土壤陽離子交換量測(cè)定(共3頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實(shí)驗(yàn)四  土壤陽離子交換量的測(cè)定       土壤是環(huán)境中污染物遷移、轉(zhuǎn)化的重要場(chǎng)所，土壤膠體以其巨大的比表面積和帶電性，而使土壤具有吸附性。在土壤膠體雙電層的擴(kuò)散層中，補(bǔ)償離子可以和溶液中相同電荷的離子以離子價(jià)為依據(jù)作等價(jià)交換，稱為離子交換。土壤的吸附性和離子交換性能又使它成為重金屬類污染物的主要?dú)w宿。 土壤陽離子交換性能，是指土壤溶液中的陽離子與土壤固相的陽離子之間所進(jìn)行的交換作用。它是由土壤膠體表面性質(zhì)所決定。土壤膠體指土壤中粘土礦物與腐殖酸以及相互結(jié)合形成的復(fù)雜的有機(jī)礦物質(zhì)復(fù)合體，

2、其所吸收的陽離子包括K+、Na+、Mg2+、NH4+、H+、Al3+等。土壤交換性能對(duì)于研究污染物的環(huán)境行為有重大意義，它能調(diào)節(jié)土壤溶液的濃度，保證土壤溶液成分的多樣性，因而保持了土壤溶液的“生理平衡”，同時(shí)還可以保持各種養(yǎng)分免于被雨水淋失。土壤交換性能的分析包括陽離子交換量的測(cè)定、交換性陽離子分析及鹽基飽和度的計(jì)算。 陽離子交換量（Cation Exchange Capacty，簡稱CEC），是指土壤膠體所能吸附的各種陽離子的總量，以每千克土壤的厘摩爾數(shù)表示（cmol/kg）。陽離子交換量的大小，可作為評(píng)價(jià)土壤保肥能力的指標(biāo)。陽離子交換量是土壤緩沖性能的主要來源，是改良土壤和合理施肥的重要依

3、據(jù)。因此，對(duì)于反映土壤負(fù)電荷總量及表征土壤性質(zhì)重要指標(biāo)的陽離子交換量的測(cè)定是十分重要的。 土壤陽離子交換量的測(cè)定受多種因素的影響，如交換劑的性質(zhì)、鹽溶液濃度和pH、淋洗方法等，必須嚴(yán)格掌握操作技術(shù)才能獲得可靠的結(jié)果。 聯(lián)合國糧農(nóng)組織規(guī)定用于土壤分類的土壤分析中使用經(jīng)典的中性乙酸銨法或乙酸鈉法。中性乙酸銨法也是我國土壤和農(nóng)化實(shí)驗(yàn)室所采用的常規(guī)分析方法，適于酸性和中性土壤。最近的土壤化學(xué)研究表明，對(duì)于熱帶和亞熱帶的酸性、微酸性土壤，常規(guī)方法由于浸提液pH值和離子強(qiáng)度太高，與實(shí)際情況相差較大，所得結(jié)果較實(shí)際情況偏高很多。新方法是將土壤用BaCl2 飽和，然后用相當(dāng)于土壤溶液中離子強(qiáng)度那樣濃度的BaC

4、l2溶液平衡土壤，繼而用MgSO4交換Ba測(cè)定酸性土壤陽離子交換量。 石灰性土壤陽離子交換量的測(cè)定方法有NH4ClNH4OAc法、Ca(OAc)2法和NaOAc法。目前應(yīng)用的較多、而且認(rèn)為較好的是NH4ClNH4OAc法，其測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確、穩(wěn)定、重現(xiàn)性好。NaOAc法是目前國內(nèi)廣泛應(yīng)用于石灰性土壤和鹽堿土壤交換量測(cè)定的常規(guī)方法。 隨著土壤分析化學(xué)的發(fā)展，現(xiàn)在已有了測(cè)定土壤有效陽離子交換量的方法。如美國農(nóng)業(yè)部規(guī)定用求和法測(cè)定陽離子交換量；對(duì)于可變電荷為主的熱帶和亞熱帶地區(qū)高度風(fēng)化的土壤，國際熱帶農(nóng)業(yè)研究所建議測(cè)定用求和法土壤有效陽離子交換量（ECEC）；最近國際上又提出測(cè)定土壤有效陽離子交換量（E

5、CEC或Q+，E）和潛在陽離子交換量（PCEC或Q+，P）的國際標(biāo)準(zhǔn)方法，如ISO 11260：1994（E）和ISO 13536：1995（P），這兩種國際標(biāo)準(zhǔn)方法適合于各種土壤類型。        1. 深刻理解土壤陽離子交換量的內(nèi)涵及其環(huán)境化學(xué)意義。       2. 掌握土壤陽離子交換量的測(cè)定原理和方法。        本實(shí)驗(yàn)采用的是快速法來測(cè)定陽離子交換量。土壤中存在的各種陽離子可被某些

6、中性鹽（BaCl2）水溶液中的陽離子（Ba2+）等價(jià)交換。由于在反應(yīng)中存在交換平衡，交換反應(yīng)實(shí)際上不能進(jìn)行完全。當(dāng)增大溶液中交換劑的濃度、增加交換次數(shù)時(shí)，可使交換反應(yīng)趨于完全。交換離子的本性，土壤的物理狀態(tài)等對(duì)交換反應(yīng)的進(jìn)行程度也有影響。       再用強(qiáng)電解質(zhì)（硫酸溶液）把交換到土壤中的Ba2+交換下來，這由于生成了硫酸鋇沉淀，而且氫離子的交換吸附能力很強(qiáng)，使交換反應(yīng)基本趨于完全。這樣通過測(cè)定交換反應(yīng)前后硫酸含量的變化，可以計(jì)算出消耗硫酸的量，進(jìn)而計(jì)算出陽離子交換量。用不同方法測(cè)得的陽離子交換量的數(shù)值差異較大，在報(bào)告及結(jié)果應(yīng)用時(shí)應(yīng)

7、注明方法。        1. 儀器       （1）離心機(jī)：北京產(chǎn)CD5A型離心機(jī)       （2）離心管：100 mL       （3）錐形瓶：100 mL       （4）量筒：50 mL    

8、   （5）移液管：10 mL 、25 mL       （6）堿式滴定管：25 mL       2. 試劑        （1）氯化鋇溶液：稱取60 g氯化鋇（BaCl2·2H2O）溶于水中，轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶中，用水定容。       （2）0.1%酚酞指示劑（WV）

9、：稱取0.1 g酚酞溶于100 mL醇中。       （3）硫酸溶液（0.1 mol/L）：移取5.36 mL濃硫酸至1000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度。       （4）標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液（0.1 mol/L）：稱取2 g氫氧化鈉溶解于500 mL煮沸后冷卻的蒸餾水中。其濃度需要標(biāo)定。       標(biāo)定方法：各稱取兩份0.5000g鄰苯二甲酸氫鉀（預(yù)先在烘箱中105 烘干）于25

10、0 mL錐形瓶中，加100 mL煮沸后冷卻的蒸餾水溶解，再加4滴酚酞指示劑，用配制好的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡紅色。再用煮沸后冷卻的蒸餾水做一個(gè)空白試驗(yàn)，并從滴定鄰苯二甲酸氫鉀的氫氧化鈉溶液的體積中扣除空白值。計(jì)算公式如下：  式中：W 鄰苯二甲酸氫鉀的重量，g；          V1 滴定鄰苯二甲酸氫鉀消耗的氫氧化鈉體積，mL；          V0 滴定蒸餾水空白消耗的氫氧化鈉體

11、積，mL；          204.23 鄰苯二甲酸氫鉀的摩爾質(zhì)量，g/mol。       取4只100 mL離心管，分別稱出其重量（準(zhǔn)確至0.0001 g,下同）。在其中2只加入1.0 g污灌區(qū)表層風(fēng)干土壤樣品，其余2只加入1.0 g深層風(fēng)干土壤樣品，并作標(biāo)記。向各管中加入20 mL氯化鋇溶液，用玻棒攪拌4 min后，以3000r/min轉(zhuǎn)速離心至下層土樣緊實(shí)為止。棄去上清液，再加20 mL氯化鋇溶液，重復(fù)上述操作。 &

12、#160;      在各離心管內(nèi)加20 mL蒸餾水，用玻棒攪拌1 min后，離心沉降，棄去上清液。稱出離心管連同土樣的重量。移取25.00 mL 0.1 mol/L硫酸溶液至各離心管中，攪拌10 min后，放置20 min，離心沉降，將上清液分別倒入4只試管中。再從各試管中分別移取10.00 mL上清液至4只100 mL錐形瓶中。同時(shí)，分別移取10.00 mL 0.1 mol/L硫酸溶液至另外2只錐形瓶中。在這6只錐形瓶中分別加入10 mL蒸餾水、1滴酚酞指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉滴定，溶液轉(zhuǎn)為紅色并數(shù)分鐘不褪色為終點(diǎn)。  &

13、#160;     按下式計(jì)算土壤陽離子交換量（CEC）： 式中：CEC 土壤陽離子交換量，cmol/kg；         A 滴定0.1 mol/L硫酸溶液消耗標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液體積，mL；          B 滴定離心沉降后的上清液消耗標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液體積，mL；        &#

14、160;G 離心管連同土樣的重量，g；         W 空離心管的重量；g；          W0 稱取的土樣重，g；         N 標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液的濃度，mol/L。       1. 解釋說明兩種土壤陽離子交換容量的差異。        2. 除了實(shí)驗(yàn)中所用的方法外，還有那些方法可以用來測(cè)定土壤陽離子交換容量？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？