L、2
mg/L、3 mg/L、4 mg/L、5 mg/L,每个溶液中含NaCl 1 g/L,然后分别测各溶液
的吸光度,记录读数,制作A—C工作曲线。
(3)样品测定:
分别移取步骤2所得到的滤液2 mL至10 mL离心管中,各加入1 mL 10 g/L
NaCl和7 mL水,摇匀,每个样品都做好标记,同钾标准系列溶液一起在原子吸
收光谱仪上测定。记录数据,然后从标准曲线上求得其浓度。注意在原子吸收光
谱仪上测定完毕后,必须立即用蒸馏水清洗,以洗去残留在喷雾器中的酸和盐,
使原子吸收光谱仪保持良好的使用状态。
五、结果计算
1、数据记录和处理
钾标液浓度 0 1 2 3 4 5
(mg/L)
钾元素的吸光0.02758 0.2382
度
0.4603 0.6075 0.7375 0.8560
线性回归方程 Abs=(0.021566+0.262738*C)/(1+0.111982*C)
( R
2
= 0.9973 )
2、根据上述标准曲线测定试样溶液中的钾含量
试样编号 1 2
试样质量(g) 2.5100 2.5065
稀释5倍后的浓度1.562 1.594
(mg/L)
3、土壤中有效钾含量计算
3
2.5044
1.501
V
土壤有效钾含量(K,mg·kg
-1
)=待测液(K,mg·L
-1
)××5
m
式中:V——总浸提剂mL数;
m——烘干土样质量(g)。
土壤有效钾测定值小于100~120 mg·kg
-1
时为缺钾土壤。作为初步钾元素诊
断指标,供参考。
六、实验收获:
2024年5月6日发(作者:乔忆之)
土壤铵态氮测定
方法原理:
用2mol/L KCl溶液浸提土壤,把吸附在土壤胶体上的NH
+
4
及水溶性NH
+
4
浸提出来。土壤浸出液中的铵态氮在强碱性介质中与次氯酸盐和苯酚作用,生
成水溶性染料靛酚蓝,溶液的颜色很稳定。在含氮0.05~0.5mg/L的范围内,吸
光度与铵态氮含量成正比,可用比色法测定。
实验步骤:
(1) 称取10.00g新鲜土样(精确到0.01g),置于200ml三角瓶中,加入KCl
溶液100ml,在摇床里振荡30min,取出静置后,取上清液过滤;
(2) 吸取浸提液5ml放入50ml容量瓶中,后加入KCl溶液10ml、苯酚溶液
5ml、次氯酸钠碱性溶液5ml,摇匀;
(3) 在25℃左右室温下放置1小时后,加入掩蔽剂1ml,然后用水定容至刻度,
在625nm波长处进行比色。
工作曲线绘制:
分别取0.00 ,0.50 ,1.00 ,2.00 ,3.00 ,4.00 ,5.00ml铵态氮标准溶
液于50ml容量瓶中,各加入10ml KCl溶液,然后同(2) (3)步骤进行。
试剂配制:
【2mol/L KCl溶液】: 称取149.1g KCl(分析纯)溶入水中,稀释至1L。
【苯酚溶液】:称取苯酚(分析纯)10g、NaOH
(分析纯)
5g和消极铁氰
化钠(分析纯)0.1g稀释至1L。(此试剂不稳定,须贮于棕色瓶中,在冰箱中4℃
保存,使用时用酸调节PH酸性)
【次氯酸钠碱性溶液】:称取NaOH(分析纯)10g、磷酸氢二钠(分析纯)
7.06g、磷酸钠(分析纯)31.8g和52.5g/L次氯酸钠(分析纯,即含5%有效氯
的漂白粉溶液)10mL溶于水中,稀释至1L.(贮于棕色瓶中,在冰箱中4℃保存,
使用时放置至室温)
【掩蔽剂】: 将400g/L的酒石酸钾钠(分析纯)与100g/L的EDTA二钠
盐溶液等体积混合。每100ml混合液中加入10mol/L NaOH溶液0.5ml。
【铵态氮标准溶液】:称取0.4717g于105℃烘2小时的(NH
4
)
2
SO
4
(分析纯)
溶于水,定容至1L。(使用时将标准液稀释20倍即ρ(N)=5ug/mL)
土壤铵态氮的测定
一、方法原理
土壤铵态氮是土壤速效氮的重要组成部分,测定土壤NH
4
+
-N 的方法主要有
直接蒸馏法和浸提法两类,直接蒸馏法是在氧化镁的存在下直接蒸馏土壤,但此
法在弱碱性蒸馏时仍可能使一些简单的有机氮微弱水解有NH3蒸出,易使结果
偏高,同时该法操作复杂,不适合大批量分析。故在ASI法中采用氯化钾溶液
提取土壤中的NH4+,提取液中的NH4+用靛酚蓝比色法,靛酚蓝比色法的灵敏
度高,准确度也较高,适合于大批量样品的自动化分析。
靛酚蓝比色法的基本原理是:土壤胶体上的NH4+被K+交换下来后,在强
碱性介质中与次氯酸盐和苯酚反应,生成水溶性染料靛酚蓝,其深浅与溶液中的
NH4+-N含量呈正比,线性范围为0.05~0.5mg/L之间。
二、试剂配制
1. NaOH溶液
将6.75g NaOH、0.75g EDTA二钠、1.25g 醋酸钠溶解于250ml水中,储存于250ml
的容量瓶中。其中EDTA二钠作为金属离子的掩蔽剂,防止干扰。醋酸钠可增强
颜色的稳定性。
2. 90%苯酚溶液
将45g 苯酚溶解于50ml水中,注意苯酚易结块,可加热到60-70℃。
3. 碱性苯酚溶液
测定当天,将36ml 90%苯酚溶液加到250ml 溶液中,摇匀。
4. 次氯酸钠溶液
在400ml 的水中加入100ml 的NaClO溶液即可。
5. NH4+-N 标准溶液的配制(改进的地方)
称取1.9105g NH4Cl(65℃烘4h),于500ml的容量瓶中,加水定容至刻度。
该溶液的浓度为1000mg/L.
用移液管吸取1ml于100ml的容量瓶中,用蒸馏水定容至刻度,摇匀,此时
容量瓶中溶液浓度为10mg/ml。再对该溶液分别取0,0.5,1,2,4,8ml于25ml
的比色皿中,,对应的浓度为0.0, 0.2,0.4, 0.8, 1.6,3.2 ppm(mg/L).
6. 浸提剂KCl溶液的配制
称取74.5g KCl 溶解于500ml 水中,并加0.25g 聚丙烯酰胺至1000ml 容量
瓶中。为1mol/L的溶液。
三、操作步骤
1. 样品的处理:用电子分析天平称取约为2.000g土样于锥形瓶中,加入40ml
的KCl 溶液,放于振荡机上,振荡1h,将其过滤于50ml的容量瓶中,同时做
空白试验。
2. 向有一定量的NH4+-N溶液中加入4ml碱性苯酚溶液,再用加液器加入10ml
次氯酸钠溶液,用KCl滴至刻度线,摇匀,放置1h后,用分光光度计在630nm
处比色,读取吸光度A。
3. 标准曲线的绘制:从浓度为0.0, 5.0, 10.0, 20.0, 40.0 ppm(ug/mL)的
NH4+-N标准溶液中各取1.0ml 的溶液于25ml的比色管中,补加KCl溶液至
10.0ml,然后按步骤2进行操作。
四、比色条件:
(1)碱性介质中反应,要求pH 10.5-11.7。
(2)显色和稳定时间:
在室温下(20C)一般显色时间约为1小时,但要完全显色约需2-3小时,
所以加入试剂后静置1小时即可比色。
稳定时间为24小时,或24小时以上。为加速显色,也可在40C下加热,
半小时即可显色。
(3)干扰离子:
因在碱性下显色,很多金属离子都有干扰,可用EDTA等螯合剂来掩蔽。
(4)测定范围:0.05-0.5mg/L;
(5)比色波长:625nm。
五、评价
优点:兰色稳定,比色液为真溶液,灵敏度高;准确度、精密度高;干扰离子可
用EDTA掩蔽。
缺点:试剂不稳定,须冷藏,或当天配制;试剂有毒;显色时间稍长。
土壤硝态氮的测定
A 紫外分光光度法
1、方法提要
土壤浸出液中的NO
3
-
,在紫外分光光度计波长210nm处有较高吸光度,
而浸出液中的其它物质,除OH
-
、CO
3
2-
、HCO
3
-
、NO
2
-
和有机质等外,吸光度均
很小。将浸出液加酸中和酸化,即可消除OH
-
、CO
3
2-
、HCO
3
-
的干扰。NO
2
-
一般
含量极少,也很容易消除。因此,用校正因数法消除有机质的干扰后,即可用紫
外分光光度法直接测定NO
3
-
的含量。
待测液酸化后,分别在210nm和275nm处测定吸光度。A
210
是NO
3
-
和以
有机质为主的杂质的吸光度;A
275
只是有机质的吸光度,因为NO
3
-
在275nm处
已无吸收。但有机质在275nm处的吸光度比在210nm处的吸光度要小R倍,故
将A
275
校正为有机质在210nm处应有的吸光度后,从A
210
中减去,即得NO
3
-
在210nm处的吸光度(△A)。
2、适用范围
本方法适用于各类土壤硝态氮含量的测定。
3、主要仪器设备
3.1紫外—可见分光光度计;
3.2石英比色皿;
3.3往复式或旋转式振荡机,满足180r/min±20r/min的振荡频率或达到相
同效果;
3.4塑料瓶:200mL。
4、试剂
4.1H
2
SO
4
溶液(1:9):取10mL浓硫酸缓缓加入90mL水中。
4.2氯化钙浸提剂[c(CaCl
2
)=0.01mol·L
-1
]:称取2.2g氯化钙(CaCl
2
·6H
2
O,
化学纯)溶于水中,稀释至1L。
4.3 硝态氮标准贮备液[ρ(N)=100mg·L
-1
]:准确称取0.7217g经105~110℃
烘2h的硝酸钾(KNO
3
,优级纯)溶于水,定容至1L,存放于冰箱中。
4.4硝态氮标准溶液[ρ(N)=10mg·L
-1
]:测定当天吸到10.00mL硝态氮标
准贮备液于100mL容量瓶中用水定容。
5、操作步骤
称取10.00g土壤样品放入200mL塑料瓶中,加入50mL氯化钙浸提剂,
盖严瓶盖,摇匀,在振荡机上于20℃~25℃振荡30min(180r/min±20r/min),干过
滤。
吸取25.00mL待测液于50mL三角瓶中,加1.00mL1:9 H
2
SO
4
溶液酸化,
摇匀。用滴管将此液装入1cm光径的石英比色槽中,分别在210nm和275nm处
测读吸光值(A
210
和A
275
),以酸化的浸提剂调节仪器零点。以NO
3
-
的吸光值(△
A)通过标准曲线求得测定液中硝态氮含量。空白测定除不加试样外,其余均同样
品测定。
NO
3
-
的吸光值(△A)可由下式求得:
△A= A
210
- A
275
×R
式中R为校正因数,是土壤浸出液中杂质(主要是有机质)在210nm和
275nm处的吸光度的比值。其确定方法为:
A
210
是波长210nm处浸出液中NO
3
-
的吸收值(A
210
硝
)与杂质(主要是有机质)
的吸收值(A
210
杂
)的总和,即A
210
= A
210
硝
+ A
210
杂
,得出A
210
杂
= A
210
- A
210
硝
。选取
部分土样用酚二磺酸法测得NO
3
-
—N的含量后,根据土液比和紫外法的工作曲
线,即可计算各浸出液应有的A
210
硝
值,即可得出A
210
杂
。
A
275
是浸出液中杂质(主要是有机质)在275nm处的吸收值(因为NO
3
-
在该波
长处已无吸收),它比A
210
杂
小R倍,即A
210
杂
=R·A
275
,得出校正因数R=A
210
杂
/ A
275
。
各不同区域可根据多个土壤测定R值的统计平均值,作为其他土壤测试
NO
3
-
—N的校正因数,其可靠性依从于被测土壤的多少,测定的土壤越多,可靠
性越大。
标准曲线的绘制:分别吸取10mg·L
-1
NO
3
-
—N标准溶液0、1.00、2.00、
4.00、6.00、8.00mL,用氯化钙浸提剂定容至50mL,即为0、0.2、0.4、0.8、1.2、
1.6mg/L的标准系列溶液。各取25.00mL于50mL三角瓶中,分别加1mL1:9 H
2
SO
4
溶液摇匀后测A
210
,计算A
210
对NO
3
-
—N浓度的回归方程,或者绘制工作曲线。
6、计算结果
土壤硝态氮,mg·kg
-1
(N)VD
=
m
式中:ρ(N)—查标准曲线或求回归方程而得测定液中NO
3
-
—N的质量浓
度,mg·L
-1
;
V—浸提剂体积,mL(50mL);
D—浸出液稀释倍数,或不稀释则D=1;
m—土壤质量,g。
7、注释
⑴土壤硝态氮含量一般用新鲜样品测定,如需以硝态氮加铵态氮反映无机
氮含量,则可用风干样品测定。
⑵一般土壤中NO
2
-
含量很低,不会干扰NO
3
-
的测定。如果NO
2
-
含量高时,
可用氨基磺酸消除(HNO
2
+NH
2
SO
3
H=N
2
+H
2
SO
4
+H
2
O),它在210nm处无吸收,
不干扰NO
3
-
测定。
⑶浸出液的盐浓度较高,操作时最好用滴管吸取注入槽中,尽量避免溶液
溢出槽外,污染槽外壁,影响其透光性。
⑷大批样品测定时,可先测完各液(包括浸出液和标准系列溶液)的A
210
值,
再测A
275
值,以避免逐次改变波长所产生的仪器误差。
⑸如需同时测定土壤NH
4
+
—N,可选用2 mol·L
-1
KCl或1 mol·L
-1
NaCl
溶液制备待测液。但2 mol·L
-1
KCl溶液本身在210nm处吸光度较高,因此同时
测定土壤NH
4
+
—N和NO
3
-
—N时,可选用吸光度较小的1 mol·L
-1
NaCl溶液为
浸提剂。
⑹如果吸光度很高(A>1时),可从比色槽中吸出一半待测液,再加一半水
稀释,重新测读吸光度,如此稀释直至吸光度小于0.8。再按稀释倍数,用氯化
钙浸提剂将浸出液准确稀释测定。
⑺根据北京和河北石灰性15个土壤样品的测定结果,校正因素(R)的平均
值为3.6,不同土类的R值略有差异,各地可根据主要土壤情况进行校验,求出
当地土壤的R值。
TOC的测定
1 试剂配制
1.1 重铬酸钾标准溶液[c(1/6K
2
Cr
2
O
7
)= 0.8000mol•L
-1
]:重铬酸钾放入干燥箱中
120℃烘干2h后,放入干燥器中冷却至室温后称取39.2245g(K
2
Cr
2
O
7
,分
析纯)加入400mL水,加热溶解,冷却后用水定容至1L。重铬酸钾放入干
燥箱前简单称量下其质量,使质量大于39.2245g,经验,称取42g以上即可。
用完后多余的药品可以放回去。
1.2 硫酸(H
2
SO
4
,ρ=1.84g•cm
-3
)
1.3 有机碳标准溶液[ρ(C)=5g•L
-1
]:称取葡萄糖1.375g溶入水,定容至100mL。
2 操作步骤
TOC采用水合重铬酸钾比色法测定。用35目筛称取0.05g风干堆肥样品置
于50mL比色管中,加3mL蒸馏水并充分摇匀,加入10mL的0.8000molL
-1
重铬
酸钾溶液,然后加入10mL浓硫酸溶液并不断摇匀,放置20分钟后,加10mL
水并摇匀。静至过夜,吸取上清液7.5mL,置于50mL比色管中,加水至25ml
处并充分摇匀(或者吸取上清液15mL,置于50mL比色管中,加水至刻线并充
分摇匀)。15分钟后,用1cm比色皿在590nm处以空白为参比测定其吸光度,
在工作曲线上查出TOC的mg数。
堆肥过程中TOC的含量按下式计算:
式中:m1-由标准曲线查出的堆肥样品含碳量,mg;
1.32-氧化校准系数;
m-风干堆肥样品的质量,g。
1. TKN的测定
1 试剂配制
1.1 混合催化剂:硫酸钾(K
2
SO
4
)100g,硫酸铜(CuSO
4
)10g,硒(Se)1g,
分别研磨成粉,再混合均匀。
1.2 硫酸(H
2
SO
4
,ρ=1.84g•cm
-3
)。
1.3 NaOH溶液:200g氢氧化钠放入500ml的烧杯中,加入500ml的蒸馏水。
溶解冷却后,存入塑料瓶中。
1.4 混合指示剂:容积0.099g的溴甲酚绿和0.066g的甲基红于100ml的乙醇
(95%)。
1.5 硼酸指示剂溶液:溶解20g硼酸于950ml的热蒸馏水中,冷却后,加入20ml
的混指示剂,充分混合后,小心滴加氢氧化钠溶液,直到溶液呈红紫色,pH
约为4.5,定容1L。
1.6 硫酸标准液:先配制C(H
2
SO
4
)=0.08367mol•L
-1
溶液,2.23ml的浓H
2
SO
4
(ρ=1.84g•cm
-3
)
)溶入400ml的蒸馏水中,然后定容至500ml。
2 操作步骤
总氮采用凯氏消煮法。35目筛称取0.05g风干堆肥样品,放入50mL凯氏瓶
中,并加入1.1g混合催化剂,注入3mL浓硫酸并摇匀,盖上小漏斗,放入电炉
上加热,开始用小火徐徐加热,待泡沫消失后,再提高温度(温度也不宜太高),
微沸消煮,待消煮液呈灰白色时,继续加大温度,直至消煮液呈现微绿色,继续
消煮1h。加热完毕后,取下开氏瓶,冷却。
将凯氏瓶中的消煮液转入半微量定氮蒸馏器中,并用蒸馏水冲洗数次使消煮
液完全转移至蒸馏器中。另取有标线的三角瓶,内加硼酸指示剂5mL,将三角
瓶置于冷凝器的承接管下,管口插入硼酸溶液中。向蒸馏器中加入10moL.L
-1
氢
氧化钠溶液20mL,立即关闭蒸馏室进行蒸馏。待馏出液达到30-40mL时,停
止蒸馏。取下三角瓶,用0.08367mol.L
-1
的硫酸标准溶液滴定至溶液呈紫红色。
同时做空白实验,以校准试剂和滴定误差。总氮的含量按下式计算:
式中:c-硫酸标准溶液的浓度,mol.L;
V-样品测定时消耗硫酸溶液的体积,mL;
V
0
-空白测定时消耗的硫酸溶液的体积,mL;
M-氮的摩尔质量(M=
-1
)
10
-3
-将mL换算成L的系数
m-堆肥产品样品质量,g。
-1
火焰原子吸收分光光度法测定土壤中有效钾的含量
一、实验目的:
1、学习土壤中有效钾的浸提方法。
2、学习原子吸收光谱法的原理及仪器操作方法。
二、仪器和试剂
1、仪器:100 mL容量瓶、移液管、玻璃棒、10 mL容量管、锥形瓶、漏斗
THZ—92B型台式恒温振荡器、ML 204/02型电子天平、
novAA -400原子吸收光谱仪
2、试剂:
(1) 2 mol·L
-1
HNO
3
浸提剂:取浓硝酸(HNO
3
,约16 mol/L,ρ≈1.42 g·mL
-1
,
分析纯)125 mL,加水稀释至1 L。
(2) 10 g/L的氯化钠:称2.5 g NaCl,加水溶解,定容至100 ml。
(3) 氯化钾标准溶液:称0.1912 g KCl,加水溶解,定容至100 mL,配制
成1 g/L的浓溶液。再移取10 mL浓溶液,加水稀释至100 mL,配制
成100 mg/L的钾贮备液,分别移取一定体积的贮备液加水稀释至100
mL,得到一系列不同浓度的钾标准工作液。
三、方法原理
以冷的2 mol·L
-1
HNO
3
作为浸提剂与土壤混合(水土比为20:1),振荡0.5 h
以后,立即过滤,溶液中钾用原子吸收分光光度法测定。本法所提的钾量大于速
效钾,它包括速效钾和缓效钾中的有效部分,故称为土壤有效性钾。
四、操作方法
1、土壤样品的处理
将土样自然风干后,用研钵把风干的土样研碎,然后再用100目的筛子(孔
径约149 μm进行筛分,取适量过筛的土样进行装袋保存,用于有效钾的测定。
2、有效钾的浸提:称取通过149 μm筛孔的风干土样三份,质量约2.500 g
于干250 mL锥形瓶中,加入2 mol·L
-1
HNO
3
50 mL,室温下于振荡器往返振荡
0.5 h,静止30 min后用定量滤纸过滤,滤液转移到50 mL离心管中。
3、测定步骤
(1)仪器操作条件设置:
在工作站上设置分析条件参数:分析线波长(324.8 nm)、狭缝(0.8 nm)、
空心阴极灯工作电流(4.0 mA)、燃烧头高度(8 mm)、气体压力(乙炔为0.1-0.15
Mpa,空气为0.5 MPa),标样个数(5个)、读数次数(各3次)等等。
(2)绘制标准曲线:
在6个100 mL容量瓶中,各加入10.00 mL 10g/L NaCl和20.00 mL 2 mol/L
HNO3,然后从第二个起分别加入钾标准工作液 1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL,
用水定容至刻度线,摇匀,此时加入的钾标液浓度依次为 0 mg/L、1 mg/L、2
mg/L、3 mg/L、4 mg/L、5 mg/L,每个溶液中含NaCl 1 g/L,然后分别测各溶液
的吸光度,记录读数,制作A—C工作曲线。
(3)样品测定:
分别移取步骤2所得到的滤液2 mL至10 mL离心管中,各加入1 mL 10 g/L
NaCl和7 mL水,摇匀,每个样品都做好标记,同钾标准系列溶液一起在原子吸
收光谱仪上测定。记录数据,然后从标准曲线上求得其浓度。注意在原子吸收光
谱仪上测定完毕后,必须立即用蒸馏水清洗,以洗去残留在喷雾器中的酸和盐,
使原子吸收光谱仪保持良好的使用状态。
五、结果计算
1、数据记录和处理
钾标液浓度 0 1 2 3 4 5
(mg/L)
钾元素的吸光0.02758 0.2382
度
0.4603 0.6075 0.7375 0.8560
线性回归方程 Abs=(0.021566+0.262738*C)/(1+0.111982*C)
( R
2
= 0.9973 )
2、根据上述标准曲线测定试样溶液中的钾含量
试样编号 1 2
试样质量(g) 2.5100 2.5065
稀释5倍后的浓度1.562 1.594
(mg/L)
3、土壤中有效钾含量计算
3
2.5044
1.501
V
土壤有效钾含量(K,mg·kg
-1
)=待测液(K,mg·L
-1
)××5
m
式中:V——总浸提剂mL数;
m——烘干土样质量(g)。
土壤有效钾测定值小于100~120 mg·kg
-1
时为缺钾土壤。作为初步钾元素诊
断指标,供参考。
六、实验收获: