土壤交換性鋁離子的測定
交換性鋁是酸性土壤中常見的交換性陽離子,是土壤交換性酸度和土壤pH值的決定性因素,是對植物有害的一種土壤酸形態(tài),其造成的鋁毒害是酸性土壤上作物生長的主要限制因素和森林大面積退化的重要原因,也是土壤各類形態(tài)鋁轉(zhuǎn)化的重要環(huán)節(jié)。
定量分析檢測交換性鋁含量對植物鋁毒害脅迫程度預(yù)測及土壤治理措施制訂具有極其重要的意義。交換性鋁的檢測分析方法主要有氯化鉀交換-中和滴定法、原子光譜法、流動分析儀法及光度法等。
目前,常用于測定土壤交換性鋁的光度法有鋁試劑法、羊毛鉻花青R比色法、8-羥基喹啉法等。為了準(zhǔn)確高效地檢測土壤交換性鋁含量,探尋適宜的檢測方法。相關(guān)研究比較分析了氯化鉀交換-中和滴定法、鋁試劑法和羊毛鉻花青R比色法所測交換性鋁的差異性、精密度、準(zhǔn)確性和適用性。結(jié)果表明,3種方法所測交換性鋁無顯著性差異。
測定方法
土壤交換性酸度(包括氫離子和鋁離子)的測定方法較多,以交換劑來分有氫氧化鈣法、乙酸鋇法、氯化鋇-三乙醇胺法、乙酸銨法和氯化鉀法等,前四種交換劑都是pH緩沖溶液,其所測數(shù)值有隨緩沖溶液的pH值升高而增大的趨勢,用這些交換劑測定的結(jié)果,不僅僅是交換性酸(永久負(fù)電荷引起的酸度),而且也包括了水解性酸(pH值可變負(fù)電荷引起的酸度)。氯化鉀交換劑是中性鹽溶液,它不與水解性酸起作用,用它來處理土壤樣品所測定的結(jié)果才是交換性酸度。氯化鉀法的交換方式又有平衡浸提和淋洗交換兩種:平衡浸提法測得的結(jié)果,由于土壤類型的差異,大部分結(jié)果偏低;淋洗法可適用于所有酸性土壤,相對偏差在5%以下。
1、氯化鉀法-方法要點
用1 mol/L氯化鉀溶液淋洗酸性土壤時,土壤永久負(fù)電荷引起的酸度(交換性H+和A13+)被K+交換而進(jìn)入溶液,當(dāng)用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定浸出液時,不但滴定了土壤原有的交換性H+,也滴定了交換性 A13+水解產(chǎn)生的H+,所得結(jié)果為交換性H+及A13+的總和,稱為交換性酸總量。另取一份浸出液,加入足量的氟化鈉溶液,使A13+形成[AlF6]3-絡(luò)離子,從而防止A13+的水解,再用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,所得結(jié)果為交換性H+。兩者之差為交換性 A13+。
2、測定步驟
? ? ?①稱取5.00 g風(fēng)干土樣(2 mm),放在已鋪好濾紙的漏斗內(nèi),用1 mol/L 氯化鉀溶液少量多次地淋洗土壤樣品,濾液承接在250 mL容量瓶中,近刻度時用1 mol/L氯化鉀浴液定容。
? ? ?②吸取100 mL濾液于250 mL錐形瓶中,煮沸5 min,趕出二氧化碳,以酚酞作指示劑,趁熱用0.02 mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色,記下氫氧化鈉量(V1)。
? ? ?③另取一份100 mL濾液于250 mL錐形瓶中,煮沸5 min,趁熱加入過量35 g/L氟化鈉溶液1 mL,冷后以酚酞作指示劑,用0.02 mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定到微紅色,記下氫氧化鈉用量(V2).
? ? ?④用同樣方法做空白試驗,分別記取氫氧化鈉用量(V0和V’0)。
討論:
土壤酸化是伴隨著土壤形成和發(fā)育的自然過程,由酸化而引起的鋁毒問題日益受到廣泛關(guān)注。鋁是地殼中最豐富的元素之一,也是組成土壤無機(jī)礦物的主要元素,其豐度為82.3 g.kg-1。土壤pH主要取決于交換性酸的量,而交換性酸的大部分為交換性鋁,因此交換性鋁與土壤pH密切相關(guān)。土壤酸度主要決定著土壤交換性鋁的含量,而土壤交換性鋁在很大程度上制約著土壤的pH。