土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定:重鉻酸鉀氧化法的關(guān)鍵步驟
重鉻酸鉀氧化法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)基于氧化還原反應(yīng)原理。在加熱條件下,用過量的重鉻酸鉀 - 硫酸溶液氧化土壤中的有機(jī)碳,重鉻酸鉀中的六價(jià)鉻被還原為三價(jià)鉻。剩余的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,根據(jù)消耗的重鉻酸鉀量計(jì)算出有機(jī)碳的含量,再乘以換算系數(shù)(通常為 1.724)得到土壤有機(jī)質(zhì)含量。此方法中,硫酸不僅是酸性介質(zhì),還能提高重鉻酸鉀的氧化能力,同時(shí)使反應(yīng)生成的三價(jià)鉻離子形成穩(wěn)定的配合物。
儀器與試劑
(一)儀器
硬質(zhì)試管(25×200mm)
油浴鍋(或鐵絲籠)
溫度計(jì)(0-300℃)
酸式滴定管(25mL 或 50mL)
錐形瓶(250mL)
移液管(10mL、20mL)
天平(精度 0.0001g)
烘箱
瑪瑙研缽
樣品篩(孔徑 0.15mm)
漏斗、濾紙
(二)試劑
重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.8mol/L):稱取經(jīng)過 130℃烘干 2-3 小時(shí)的重鉻酸鉀(分析純)39.2245g,溶于蒸餾水中,定容至 1000mL,搖勻。
硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.2mol/L):稱取硫酸亞鐵(分析純)55.6g 或硫酸亞鐵銨(分析純)80.0g,溶于蒸餾水中,加入 20mL 濃硫酸,冷卻后定容至 1000mL,搖勻。此溶液易被氧化,需每天標(biāo)定。
鄰菲啰啉指示劑:稱取鄰菲啰啉(分析純)1.485g 與硫酸亞鐵(分析純)0.695g,溶于 100mL 蒸餾水中,貯于棕色瓶中。
濃硫酸(分析純,密度 1.84g/cm3)
石英砂(經(jīng) 105℃烘干,用于空白試驗(yàn))
樣品制備
采集具有代表性的土壤樣品,去除石塊、植物殘?bào)w等雜質(zhì)。
將土壤樣品平鋪在瓷盤中,置于烘箱中,在 60-70℃下烘干(避免高溫導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)損失)。
冷卻后用瑪瑙研缽研磨,過 0.15mm 樣品篩。
將過篩后的樣品裝入潔凈樣品瓶,貼好標(biāo)簽備用。
測(cè)定步驟
稱取 0.1-0.5g(精確至 0.0001g)土壤樣品放入硬質(zhì)試管中,加入 10.0mL 0.8mol/L 重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液,輕輕搖勻,再緩慢加入 20mL 濃硫酸,搖勻后在試管口放一小漏斗(防止蒸發(fā))。
將試管放入預(yù)先加熱至 185-190℃的油浴鍋中,使試管中的液面低于油面,保持油浴溫度在 170-180℃,沸騰 5 分鐘(從試管內(nèi)溶液開始沸騰時(shí)計(jì)時(shí))。
取出試管,冷卻至室溫,將試管內(nèi)溶液連同殘?jiān)哭D(zhuǎn)入 250mL 錐形瓶中,用蒸餾水沖洗試管和漏斗數(shù)次,總用水量不超過 70mL,搖勻。
加入 3-5 滴鄰菲啰啉指示劑,用 0.2mol/L 硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由橙黃色經(jīng)藍(lán)綠色變?yōu)榇u紅色即為終點(diǎn),記錄消耗硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(V)。
同時(shí)做空白試驗(yàn):稱取 0.5g 石英砂代替土壤樣品,其余步驟同上,記錄消耗硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(V0)。
每個(gè)樣品至少測(cè)定 3 次,取平均值作為測(cè)定結(jié)果。
注意事項(xiàng)
樣品稱量量應(yīng)根據(jù)有機(jī)質(zhì)含量調(diào)整,有機(jī)質(zhì)含量高的樣品稱取量少些,反之則多些,使消耗的硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液體積不低于空白試驗(yàn)的 1/3,以保證測(cè)定精度。
油浴溫度和沸騰時(shí)間必須嚴(yán)格控制,否則會(huì)影響氧化程度,導(dǎo)致結(jié)果偏差。
硫酸具有強(qiáng)腐蝕性,操作時(shí)需小心謹(jǐn)慎,避免濺到皮膚和衣物上。
硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液易被氧化,每次使用前需用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)定。
滴定過程中,溶液顏色變化明顯,終點(diǎn)判斷要準(zhǔn)確,若滴定過量,需重新測(cè)定。
試驗(yàn)結(jié)束后,廢液需進(jìn)行處理,避免污染環(huán)境。
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