500噸pH10的水調整酸堿度到底想要多少磷酸？

昨天中午正在午睡接到一個電話，在睡夢中很多信息都是斷片狀态，但是醒來後一個信息和内容一直在我腦海中環繞——“有500噸pH10的水，現在因為灌溉需要調整酸堿度到中性，他們選擇了檸檬酸和磷酸，根據計算隻需要3公斤磷酸。”說實在的我現在也沒有搞清楚他們是怎麼算的？為了給自己解惑，也給大家答疑，下面我們一起來分析一下這個問題。

首先、什麼是土壤酸堿度？

土壤中存在着各種化學和生物化學反應，表現出不同的酸性或堿性。土壤酸堿性的強弱，常以酸堿度來衡量。土壤之所以有酸堿性，是因為在土壤中存在少量的氫離子和氫氧離子。土壤溶液中的氫離子和氫氧根的構成狀況形成了土壤酸堿性，當氫離子大于氫氧根時，稱之為酸性；當氫氧根大于氫離子，稱之為堿性，用pH值表示。土壤的酸堿性深刻影響着作物的生長和土壤微生物的變化，也影響着土壤物理性質和養分的有效性。我國土壤酸堿性分為七級強酸性（＜4.5）、酸性（4.5 ~ 5.5）、弱酸性（5.5 ~ 6.5）、中性（6.5 ~ 7.5）、弱堿性（7.5~8.5）、堿性（8.5~9.5）、強堿性（＞9.5）。

其次、土壤堿性形成機理？

形成堿性反應的主要機理是堿性物質水解反應産生的OH-，土壤堿性物質包括鈣、鎂、鈉的碳酸鹽和重碳酸鹽，以及膠體表面吸附的交換性鈉。

第三、pH與酸堿性的概念

根據國家标準《水質 PH值的測定 玻璃電極法》（GB 6920-1986）中的定義：

pH是從操作上定義的。

對于溶液x，測出伽伐尼電池參比電極1KC1濃溶液H溶液×|H2|pt的電動勢EX。将朱知pH（X）的溶液X換成标準pH溶液S，同樣測出電池的電動勢ES，則

pH（X）＝pH（S） （Es—Ex）F/（RTIn10）

因此，所定義的pH是無量綱的量。pH沒有理論上的意義，其定義為一種實用定義。但是在物質的量濃度小于0.1mo1.dm-3的稀薄水溶液有限範圍，既非強酸性又非強堿性（Z＜pH＜12）時，則根據定義有

pH＝-Log10［C（H＋）y/（mo1.dm3）］±0.02

式中C（（H ）代表氫離子H＋的物質的量濃度，y代表溶液中典型1，—1價電解質的活度系數。

當氫離子大于氫氧根時，稱之為酸性；當氫氧根大于氫離子，稱之為堿性，用pH值表示。

第四、pH标準溶液

測量pH時，按水樣呈酸性，中性和堿性三種可能，常配制以下三種标準溶液

堿性pH标準溶液（pH9.180 25℃）

為了使晶體具有一定的組成，應稱取與飽和溴化鈉（或氯化鈉加蔗糖溶濃（室溫）共同放置在幹燥器中平衡兩晝夜的硼砂（Na2B4O7.10H2O）3.80g，溶于水并在容量瓶中稀釋1L。

第五、pH10的水中有多少氫氧根，需要多少氫離子呢？

pH=10的水中按照強酸強堿溶液計算，溶液中的氫氧根濃度為0.0001；對應的需要的氫離子也是0.0001，需要的酸就是pH=4的酸溶液等量中和。

第六、500噸pH10的水中有多少氫氧根，需要多少磷酸中和呢？

對于這個關鍵問題就是500噸氫氧根濃度為0.0001，溶液需要500噸氫離子也是0.0001。簡而言之：我們需要500噸pH=4的磷酸。

pH=4的磷酸的濃度是多少呢？

磷酸又叫正磷酸，化學式H3PO4，分子量為97.994，是一種常見的無機酸，是中強酸。磷酸是三元中強酸，分三步電離，不易揮發，不易分解，有一定氧化性。具有酸的通性。pKa1：2.12pKa2：7.21；pKa3：12.67。由于磷酸不是強酸不能完全電離，目前沒有見到相關數據，本人2009年做過磷酸脲的溶解性試驗，根據我們試驗結果40%的磷酸脲溶液的pH≈4.

磷酸脲的飽和溶液pH等于1.89；根據資料1%的磷酸大概是pH等于1.5，所以按照系數磷酸不會電解反應計算0.005%的磷酸pH約等于4.也就是說飽和磷酸1公斤可以稀釋20噸pH=4的磷酸溶液。500噸對應的應該是25公斤。

上面的計算僅僅是理論計算，實際上水中含有大量的鈣鎂等離子，還有一些有機物質；空氣中的二氧化碳一直在平衡中，磷酸還有電離反應，實際上需要遠遠大于這個數字。具體500噸pH的水需要多少磷酸中和，肯定不是幾公斤，應該也不是20公斤，建議做少量的中和試驗和中和滴定，在做考慮。

總之，鹽堿地改良一定要分清楚鹽堿再談改良，酸堿平衡一定要講究酸堿的特性!

本書部分内容節選自，梁飛、李智強、張磊共同主編，中國農業出版社2018年11月正式出版的《鹽堿地改良技術實用問答及案例分析》一書

作者信息：新疆農墾科學院梁飛，本文嚴禁未授權轉載在公衆号或者其他今日條以外平台，歡迎大家頭條轉發和分享！

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