土壤中水溶性SO42-化学分析方法对比

*马云飞 马琢琪 张旭光

(1.吉林省水利水电勘测设计研究院科学试验研究院 吉林 130012

2.吉林出入境检验检疫技术中心 吉林 130062)

土壤中水溶性SO42-化学分析方法对比

*马云飞1马琢琪1张旭光2

(1.吉林省水利水电勘测设计研究院科学试验研究院 吉林 130012

2.吉林出入境检验检疫技术中心 吉林 130062)

土壤中水溶性硫酸根离子的化学分析有很多种方法,近年来通过不断的改进大大提高了测试精度,本文总结了常见的方法,并通过实际样品测试对比了重量法、铬酸钡容量法和EDTA络合滴定法的结果,为试验人员在方法的选择上提供借鉴.

硫酸根离子;化学分析;重量法;铬酸钡容量法;EDTA络合滴定法

硫酸盐在自然界中如地下水、地面水、土壤中广泛存在.土壤中水溶性硫酸根离子的测定在农业、工程、化学、环境、饮用水等领域均有重要作用,近年来也形成了很多固定的方法,一般常见的硫酸根离子的化学分析方法有重量法、铬酸钡容量法、EDTA络合滴定法、离子色谱法、铬酸钡分光光度法、硫酸钡比浊法、硅胶管快速测定法等.重量法是测定硫酸根的标准方法,最为准确,但是过程繁琐,耗时耗力,不适于样品的批量分析;适用范围为硫酸根离子含量在10mg/L～5000mg/L;另外样品中的二氧化硅、亚硫酸盐会导致结果偏高,铁、铬则导致结果偏低.铬酸钡容量法较为快速,但是耗费药品,精密度一般,适用于0.25mg/L～250mg/L.EDTA络合滴定法宜受干扰,因此适用于成分简单的样品,适用范围为硫酸根含量在10mg/L～400mg/L.离子色谱法精确稳定,适合批量分析.硫酸钡比浊法测试快速,适用于色度不深、浑浊度较低的滤液;适用范围为硫酸根含量在10mg/L～100mg/L,由于硫酸钡结晶过程受很多因素影响,校准曲线的精度对测试结果也有很大的影响,所以要求严谨的试验过程.

1.样品处理

从试验的田地里采集土壤样品,随即携至室内,倒在干净的搪瓷盘里,用手将土块捏碎,然后用镊子去除草根、石块、新生体(铁锰结核、石灰结核等)等杂物,将土摊开放置于室内阴凉通风处自然风干,不得在阳光下直接曝晒,同时需经常翻动,加速干燥,以免发霉而引起性质的改变.待土壤样品干燥后,粉碎全部过1mm筛,按土:水=1:5的质量比加水震荡3min,过滤,滤液待测.

2.试验过程及结果分析

(1)重量法

①量取100mL滤液倾入250ml烧杯中,在水浴上蒸干,加入1:3HCl5ml再蒸干,并继续加热1-2h;②先用2ml1:3盐酸洗涤,再用10-30ml热水洗涤,定量滤纸过滤,除去SiO2,再用热水洗净;③将烧杯中的滤出液蒸发至30-40ml,在不断搅拌下缓慢滴加热的10%BaCl2,在上清液中滴入几滴BaCl2,无更多的沉淀生成时,再加2-4mLBaCl2,使其沉淀完全,在水浴上继续加热15-30min,取出烧杯,静置2h;④用定量无灰滤纸过滤,用热水洗涤烧杯中的沉淀2-3次后转入滤纸,再洗至无Cl-,但沉淀也不宜过多洗涤;⑤将滤纸连同沉淀移入已灼烧恒重的坩埚中,小火灰化灼烧至灰白色;⑥在高温炉中升温至600℃,保温20min,取出在干燥器中冷却30min后称重;如此反复直至两次称量之差小于0.0004g;⑦与样品同样处理,做空白试验;⑧BaSO4沉淀与滤纸共同灰化时,应保证空气充分供应,以免沉淀被滤纸烧成的碳所还原:BaSO4+4C→BaS+4CO,如发生沉淀呈灰色或黑色时,可在冷却后的沉淀中加2-3滴浓硫酸,然后小心加热至三氧化硫不再出现白烟为止,再重新恒重.

(2)BaCrO4容量法

①量取100mL滤液(取样体积可视硫酸根离子含量确定)置于250mL三角瓶中,加入0.1mol/LHCl中和碱度后加热煮沸;同时做空白试验;②加入2.5mol/LHCl 1mL,0.5gBaCrO4(分析纯),煮沸5min;③冷却后缓慢滴入1:1的NH3.H2O,直至发生中和反应,可用石蕊试纸检验;④将混合液分别倾入250mL容量瓶内,用蒸馏水定容;⑤用滤纸分别进行过滤,注意滤液应该透明,并弃去最初滤出的20mL滤液;⑥量取100mL滤液于250mL具玻璃塞的三角瓶内;⑦依次加入20mL1:1的HCl,5mL20%的KI溶液;⑧将三角瓶置于暗处,静置10分钟,用0.0200mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定,变成淡黄色时,加入1mL1%的淀粉溶液,继续滴定至蓝紫色消失为终点.

(3)EDTA络合滴定法

表1 估测含量吸取土浸出液体积和钡镁混合剂用量表

表1 估测含量吸取土浸出液体积和钡镁混合剂用量表

加BaCl2后溶液浑浊情况钡镁混合剂(mL)数分钟后微浑浊硫酸根含量(mg/L)测定方法 吸取土浸出液体积(mL)lt;10 BaSO4比浊法-- --立即呈微浑浊25～50 BaSO4比浊法-- --立即浑浊 50～100 EDTA络合滴定法25 4～5立即沉淀 100～200 EDTA络合滴定法25 8立即大量沉淀gt;200 EDTA络合滴定法10 10～12

②用移液管吸取土浸出液(依据表1确定取样量)注入三角瓶,加入1:3的HCl溶液(50mL待测液加1mL),煮沸出去CO2.

③按规定趁热用滴定管缓慢滴加钡镁合剂,边加边摇动.继续微沸5min,充分冷却后静置2h.

④加入pH=10的氨缓冲溶液3.5mL摇匀,加入3滴铬黑T指示剂和5ml95%的酒精溶液,摇匀.立即用EDTA标准溶液滴定至突变成蓝色.

⑤同条件进行空白试验.

⑥硫酸根沉淀过多影响滴定时需要先滤出沉淀.

(4)结果分析

表2 三种化学分析方法结果对比

通过实际样品的试验,重量法精密度高,重现性好,准确;BaCr4容量法精密度一般;EDTA络合滴定法受到干扰时会影响结果.

3.结语

土壤水浸出液中硫酸根离子的化学分析方法适用于不同的含量区间,各有不同的精度,受限于不同的干扰因素,在具体的化学分析试验中应该根据具体样品选择适用的方法,才能得到准确的结果.

[1]霍俊霏.地下水中硫酸根离子的测定及方法比较[J].盐业与化工,2014(11):36-38.

[2]邹家庆.水样中硫酸根离子的测定方法[J].南京化工大学学报,1996(S1).

马云飞(1985-),女,吉林省水利水电勘测设计研究院科学试验研究院;研究方向:材料化学试验.

Comparison of Water Soluble SO42-Chemical Analysis Methods in Soil

Ma Yunfei1; Ma Zhuoqi1; Zhang Xuguang2
(1.Scientific Experimental Research Institute of Jilin Institute of Water Conservancy and Hydropower Survey and Design, Jilin, 130012)

2.Jilin entry - exit inspection and quarantine technology center, Jilin, 130062)

There are many methods for the chemical analysis of water soluble sulfate ion in soil. In recent years, through continuous improvement, the test accuracy has been greatly improved. This paper summarizes the common methods, and compares the results of gravimetric method, barium chromate volumetric method and EDTA complexometric titration method through actual sample test, which provides reference for the test personnel in the selection of methods.

sulfate ion;chemical analysis;gravimetric method;barium chromate volumetric method;EDTA complexometric titration method

TQ

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