纳氏试剂分光光度法测定土壤阳离子交换量

2019-01-14

中国无机分析化学 2018年4期

关键词：纳氏光度法分光

(国土资源部兰州矿产资源监督检测中心，兰州 730050)

前言

1 实验部分

1.1 主要仪器

普析 TU-1950可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)。

KDY-9820凯氏定氮仪(北京瑞邦兴业科技有限公司)。

凯特TD5B型离心机(盐城市凯特实验仪器有限公司)：转速3 000～4 000 r/min。

杰瑞尔HY-6双层振荡器(金坛市杰瑞尔电气有限公司)：振荡频率(220±20) r/min。

1.2 主要试剂

乙酸铵溶液(1 mol/L，pH=7.0)[4]，硼酸吸收液[11]，灼烧后氧化镁[4]，盐酸标准溶液(0.05 mol/L)。

酸化氯化钠溶液(10%)：100 g氯化钠溶于1 L水中，加0.4 mL浓盐酸。

氯化铵：基准(NH4Cl的质量百分数为99.5%～100%)，天津市光复精细化工研究所。

铵标准溶液(100 μg/mL)：准确称取0.074 14 g固体氯化铵，用去离子水溶解后定容到250.00 mL容量瓶中，摇匀。

铵标准溶液(20 μg/mL)：准确吸取5.00 mL铵标准溶液(100 μg/mL)，用去离子水定容到100.00 mL容量瓶中，摇匀。

纳氏试剂：二氯化汞-碘化钾-氢氧化钾[12-13]。

所用的盐酸标准溶液、铵标准溶液和纳氏试剂均由国土资源部兰州矿产资源监督检测中心标准室提供。

所有试剂均为分析纯。

1.3 实验方法

1.3.1纳氏试剂分光光度法测定酸性和中性土壤阳离子交换量

称取通过2 mm孔径筛的风干试样2 g(精确到0.01 g)，放入250 mL离心杯中,乙酸铵溶液(1 mol/L)交换过程和乙醇(95%)洗涤过程同中性土壤阳离子交换量的测定[4,14]方法一致。

向离心杯中加入60 mL 左右酸化的氯化钠溶液(10%)，用振荡器振荡5 min，经粗天平平衡后放入离心机中，离心5 min，将离心液小心移入250 mL容量瓶中。如此反复操作4次，最后以酸化的氯化钠溶液(10%)稀释至刻度并摇匀。

在9个25.00 mL比色管中加入0.00、10.0、20.0、30.0、40.0、50.0、60.0、80.0、100.0 μg的铵标准溶液。另取比色管，吸入2.00 mL容量瓶中已制备好的样品，同时吸取2.00 mL酸化的氯化钠溶液(10%)作为参比空白，并随机对其中一个样品，加入20.0 μg铵标准溶液做回收(双份)，计算回收率。所有曲线和样品用蒸馏水稀释至20.00 mL左右，准确加入1.0 mL纳氏试剂，用蒸馏水定容至25.00 mL，摇匀，用分光光度计在420 nm波长下用1 cm石英比色皿进行比色，使用公式(1)计算测定样品CEC结果。

(1)

式中:

c(CEC)—阳离子交换量，cmol/kg；

m—试样测定结果，μg；

m0—空白测定结果，μg；

250.0—酸化氯化钠溶液(10%)定容容量瓶体积，mL；

M—称取样品质量，g；

V—容量瓶中吸取样品体积，mL；

wi—土壤的含水率，%；

0.1—单位换算系数。

1.3.2传统蒸馏法测定酸性和中性土壤阳离子交换量

称取通过2 mm孔径筛的风干试样5 g(精确到0.01 g)，乙酸铵溶液(1 mol/L)交换过程和乙醇(95%)洗涤过程同1.3.1中方法，蒸馏步骤选择凯氏瓶传统蒸馏法[4,14]。待接收瓶内收集好溶液后，用盐酸(0.05 mol/L)标准溶液进行滴定，同时进行空白实验。

1.3.3凯氏定氮仪蒸馏测定酸性和中性土壤阳离子交换量

称取通过2 mm孔径筛的风干试样5 g(精确到0.01 g)，乙酸铵溶液(1 mol/L)交换过程和乙醇(95%)洗涤过程同1.3.1。

用去离子水冲洗离心杯外壁，再向离心杯中加入少量去离子水，用振荡器振荡3 min，用去离子水将泥浆全部转入凯氏定氮仪专用消化管中，洗入去离子水的体积应控制在50 mL左右，加入1 g左右氧化镁，立即把消化管安装在凯氏定氮仪上。

将盛有20 mL硼酸吸收液的接收瓶放入凯氏定氮仪接口中进行蒸馏；待蒸馏体积达到100 mL后，取下接收瓶，用盐酸(0.05 mol/L)标准溶液进行滴定，同时进行空白实验。

2 结果与讨论

2.1 分光光度法标准曲线浓度范围的选择

2.2 分光光度法测定CEC值方法的准确度和精密度

选取pH<7.5的两种国家标准物质GBW07412a、GBW07415a。按实验方法1.3.1对两个样品进行了CEC值测定，测定值见表1。为验证本方法的重现性，在一个月内的不同时间段对两个样品做了4次实验，每次每个样品平行5份测定CEC值。如表1所示，4次实验结果的精密度在1.5%～3.4%，测定值与标准值基本一致，精密度和准确度都较高。同时，也对两个样品用传统蒸馏法和凯氏定氮仪蒸馏法分别进行了平行5份的CEC值测定。与分光光度法相比，其它两种方法的精密度也较高，没有明显差异，但传统蒸馏法测得样品GBW07415a的CEC值结果会相对偏高。

2.3 纳氏试剂分光光度法测定实际样品CEC值

随机选取pH<7.5[16]的14份西藏土壤样品进行CEC值测定，测定值见表2。对随机样品，同样在一个月内的四个时间段进行了4次实验。为验证分光光度法测定随机样品CEC值结果的准确性，用传统蒸馏法和凯氏定氮仪蒸馏法对样品进行了CEC值测定，同时也对14份土壤样品进行了土壤有机质[17-18]和土壤全氮[11]的测定。用三种方法测定的结果大多相对偏差在5%以内，但用传统蒸馏法测定有机质和全N较高土壤时，CEC值结果会偏高很多。土壤pH值对三种方法结果均无明显影响。结果表明分光光度法测定CEC值的方法对pH<7.5的各种土壤有很好的适用性，结果准确度和精密度都较高。