(完整word版)用吸管法測質地

1、 、實驗方法：吸管法 二、實驗原理: 土粒粒徑分析實驗 土粒的粒徑分析大致分為分散、篩分和沉降 3 個步驟。 1 土粒分散：化學法（酸性土壤加氫氧化鈉，中性土壤加草酸鈉，堿性土壤 加六偏磷酸鈉）、物理法（機械研磨、煮沸法、震蕩法、氣流激蕩法） 2 粗土粒的篩分：常規(guī)粒徑分析只對0.25mnm 勺土粒進行篩分，但由于0.1mm 的顆粒在水中沉降速度太快，用吸管吸取懸液常常得不到好的結果， 因此 篩分范圍可放寬到此到 0.1 伽，即對0.1 伽的土粒進行篩分。 3 細土粒的沉降分離：吸管法沉降分離原理：篩分的細土粒（v 0.1mm）依 據司篤克斯（G. G. Stokes ）定律。 Fr =6二

2、rv (1) 3 4ir (ft - Pf)g Fg 二 18 18L t 2 d （忑-討）g 式中：Fr- (4) 摩擦力，Fg顆粒所受重力，n -水的粘滯度 (g/cm s) , r 顆粒半徑（cm） , v - 顆粒沉降速度（cm/s）, 4/3 n r3 是球體顆粒的體積，p s為顆粒密度 g/cm3, p f為流體的密度 g/cm3, g為重力加速度（981cm/s2）, u t為終端速度cm /s , d為顆粒直徑cm, 顆粒沉降深度L cm,所需時間t s 用沉降法的幾點假設 （1） 顆粒是堅固的球體且表面光滑； （2） 所有顆粒密度相同； （3）顆粒直徑應大到不受流體（水）布

3、朗運動的影響； （4）供沉降分析的懸液必須稀釋到顆粒沉降互不干擾，即每一個顆粒的 沉降都不受鄰顆粒的影響。 （5）環(huán)繞顆粒的流體（水）保持層流運動，沒有顆粒的過快沉降引起流 體的紊流運動。 以上幾點，除（ 3）、（4）可以大致滿足外，（ 5）很難完全保證，（1）、（2） 兩條根本無法滿足。細土粒不是球形的（大多為扁平狀） ，表面也不光滑，其密 度也不相同，只有大多硅酸鹽的密度在 2.6 2.7 g/cm3 之間，其他重礦物和氧 化鐵的密度可達到 5.0 g/cm3 或更高，所以粒徑分析只能給出近似的結果。 具體測定各級細土粒的方法，可根據 Stokes 定律，按公式（ 4）計算某一 粒徑的土粒

4、沉降到深度 L（ L 一般取 10cm 所需時間。在測定前用特制的攪拌棒 均勻地攪拌顆粒懸液（見測定程序 5.4.3.3 ），在沉降一開始記時，按公式（ 4） 計算的沉降時間用移液管在深度 L 處緩慢吸取一定容量的懸液，烘干稱重，由 此可計算小于某一相應粒徑土粒的累積量。兩次測定的累積量相減可得某一粒 徑范圍的土粒量。 三、儀器及設備 吸管；吸管架；攪拌棒；洗耳球；沉降筒：即為 1000mL 量筒；洗篩直徑 6cm, 篩網孔徑 0.25mm 50mL 量筒；皮頭玻棒；250mL 高型燒杯；50mL 小燒杯，電 熱板；烘箱；天平（感量 0.01g ;感量 0.001g ;感量 O.OOOIg）等

5、。 四、試劑： 1 六偏磷酸鈉溶液c1/6（NaPO3）6 =0.5mol L-1:51g 六偏磷酸鈉 1/6（NaPO3）6,化學純溶于水，稀釋至 1L （用于堿性土壤）。 2 過氧化氫溶液3（H2O2）=6%: 200mL 過氧化氫溶液3 （H2O2）=30%稀釋至 1L 3 異戊醇(CH3)2CHCH2CH2OH 化學純 五、測定步驟 1 樣品處理 (1) 稱取過 1mm 篩的風干土樣約 20g-m1， 精確至 0.01g， 放入 250ml高型 燒杯中。根據換算系數 K 求得烘干土質量 m2。 (2) 加少量蒸餾水使土樣濕潤。然后加入過氧化氫( 3(H2O2)=6% 20mL 用 玻璃

6、棒攪拌，使有機質充分與過氧化氫接觸反應。反應過程中會產生大量氣泡， 過量的過氧化氫用加熱方法去除。 2 制備懸液 (1) 分散 向高型燒杯中加 c1/6(NaPO3)6= 0.5mol L-l溶液 10mL 然后 加蒸餾水至 150 mL 將懸液在電熱板上煮沸，在沸騰前應用玻棒經常攪動土粒， 以防止土粒粘底，保持沸騰 1h。煮沸時特別要注意用異戊醇消泡，以免溢出。 (2) 篩分和定容 將分散好的樣品轉移到 1000mL 的沉降筒中。沉降筒上置一直 徑 7cm9cm 的漏斗，上面再放一直徑 6cm,孔徑 0.25mm 標準篩，將分散好的土 樣全部過篩，并用橡皮頭玻棒輕輕地將土粒洗擦，用蒸餾水沖冼

7、標準篩，確認 小于0.25mm 直徑的土壤顆粒全部轉移到沉降筒中。特別注意沖洗到沉降筒的水 量不能超過 1000mL 然后加蒸餾水到沉降筒中定容至 1000 mL 備用。 (3) 稱量大于 0.25mm 顆粒 在小于 0.25mm 孔徑的土樣顆粒全部轉移到沉降筒后， 將篩上的土粒轉移到小燒杯中，傾去清水，在電熱板上蒸干，放入 105C110C 烘箱中烘至恒重，在感量為 0.001g 的天平上稱量，然后計算 1mn0.25mm 土粒 質量 m3。 3 細土粒的沉降分析 測量實驗室當時的水溫，按水溫計算 0.05mm 0.01mm 0.001mm 土粒沉降 至10cm 處所需的時間。用攪拌棒攪拌懸

8、液 1mi n,攪拌懸液時上下速度要均勻， 一般速度為上下各 30 次。攪拌棒向下時一定要觸及沉降筒底部，使全部土粒都 能懸浮。攪拌棒向上時，有孔金屬片不能露出液面，一般至液面下 3cm 5cm 即 可，否則會使空氣壓入懸液，致使懸液產生渦流，影響土粒沉降規(guī)律。沉降時 間以攪拌結束為起始時間。 用吸管吸取懸液操作，事先應反復練習，以避免實際操作時的失誤。 分別吸取 9.431mL 0.05mm 顆粒、0.01mm 顆粒和0.001mm 顆粒懸液于吸 管中，懸液全部移入 50mL 的小燒杯內，并用蒸餾水沖冼吸管壁，使吸附在吸管 壁上的土粒全部沖入小燒杯內。然后將小燒杯內的懸液在電熱板上蒸干(特別

9、 小心防止懸液濺出)再移至 105C110C烘箱中烘至恒重，在天平上稱量(感 量 0.0001g)，然后計算0.05mm 顆粒質量 m4 0.01mm 顆粒質量 m5 和0.001mm 顆粒的質量 m6 4 分散劑空白測定 吸取 10mL 分散劑，放入沉降處理品，定容至 1000mL 攪勻，和樣品同樣 吸取9.431mL 于知質量的 50mL 燒杯中，蒸干烘至恒重，在天平上稱量(感量 0.0001g),然后計算分散劑質量 m7。 六、計算結果 一般以烘干土為計算基礎，求得各粒級所占百分比。烘干土質量 m2 二 (1) 1mn0.25mm 顆粒含量%= 旦100 m2 (2) 0.05mm-0.

10、01mm 顆粒含量 %= 血一叫)ts 100 m2 (3) 0.01mm- 0.001mm 顆粒含量 %=宀6)ts 100 m2 (4) 0.001mm 顆粒含量%=血如 ts 100 (5) 0.25mmr 0.05mm 顆粒含量 =100% + (2) + (3) +% m2 式中：m風干土質量，g; K 為風干土換算為烘干土的系數； m 2 - 烘干土質量，g; m 3 - 1mmr 0.25mm 顆粒質量，g; m 4 - 0.05mm 顆粒與分散劑質量，g; m 5 - 0.01mm 顆粒與分散劑質量，g; m 6 - 0.001mm 顆粒與分散劑質量，g; m 7分散劑質量，g; ts 分取倍數，1000/9.431。 列表說明土壤的顆粒分析結果，根據表 5-3 中國土壤質地分類表查出土 壤質地。 測定允差 取三份土樣進行平行測定，吸管法允許平行絕對誤差：粘粒級 1%粉砂粒 級2% （中國科學院南京土壤研究所，1978） - 隨地名林 特幣；n