土壤中阳离子交换量的测定方法

土壤阳离子交换量的测定

1.定义

2.测定原理

Ⅰ.1mol/L乙酸铵交换法（淋洗法）

Ⅱ.三氯化六氨合钴浸提分光光度法（HJ889-2017）

注意：当试样中溶解的有机质较多时，有机质在475nm处也有吸收，影响阳离子交换量的测定结果。可同时在380nm处测量试样吸光度，用来校正可溶有机质的干扰。

假设A1和A2分别为试样在475nm和380nm处测量所得的吸光度,则试样校正吸光度(A)为:

A=1.025A1-0.205A2

3.试样的测定（乙酸铵交换法）

试剂

1mol/L乙酸铵溶液（pH7.0）：77.09g乙酸铵（CH3COONH4，化学纯）用水溶解，稀释至近1L。如pH不在7.0，则用1:1氨水或稀乙酸调节至pH7.0，然后稀释至1L。（检验钙离子之前加入）

乙醇溶液（工业用，必须无NH4+）。（洗去土粒表面多余的乙酸铵）

液体石蜡（化学纯）。（消泡、破乳）

甲基红-溴甲酚绿混合指示剂：0.099g溴甲酚绿和0.066g甲基红于玛瑙研钵中，加少量乙醇，研磨至指示剂完全溶解为止，最后加乙醇至100mL。（检查铵离子）

20g/L硼酸指示剂溶液：20g硼酸（H3BO3，化学纯）溶于1L水中。

每升硼酸溶液中加入甲基红-溴甲酚绿混合指示剂20mL，并用稀酸或稀碱调节至紫红色（葡萄酒色），此时该溶液的pH为4～5。（吸收液）

0.05mol/L盐酸标准溶液：每升水中注入4.5mL浓盐酸，充分混匀，用硼砂标定。

标定剂硼砂（Na2B4O7·10H2O，分析纯）必须保存于相对湿度60%～70%的空气中，以确保硼砂含10个水合水，通常可在干燥器的底部放置氯化钠和蔗糖的饱和溶液（并有二者的固体存在），密闭容器中空气的相对湿度即为60%～70%。

0.05mol/L盐酸标准溶液标定方法：称取2.3825g硼砂溶于水中，定容至250mL，得0.05mol/L硼砂标准溶液[C（1/2Na2B4O7）＝0.05mol/L]。吸取上述溶液25.00mL于250mL锥形瓶中，加2滴溴甲酚绿-甲基红指示剂（或2g/L甲基红指示剂），用配好的0.05mol/L盐酸溶液滴定至溶液变酒红色为终点（甲基红的终点为由黄色突变为微红色）。同时做空白试验。盐酸标准溶液的浓度按式计算，取三次标定结果的平均

pH10缓冲溶液：67.5g氯化铵溶于无二氧化碳水，加入新开瓶的浓氨水（密度0.9g/mL，含氨250g/L）570mL,用水稀释至1L，贮于塑料瓶。

K-B指示剂:0.5g酸性铬蓝K和0.1g萘酚绿，与100g、105℃烘干的NaCl一同研细磨匀，越细越好，贮于棕色瓶。（检查钙离子）

固体氧化镁：将氧化镁（化学纯）放于镍蒸发器内，在500～600℃高温电炉中灼烧半h，冷却后贮藏在密闭的玻璃器皿内。

纳氏试剂：134g氢氧化钾（KOH，分析纯）溶于460mL水中；20g碘化钾（KI分析纯），溶于50mL水中，加入大约32g碘化汞（HgI2，分析纯），使溶解至饱和状态。然后将两溶液混合即成。

3.试样的测定（乙酸铵交换法）

乙酸铵交换

1.称取通过2mm筛孔的风干样2.0g，质地较轻的土壤称5.0g，放入100mL离心管（250ml）中，沿离心管壁加入少量1mol/L乙酸铵溶液，用橡皮头玻璃棒搅拌土样，使其成为均匀的泥浆状态。

2.再加1mol/L乙酸铵溶液至总体积约60mL，并充分搅拌均匀，然后用1mol/L乙酸铵溶液洗净橡皮头玻璃棒，溶液收入离心管内。

3.将离心管成对放在粗天平的两盘上，用乙酸铵溶液使之质量平衡。平衡好的离心管对称地放入离心机中，离心3～5min，转速3000～4000r/min，如不测定交换性盐基，离心后的清液即弃去，如需要测定交换性盐基时，每次离心后的清液收集在250mL容量瓶中，如此用1mol/L乙酸铵溶液处理3～5次，直到最后浸出液中无钙离子反应为止。最后用1mol/L乙酸铵溶液定容，用于测定交换性盐基。

注：取最后一次乙酸铵浸出液5ml放在试管中，加pH=10的缓冲液1ml，加少许K-B指示剂，如溶液呈蓝色，表示无钙离子；如呈紫红色，表示有钙离子，还要用乙酸铵继续浸提。

铵离子洗脱

4.向载土的离心管中加入少量工业用乙醇，用橡皮头玻璃棒搅拌土样，使其成为泥浆状态，再加乙醇约60mL，用橡皮头玻璃棒充分搅匀，以便洗去土粒表面多余的乙酸铵，切不可有小土团存在。

5.然后将离心管成对放在粗天平的两盘上，用乙醇溶液使之质量平衡，并对称放入离心机中，离心3～5min，转速3000～4000r/min，弃去乙醇溶液。如此反复用乙醇洗3-4次，直至最后一次乙醇溶液中无铵离子为止，用甲基红-溴甲酚绿混合指示剂检查铵离子。

蒸馏收集氨

6.洗净多余的铵离子，用水冲洗离心管的外壁，往离心管内加少量水，并搅拌成糊状，用水把泥浆洗入150mL凯氏瓶中，并用橡皮头玻璃棒擦洗离心管的内壁，使全部土样转入凯氏瓶内，洗入水的体积应控制在50～80mL，蒸馏前往凯氏瓶内加2mL液状石蜡和1g氧化镁，立即把凯氏瓶装在蒸馏装置上。

7.将盛有25mL20g/L硼酸指示剂吸收液的锥形瓶（250mL）用缓冲管连接在冷凝管的下端。打开螺丝夹（蒸气发生器内的水要先加热至沸腾），通入蒸气，随后摇动凯氏瓶内的溶液使其混合均匀。打开凯氏瓶下的电炉，接通冷凝系统的流水。用螺丝夹调节蒸气流速度，使其一致，蒸馏约20min，馏出液约达80mL以后，用甲基红-溴甲酚绿混合指示剂（或纳氏试剂）检查蒸馏是否完全。

8.检查方法：取下缓冲管，在冷凝管下端取几滴馏出液于白瓷比色板的凹孔中，立即往馏出液内加1滴甲基红-溴甲酚绿混合指示剂。若呈紫红色，则表示氨已蒸完，若呈蓝色，需继续蒸馏（如加一滴纳氏试剂，无黄色反应，即表示蒸馏完全）。

9.将缓冲管连同锥形瓶内的吸收液一起取下，用水冲洗缓冲管的内外壁（洗入锥形瓶内），然后用盐酸标准溶液滴定。同时做空白试验。

3.试样的测定（乙酸铵交换法）

4.结果计算

5.注意事项

①按标准方法规定步骤将样品处理3～5次,不能完全处理土样中的钙离子反应。实践表明,每次将样品处理6～7次,才能满足浸出液中无钙离子反应的要求。

②样品再反复用95%乙醇洗,往载土的离心管中加入少量的乙醇，用橡皮头玻璃棒搅拌土样,使其成为泥浆状态,再加乙醇约60ml,以便洗去土样表面多余的乙酸铵,切不可有小土团存在。

③样品反复用乙醇洗至最后一次乙醇清液中无铵离子为止,这样才能确保样品测定结果准确可靠。

淋洗不完全:未将交换剂全部洗掉会产生正误差;

淋洗过头:易水解的被洗去产生负误差,

洗涤剂:如乙醇能溶解土壤OM,不能用太多来洗，否则产生负误差。也可用异丙醇代替。

6.试样的测定（分光光度法）

试剂

(1)三氯化六氨合钴[Co(NH3)6Cl3]:优级纯。

(2)三氯化六氨合钴溶液:c[Co(NH3)6Cl3]=1.66cmol/L。

(3)准确称取4.458g三氯化六氨合钴溶于水中，定容至1000ml,4C低温保存。

试样制备

(1)将风干样品过尼龙筛(1.7mm，10目)，充分混匀。

(2)称取3.5g混匀后的样品，置于100ml离心管中，加入50.0ml三氯化六氨合钴溶液，旋紧离心管密封盖，置于振荡器上，在(20±2)℃条件下振荡(60±5)min,调节振荡频率，使土壤浸提液混合物在振荡过程中保持悬浮状态。

(3)以4000r/min离心10min，收集上清液于比色管中，24h内完成分析。

(4)用实验用水代替土壤，按照与试样的制备相同步骤进行实验室空白试样的制备。

校准曲线和试样的测试

(1)分别量取0.00ml、1.00ml、3.00ml、5.00ml、7.00ml、9.00ml三氯化六氨合钴溶液于6个10ml比色管中,分别用水稀释至标线，三氯化六氨合钴的浓度分别为0.000cmol/L、0.166cmol/L、0.498cmol/L、0.830cmol/L、1.16cmol/L和1.49cmol/L。

(2)用10mm比色皿在波长475nm处，以水为参比，分别测量吸光度。以标准系列溶液中三氯化六氨合钴溶液的浓度(cmol/L)为横坐标，以其对应吸光度为纵坐标，建立标准曲线。

(3)试样测定：按照与标准曲线的建立相同的步骤进行试样的测定。

(4)空白试验：按照与试样测定相同的步骤进行空白试样的测定。

7.结果计算（容量法）

8.两种方法的比较