一、樣品及指标信息
樣 品:土壤
分析指标:總有機碳、顆粒态有機質、礦物結合态有機質
二、實驗步驟2.1 土壤有機碳SOC
重鉻酸鉀外加熱法
試劑
所有試劑除注明者外,均為分析純。實驗用水為蒸餾水或去離子水或相當濃度的水。
(1)0.8mol/L (1/6 K2Cr2O7)的标準溶液:準确稱取經130 ℃烘幹的分析純重鉻酸鉀(K2Cr2O7)39.2245 g溶于500 ml蒸餾水中,冷卻後稀釋至1 L。
(2)濃硫酸
(3)0.2mol/L FeSO4标準溶液:準确稱取分析純硫酸亞鐵 (FeSO4▪7H2O)56.0 g,溶解于蒸餾水中,加濃硫酸(H2SO4)5 ml,然後加水稀釋至1 L。此溶液的标準濃度,可以用0.0167 mol/L重鉻酸鉀(K2Cr2O7)标準溶液标定。
(4)0.2mol/L FeSO4标準溶液标定方法:吸取重鉻酸鉀标準溶液20 mL于150 mL三角瓶中,加濃硫酸3 mL,鄰菲羅啉顯色劑3—5滴,用硫酸亞鐵滴定,根據硫酸亞鐵消耗量,計算硫酸亞鐵标準溶液濃度。
C1—重鉻酸鉀标準溶液濃度mol/L
V1—吸取的重鉻酸鉀标準溶液的體積mL
C2—硫酸亞鐵标準溶液濃度mol/L
V2—滴定時消耗硫酸亞鐵溶液的體積mL
(5)鄰啡羅啉指示劑:稱取分析純鄰啡羅啉1.485 g,化學純硫酸亞鐵(FeSO4▪7H2O)0.695 g,溶于100 ml蒸餾水中,貯于棕色滴瓶中(此指示劑以臨用時配制為好)。
儀器
分析天平(0.0001 g)、硬質試管、長條臘光紙、油浴鍋 、鐵絲籠(消煮時插試管用)、溫度計(0—360℃)、滴定管(25 ml)、吸管(10 ml)、三角瓶(250 ml)、小漏鬥、量筒(100 ml)、角匙、滴定台、吸水紙、滴瓶(50 ml)、試管夾、吸耳球、試劑瓶(500ml)。
測定步驟
(1)在分析天平上準确稱取通過100目篩子(0.149 mm)的土壤樣品0.1—1g(精确到0.0001 g),用長條臘光紙把稱取的樣品全部倒入幹的硬質試管中,用移液管緩緩準确加入0.8mol/L重鉻酸鉀(1/6 K2Cr2O7)溶液5 ml(在加入約3 ml時,搖動試管,以使土壤分散)。
(2)加入濃H2SO4 5 ml充分搖勻,在試管口加一小漏鬥。(冷凝蒸出的水汽)
(3)預先将液體石蠟油或植物油浴鍋加熱至185—190℃,将試管放入鐵絲籠中,然後将鐵絲籠放入油浴鍋中加熱(每籠中均有1—2個空白試管),放入後溫度應控制在170—180℃,待試管中液體沸騰發生氣泡時開始計時,煮沸5分鐘,取出試管,稍冷,擦淨試管外部油液。
(4)冷卻後,将試管内容物小心仔細地全部洗入250 ml的三角瓶中,使瓶内總體積在60~70 ml,保持其中硫酸濃度為1~1.5 mol/L,此時溶液的顔色應為橙黃色或淡黃色。然後加鄰啡羅啉指示劑3~4滴,用0.2 mol/l的标準硫酸亞鐵(FeSO4)溶液滴定,溶液由橙黃色→藍綠色→淡綠色→棕紅色即為終點。
(5)在測定樣品的同時必須做2~3個空白試驗,記取FeSO4滴定毫升數(V0),取其平均值。可用石英砂代替樣品,其他過程同上。
結果計算
在本反應中,有機質氧化率平均為90%,所以氧化校正常數為100/90,即為1.1。有機質中碳的含量為58%,故58 g碳約等于100 g有機質,1g碳約等于1.724 g有機質。
由前面的兩個反應式可知:1 mol的K2Cr2O7可氧化3/2mol的C,滴定1 mol K2Cr2O7,可消耗6 mol FeSO4,則消耗1 mol FeSO4即氧化了3/2×1/6×C=C=3
計算公式為:
式中:
V0—滴定空白液時所用去的硫酸亞鐵毫升數。
V—滴定樣品液時所用去的硫酸亞鐵毫升數。
N—标準硫酸亞鐵的濃度。mol/L
3—1/4碳原子的摩爾質量(g/mol)
2.2、顆粒态有機質、礦物結合态有機質
10g風幹土樣放入30mL(Na)6(PO3)6 (5g/L)裡,以轉速90r/min往複振蕩18h,将分散液過53um篩,并用純淨水沖洗至篩下水為無色,将留于篩上的有機物質轉移到幹淨的盤中,60℃條件下烘幹,即分離出總POM;篩下部分(<53um)為礦物結合态有機質,用水浴鍋(90℃)蒸幹後在用烘箱烘幹(12h);後采用重鉻酸鉀外加熱法測定(同有機碳後續操作)。
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