GB 7873-1987 森林土壤矿质全量(二氧化硅、铁、铝、钛、锰、钙、镁、磷)分析方法.pdf
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1、中华人民共和国国家标准森林土壤矿质全量(二氧化硅、铁、铝、铁、锤、钙、镶、磷)分析方法Total( mineral silica, Ir。菌,alum I nl um, ti tanl um, manganese, calclu圃,ma11neslu圃,phosphorus)analysis methods。rforest soil uoc 684.0. 114 :681.423 GB 7873-87 本标准适用于森林土壤与其粘粒矿质全量二氧化硅、铁、铝、铁、锺、钙、镶、磷的拥lj定。1 样品的熔融与提取采用碳酸钩面在榕盐酸提取法。1. 1 方法要点以无水碳酸纳熔融样品时,土攘中的铁、铝、锤、
2、敏、梆、锅、钙、镶、磷等矿质元素均成为可溶性盐类,硅则成为可溶状态的硅酸锁,再用盐酸提取,使各种矿质元素成为氯化物盐类,从而被提取到溶液中,作为系统分析的待测液用。硅酸纳遇盐酸和动物胶,则脱水成为二氧化硅沉淀,J用质量法进行测定。熔融需在900-920温度下于铀峭桐中进行,熔块的颜色一般是灰色或浅绿色,里绿色是由于六价锚的存在。在碱性熔剂中熔融,通常均成绿色的锺酸盐。反应如下22 Mno, + 2 Na,co,申o,2Na,MnO.+2.co, t 1. 2试lfiJ1 . 2. 1 无水碳酸纳2分析纯,用时烘干磨细。1.2.2 l 1盐酸溶液。1. 3 主要仪锦高温电炉及其控制器,铀柑锅及铀
3、头t甘捐铠,分析天乎,玛淄研钵。1.4 测定步骤1. 4. 1 用分析天平称取通过0.149mm筛子的土壤样品。.5Ig (精确到0.00018),放在铺有磨细碳酸铀的铅柑桶中,另用台秤称取48g无水碳酸纳为样品质量的8倍,置于黑色油光纸上。1. 4.2 将碳酸铀的7/8分数次加入柑锅内,以短小的圆头玻璃捧小心搅拌,与样品充分混合后,再用留下的1/8碳酸锅擦洗玻璃棒,并平铺在t甘锅中混合物表面。若袖光纸上有撒失的粉末,一起倒入崩塌内,盖上t甘锅盖。1. 4.3 将柑桐放入高温电炉中,900920熔融30min,取出趁热观察,如果内熔物成凹形,表里均匀致,中阔无气泡和不溶物,表示熔融完全,若有白
4、色原状碳酸纳粉末或中间有凹凸不平和出现小孔时,说明没乎可熔好,可继续熔融152omin。1. 4. 4 柑揭稍冷后(以不发手为最佳,否则熔块不易取出),盖好时塌盖,戴上手套用手轻轻捏动柑锅四周,使熔融物脱离附桶壁,然后将熔块倒人250ml烧杯(或带把姿蒸发皿中。1.4.5 用塑料洗瓶以少量热蒸馈水和少许l: 1盐酸洗净地塌,用带橡皮头玻璃棒擦洗地塌壁,所有洗液应倒人原烧杯中,同时注意盖上表面皿,以防大量二氧化碳气体发生时使溶液溅出杯外。画家标准局198706 -04批准1”1 -01实施218 GB 7878- 87 I. 4.6 向加盖的烧杯中慢慢地加入20ml1 : 1盐酸(如用4g碳酸纳
5、熔融时加1: 1盐酸20时,碳酸纳用量增大时,盐酸的用量也要相应增加),使熔块溶解,此时有大量的二氧化碳气冒出,不可随便挪移表面皿,将烧杯置于通风橱内48h,使熔块完全溶解。此烧杯中的内溶物即可测定矿质元素用。注分析土壤胶体样品,一版只测定硅、铁、锢,称样可少于0.5g。用破璃棒拙t半时,不能用力过猛,以免地锅内粉末飞扬造成损失。搅拌时必须注意地揭四周及中间的混匀,否则熔融不好,熔块不易取出。搅拌的玻璃棒必须圆而细,以防止玻璃棒划伤均属。当熔块底部发现有黑色斑点时,这不仅是熔融不完全的象征,同时也说明搅拌不匀,应重新称样。育机质和还原物质含量很高的土壤样品,必须预先在电炉上经600句700开盖
6、灼烧进行氧化,否则对铅t甘剧有影响用水和稀盐酸洗t甘桐前应先加几滴乙醉,以还原高价值,防止盐酸被氧化成氯气损害铀附属。如3日浓盐酸榕解熔块,往往在熔块表面形成一层二氧化硅薄膜,它阻止熔块继续溶解,故通常加I I或I 2盐酸。若熔块难以取出时,可向阳塌内加热水放在电炉上煮至微沸,使熔块和地塌分离若未取下,可加多量水放置过夜,或者把均属四周洗净故人烧杯中加稀盐酸溶解。2 二氧化程的测定及系统分析待测液的制备2.1 质量法2. I . I 方法要点样品经碳酸锅熔融,盐酸溶解熔块,将溶液蒸发至湿盐。在浓盐酸介质中,加入动物胶凝聚硅酸,使硅酸脱水成二氧化硅沉淀,然后过滤使与其他元素分离。沉淀经920灼烧
7、,称量,即得二氧化硅含量。动物胶是一种蛋白质,在酸性介质中里如下反应ENH, / NH,H+ / Rn +H+ Rn - COOH 飞COOH . 在酸性介质中,硅酸的质点是亲水性很强的胶体,带负电荷。动物胶在酸性介质中由于其质点吸附了氢离子而带正电荷。当温度在70肘,此二质点彼此中和即产生二氧化硅沉淀。动物胶凝聚硅酸进行蜕硅的条件与盐酸酸度、温度以及动物胶的用量有关。有人建议盐酸酸度在8mol /L以上,温度控制在70左右为宜,如低于60或高于80时,均不能使硅酸凝聚完全。2.1.2试剂2.1.2.1 1 %动物胶溶液2称1g动物跤溶于70的1oom1水中t现用现自己。2.1.2.2 20%
8、硫氢酸钢溶液z称20g硫氨酸绑(KCNS,化学纯溶于水中,稀释至lOOml。2.1.2.a 盐酸2分析纯,密度1.19g/ml。2.1.a 主要仪器铅士甘桐(30ml),高温电炉马福炉,铀头攒涡钳,分析天平,调温水浴,250ml烧杯(戎250ml带把瓷蒸发皿)。2.1.4 测定步骤2.1.4.1 系统分析待测液制备2.1 . .&.1.1 接“样品的熔融与摄取”测定步骤1.4.6,待烧杯中的熔块完全溶解后,用少许水冲洗表面皿及烧杯内四周,将烧杯的1/21/3浸人预先加热的沸水浴锅中,在通风柜中进行蒸发,蒸至湿盐糊状)。219 GB 7878-87 2.1.4.1.2 加浓盐酸2om1,搅拌后放
9、置过夜,或者在水浴上8090C保温20min即可进行下4步测定。2.1.4.1.3 同时配制1%的新鲜动物胶(新配)于烧杯中,同样与待测液一起放入水浴锅中,并使溶液的温度保持70(用温度计插入动物胶溶液中测量,然后在每个待视液中沿烧杯壁加入10ml 动物胶,并搅拌数泼,在70温度下维持lOmin,以便使脱硅达到完全的目的。2.1.4.1.4 将烧杯取出,趁热用倾泻法以快速无灰滤纸过滤,再用热水或稀盐酸洗至无高铁离子反应为止(用20%硫氟酸绑溶液进行检查,如无红色则为无高铁,滤液承接于250ml量瓶中,冷却后用水定容,作为测铁、铝、铁、锤、钙、镶、绑、磷等系统分析的待摘tl液。2.1.4.2 将
10、漏斗中的沉淀物连同滤纸包好,放入已称至恒定质量的铅瑞锅内。然后放在通风橱中电炉上,由低温到高温进行灰化处理。开始时温度不宜太高,赶去水分后待其冒烟,然后揭去盖子,使其充分氧化,赶去二氧化碳,不冒黑烟后再增高温度,使黑色碳末全部转变成白色或灰白色为止。2.1.4.8 将附桶外部污物擦净,放入高温电炉中经900-92咽灼烧30min,取出稍冷后放入卡燥器中平衡2omin,在分析天平上称至恒定质量,二次称量相差不超过o.3mg即可。同时必须做空白试验,以减去空白质量,得二氧化硅质量。2. 1. 5 结果计算SiO, (%) -m,-m, -m, 式中:m,一灼烧后用桶IJa二氧化硅质量,g,m t一
11、一空刷锅质量,g m,一空白质量,gI m一烘干土样品质量,g0 2. 1.6 允许偏差按表1规定。m 100 .”. ( 1 ) 表l森林土壤及粘粒矿质全量分析结果允许偏差测定值,%绝对偏差,%相对偏差,%SO SO 50 20 20 10 H6的条件下,加热煮沸,使与铁、铝、铁等元素络合,用铮盐回滴过量的EDT A。再加入氟化绑进行煮沸,则氟化韧将与铝、铁络合的EDTA取代到溶液中来,再用铮盐滴定释放出来的EDTA.反应如下g加EDT A时,Al+Y=!AIY Ti +Y ;:eTiY . 力旧氟化梆时gAIY + 6 K F一K,AIF,+3K+y T1Y + 6 K F一一一k2T1F
12、+ 4K+Y 用铐盐滴定时sy+ZnZnY 滴定达到终点时zzn+ In o:= Znln (橙红色式中zY一一代表EDTA1 In一代表二甲盼橙指示剂,AIY(TiY)一一代表EDT A与铝(铁所形成的无色络合物,Z nln一一代表指示剂与钵所形成的络合物。由于在pH-6条件下氟化柳取代络合的选择性很强,只能将与铝、铁络合的EDTA取代出来,而不能将与铁、铜、铅、铸等金属然合的EDT A取代出来,故它们不干扰测定。因此所测得的铝、铁含量,只需减去铁量即得铝量。4.2试Jill4.2.1 2%二甲盼橙指示剂2zg二甲盼橙溶于lOOml水中。4.2.2 PH 6乙酸乙酸镀缓冲溶液I608乙酸钱和
13、2ml冰乙酸溶于水后,定容到tL。必要时可用稀乙酸和稀氨水调节pH(可用酸度计调测)。4.2.8 0.015mol/L乙酸铮标准溶液称取3.3g乙酸铮Zn (CH,C00)22日,o,加冰乙酸12梢,定容到1L (必要时过滤,用下述方法进行标定。4.2.8.1 取O.0150mol /L EDT A标准溶液lOml,加1滴二甲盼橙指示剂,用l: l氨水调到紫色,再用2%盐酸调到黄色,加5ml pil 6缓冲溶液,用待标定的乙酸溶液滴定到微紫色,计算其浓度。4.2.3.2 取含0.0058三氧化二铝标准溶液,用与待祖g液的同样操作步骤(见本法进行标定,计算出每毫升乙酸铸相当于二氧化二铝克数(即表
14、示滴iE度。4.2.4 二氧化二铝标准溶液g准确称取0.2500g经700灼烧过的三氧化工铝,放人加有3g无水碳巅铀的靠自用锅中,搅伴均匀,在高温电炉中经1000熔融lh,取出稍冷,小心捏动附涡四壁,使熔块225 . GB 7873-87 与地祸分离。糊糊糊移人烧杯中,并刀口少量水,再加30ml浓盐酸溶解熔块,待溶液清亮后移人250mJ量瓶中定容,摇匀,该溶液即为每毫升中含1mg三氧化二铝。4.2.5 0.0150mol /L E OT A标准溶液z称取5.580gEDTA二二锅盐分析纯,用无二氧化碳水溶解,定容到IL,并用钙标准溶液标定之参考第8章钙、镇的测定。4.2.6 0.08mot/L
15、 EDT A溶液s称取EDT A二纳盐29.78g,溶于无二氧化碳水中,定容到IL。4.2.T 0.1%对硝基酸指示剂。4.3 主要仪蟠铀t甘涡,锥形瓶,滴定管,高温电炉,可调电炉,水浴锅,滴管,刻度吸管。 测定步骤4. 4. I 吸取20ml脱硅后的系统分析待ill液,移入2印刷锥形瓶中,煮沸12min,以破坏动物胶。然后加25mlo.0150mol/L EDT A标准溶液,加70ml水,伽热8090,再加3滴0:1%对硝基指示剂,用1 1氨水调至黄色,然后再用1mol/L盐酸漉J抚色,加12mlpH 6缓冲溶液,放入拂水浴中煮lOmin,冷却,再加6滴二甲盼橙指示剂,用乙酸钵标准溶液滴定到
16、目。变主t紫色此次滴定不必i己用量)。4.4.2 加1om120%氟化饵溶液,摇匀,再在沸水浴加热煮5min,冷却至室温,补加6滴二甲勘橙指示剂,再用乙酸钵标准溶液滴定至刚变红紫色,记下乙酸铮溶液的用量毫升数(V)。4.& 结果计算c xv x 0.05098 Al,O, (%) =100 m -Ti02 (%)0.6381“”.( 5) 式中gc,一一乙酸钵标准溶液的浓度,mol/L1 Y一一滴定时消耗乙酸铸标准溶液的体积,ml1 m 一一滴定时吸取待溃l液体积相当的样品质量,且,o. 05098一一三氧化二铝的摩尔质量,g/mmol1 , 0.6381一一将二氧化铁量换算为相当于三氧化二铝
17、量的换算系数。4.6 允许偏差. 按表l规定。注两次钵盐滴定终点的颜色应一致被滴定的溶液在电炉上煮沸肘,因容易啧溅,故应披在沸腾的水中加热。, 三氧化二铝试剂在酸溶液中不易溶解,必须用无水碳酸纳熔融,但在熔融时温度低了不易熔好。同时三氧化工铝吸在性能被强,故必须经烧去吸湿水后才能称量。用三氧化二铝标准溶液标定乙酸铸溶液的作用,在于校正系统分析中的误差,使分析结果更切合土攘申铝的实际含量。5 硅、铁、铝率的计算硅、铁、铝率是用氧化物的分子量除氧化物含量百分数所得的分子数之间的比例。它可以说明土壤矿物的风化程度。息,。硅、铁铝的分子比率z一一一e,o, +Al,o, Si02 (%) ;/Fe,O
18、, (%) Al,O, (%)、一一一一(一一一一一一一一一一一.”.( 6) 60 I飞159.7 10? / 硅、铝的分子比率a226 Si02 A 120, Si02 ( %) ./ 60 I AJ,O, ( %) 102 . ( 7 ) GB 7873-87 硅、铁的分子比率8 钦的测定. 1 过氧化氢比色法6. 1. 1 方法要点钦在酸性介质中与过氧化氢生成黄色的高铁酸络合物,以此进行比色。其络合反应如下gSiO, Fe,o, )- %一,飞A肉。ZF o- B- RM一时,一.Ti (S0,)2+H202一H,(TiO, lSO,) ,J (黄色)8.1 2 试剂.1. 2. 1
19、3 %过氧化氢溶液s取IOml30%过氧化氢用水稀释为IOOml。8.l.2.2 二氧化铁标准溶液,准确称取0.25008经500灼烧的二氧化铁(TiO,)于IOOml烧杯中,加15g硫酸镀分析纯), 25ml浓硫酸,在通风橱中的电炉上加热至溶液透明,取下冷却,用1oom1I : I硫酸洗入500ml量瓶中,再用I: 9硫酸定容,即为500Ppm二氧化钦,再稀释I()倍即配成50ppm二氧化钦,备用。. 1. a 拥定步骤.1. a. 1拥u定,吸取som1脱硅后的系统分析待祖IJ液于iooml烧杯中,加5lOml浓硝酸在通风橱中的电热板上进行消化并蒸干,以去除盐酸。取下冷却后,用水冲洗烧杯四
20、壁,然后2日35ml浓硫酸,消化到冒大量白烟,进一步赶去盐酸,取下冷却后再加3ml浓硫酸进行消化以去除硝酸。如此反复处理二次,最后硫酸大量冒烟三氧化硫),蒸玉皇糊状。消化好的溶液加少量水和Iml浓硫酸溶解残渣,洗入25ml量瓶中,加1ml 3 %过氧化氢显色,定容后摇匀,半小时后在光电分光光度计上进行比色(用波长45onm),读取吸收值。8.1.8.2工作曲线的绘制IJI吸取SOppm二氧化铁标准溶液2.5、5、7.5、10、15ml于zsml量瓶中,制成5、10、15、20、30ppm标准系列溶液,与待测液同样显色后进行比色。绘制工作曲线。8. 1. 4结果计算c x V x ts TiO,
21、 (%) 主一一一x 100 . ( 9) m x 10 式中gC一一由工作曲线上查得二氧化铁ppm数,Y一一显色液体积,25ffi(I 脱怪后系统分析待测液定容体积(ml)250 ts一一分取倍数,ts=一, 测定时吸取待捆IJ液体积(ml)50 m一一烘干土样品质量,gI 10一将微克换算为克的除数。8. 1. 5 允许偏差按表1规定。注2测量酸度应控制在1.5-2 mol/L,过酸则颜色较浅。显色用的过氧化氢易分解,宜选用新配制的过氧化氧,否则显色不完全。饥、锚、相、镇等元素同样能与过氧化氢显色剂形成有色络合物,而妨碍测定,由于铁、钻、镇等离子本身具有颜色也妨碍比色。如有高铁离于的黄色存
22、在,可加磷酸消除,但其用量不可过多,否则会削萄钻颜色的深度。溶液中的铁离子也可用校正的方法加以消除,据试验,若25ml5 %左右的硫酸比色液申含有三氧化二铁25mgll才,其所显的黄色相当于同体积内o.05mg二氧化铁所显的黄色深度,因此,可根据铁的含量用计算方法加以校正。若少于25mg时,则可忽略不计。一般除红壤和砖红壤外,很少会有这样高的含铁量。也可用50ml脱硅后的统分析待测液于IOOml烧杯中,经浓缩后洗人25ml量瓶巾(省去消化处理步骤,直接显色选行比色测定。其中二氧化铁标准系列溶液必须加相应的氯化纳和盐酸加以内消。227 GB 7873-87 6.2 变色酸比色法6. 2. 1 方
23、法雯点变色酸C川H,O,s,Na,(1,8 二泾基茶3, 6 二横酸纳)与铁形成桔红色络合物。络合物的颜色与溶糠的pH有关,在pHl时变色酸与钱主成红棕色络合物,借此比色饮。对于高铁离子和铭离f-牢的f扰,可加抗坏血酸还原剂除干扰,氟离子能降低络合物颜色,应赶除之。比色范围。5.PPm 氧化钱。变色酸的结构式如下z。HOH . N.0,S-自:i,Na6.2.Z试Jf1J 6.t.2 .1 变色酸显色齐IJ:5 %水溶液。&.2.2.2 抗坏血酸g5%水溶液。自.2.2.a0.1%2. 4 二硝基盼指示剂。6. 2.2 . 二氧化铁标准溶液g同6.1.2.20 2.3 测定步骤6. 2.3.1
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