土壤全氮含量的測(cè)定
1. 測(cè)定原理
樣品在加速劑的參與下,用濃硫酸消煮時(shí),各種含氮有機(jī)化合物,經(jīng)過復(fù)雜的高溫分解反應(yīng),轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮。堿化后蒸餾出來(lái)的氨用硼酸吸收,以酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,求出土壤全氮含量(不包括全部硝態(tài)氮)。
包括硝態(tài)和亞硝態(tài)氮的全氮測(cè)定,在樣品消煮前,需先用高錳酸鉀將樣品中的亞硝態(tài)氮氧化為硝態(tài)氮后,再用還原鐵粉使全部硝態(tài)氮還原,轉(zhuǎn)化成銨態(tài)氮。
2. 試劑
2.1 硫酸:化學(xué)純;
2.2 硫酸或鹽酸:分析純,0.005mol/L硫酸或0.01mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液;
2.3 氫氧化鈉:工業(yè)用或化學(xué)純,10mol/L氫氧化鈉溶液;
2.4 硼酸-指示劑混合液;
2.4-1 硼酸:分析純,2%溶液(W/V);
2.4-2 混合指示劑:0 5g溴甲酚綠和0.1g甲基紅于瑪瑙研缽中,加入少量95%乙醇,研磨至指示劑全部溶解后,加95%乙醇至100ml。使用前,每升硼酸溶液中加 20ml混合指示劑,并用稀堿調(diào)節(jié)至紅紫色(pH值約4.5)。此液放置時(shí)間不宜過長(zhǎng),如在使用過程中pH值有變化,需隨時(shí)用稀酸或稀堿調(diào)節(jié)之。
2.5 加速劑:100g硫酸鉀(化學(xué)純),10g五水合硫酸銅(化學(xué)純),1g硒粉于研缽中研細(xì),必須充分混合均勻。
2.6 高酸鉀溶液:25g高錳酸鉀溶于500ml無(wú)離子水,貯于棕色瓶中;
2.7 1∶1硫酸;
2.8 還原鐵粉:磨細(xì)通過孔徑0.15mm(100目)篩;
2.9 辛醇。
3. 儀器
3.1土壤樣品粉碎機(jī); 3.2 瑪瑙研缽;3.3 土壤篩:孔徑1.0mm(18目);0.25mm(60目);3.4 分析天平:感量為0.0001g;3.5 硬質(zhì)開氏燒瓶:容積 50ml,100ml;3.6 半微量定氮蒸餾裝置;3.7 半微量滴定管:容積 10ml,25ml;3.8 錐形瓶:容積 150ml;3.9 電爐:300W變溫電爐。
4分析步驟
4-1土壤樣品的制備
將通過孔徑 1mm(18目)篩的土樣,在牛皮紙上鋪成薄層,劃分成多個(gè)小方格。用小勺于每個(gè)方格中,取等量的土樣(總量不得少于20g)于瑪瑙研缽中研磨,使之全部通過0.25mm篩。混合均勻后備用。
4-2測(cè)定
4.2-1 稱取風(fēng)干土樣(通過0.25mm篩)1.0000g(含氮約 1mg),同時(shí)測(cè)定土樣水分含量。
4.2-2 土樣消煮
4.2-2-1 不包括硝態(tài)和亞硝態(tài)氮的消煮:
將土樣送入干燥的開氏瓶底部,加少量無(wú)離子水(約0.5-1ml)濕潤(rùn)土樣后,加入2g加速劑和5ml濃硫酸,搖勻。
將開氏瓶?jī)A斜置于300W 變溫電爐上,用小火加熱,待瓶?jī)?nèi)反應(yīng)緩和時(shí)(約10-15min),加強(qiáng)火力使消煮的土液保持微沸,加熱的部位不超過瓶中的液面,以防瓶壁溫度過高而使銨鹽受熱分解,導(dǎo)致氮素?fù)p失。
消煮的溫度以硫酸蒸氣在瓶頸上部1/3處冷凝回流為宜。
待消煮液和土粒全部變?yōu)榛野咨詭ЬG色后,再繼續(xù)消煮1h。
消煮完畢,冷卻,待蒸餾。在消煮土樣的同時(shí),做兩份空白測(cè)定,除不加土樣外,其他操作皆與測(cè)定土樣時(shí)相同。
4.2-2-2包括硝態(tài)和亞硝態(tài)氮的消煮:
將土樣送入干燥的50ml開氏瓶底部,加1ml高錳酸鉀溶液,搖動(dòng)開氏瓶,緩緩加入2ml1∶1硫酸,不斷轉(zhuǎn)動(dòng)開氏瓶,然后放置5min,再加入1滴辛醇。
通過長(zhǎng)頸漏斗將0.5g(±0 01g)還原鐵粉送入開氏瓶底部,瓶口蓋上小漏斗,轉(zhuǎn)動(dòng)開氏瓶,使鐵粉與酸接觸,待劇烈反應(yīng)停止時(shí)(約5min),將開氏瓶置于電爐上緩緩加熱45min(瓶?jī)?nèi)土液應(yīng)保持微沸,以不引起大量水分丟失為宜)。
?;?,待開氏瓶冷卻后,通過長(zhǎng)頸漏斗加2g加速劑和5ml濃硫酸,搖勻。
按4.2.1的步驟,消煮至土液全部變?yōu)辄S絕色,再繼續(xù)消煮1h。消煮完畢,冷卻,待蒸餾。在消煮土樣的同時(shí),做兩份空白測(cè)定。
4.2-3 氨的蒸餾
4.2-3-1 蒸餾前先檢查蒸餾裝置是否漏氣,并通過水的餾出液將管道洗凈。
4.2-3-2 待消煮液冷卻后,用少量無(wú)離子水將消煮液定量地全部轉(zhuǎn)入蒸餾器內(nèi),并用水洗滌開氏瓶 4-5次(總用水量不超過30-35ml)。
于150ml錐形瓶中,加入5ml2%硼酸 -指示劑混合液,放在冷凝管末端,管口置于硼酸液面以上3-4cm處。
然后向蒸餾室內(nèi)緩緩加入20ml10mol/L氫經(jīng)鈉溶液,通入蒸汽蒸餾,待餾出液體積約50ml時(shí),即蒸餾完畢。用少量已調(diào)節(jié)至pH4.5的水洗滌冷凝管的末端。
4.2-3-3 用0.005mol/L硫酸(或0.01mol/L鹽酸)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定餾出液由藍(lán)綠色至剛變?yōu)榧t紫色。記錄所用酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(ml)??瞻诇y(cè)定所用酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,一般不得超過0.4ml。
5. 結(jié)果的表示
5-1 計(jì)算公式
式中:
V———滴定試液時(shí)所用酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,ml;
V0———滴定空白時(shí)所用酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,ml;
CH———酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mol/L;
0.014———氮原子的毫摩質(zhì)量;
m———烘干土樣質(zhì)量,g。
5-2 平行測(cè)定結(jié)果,用算術(shù)平均值表示,保留小數(shù)點(diǎn)后三位。
5-3 平行測(cè)定結(jié)果的相差:土壤含氮量大于0.1% 時(shí),不得超過0.005%;含氮0.1-0.06%時(shí),不得超過0.004%;含氮小于0.06%時(shí),不得超過0.003%。