土壤PH值的測定(電位法)
1.1 方法提要 采用電位法測定土壤pH是將pH玻璃電極和甘汞電極插入土壤懸液或浸出液中,測定其電動勢值,再換算成pH值.在酸度計上測定,經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)溶液定值后則可直接讀取pH值.水土比例對pH值的影響較大,尤其對于石灰性土壤稀釋效應(yīng)的影響更為顯著,以采取小水土比為宜,本法規(guī)定土壤pH為1:1的水土比例.同時,酸性土壤除測定水浸土壤pH值外,還應(yīng)測定鹽浸pH,即以1mol Lˉ1氯化鉀溶液浸取土壤H+后用電位法測定.
1.2 應(yīng)用范圍 本方法適用于各類土壤pH值的測定.
1.3 主要儀器設(shè)備
①酸度計；
②pH玻璃電極；
③飽和甘汞電極；
④攪拌器.
1.4 試劑
①1molLˉ1氯化鉀溶液:稱取74.6ɡ氯化鉀(化學(xué)純)溶于800ml水中,用稀氫氧化鉀和稀鹽酸調(diào)節(jié)溶液批pH為5.6.0,稀釋至1L；
②pH4.01(25℃)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液:稱取經(jīng)110～120℃烘干2～3h的鄰笨二甲酸氫鉀10.21溶于水,移入1L容量瓶中,用水定容,貯于聚乙烯瓶；
③pH6.87(25℃)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液:稱取經(jīng)110～130℃烘干2～3h的磷酸氫二鈉3.533g和磷酸二氫鉀3.388g溶于水,移入1L容量瓶中,用水定容,貯于聚乙烯瓶；
④pH9.18(25℃)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液:稱取經(jīng)平衡處理的硼砂(Na2B4O7·10H2O)3.800g溶于無CO2的水,移入1L容量瓶中,用水定容,貯于聚乙烯瓶；
硼砂的平衡處理:將硼砂放在盛有蔗糖和食鹽飽和水溶液的干燥器內(nèi)平衡兩晝夜；
⑤去除CO2的蒸餾水.
1.5 分析步驟
①儀器校準(zhǔn):各種pH計和電位計的使用方法不盡一致,電極的處理和儀器的使用按儀器說明書進行.將待測液與標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液調(diào)到同一溫度,并將溫度補償器調(diào)到該溫度值.用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液校正儀器時,先將電極插入與所測試樣pH值相差不超過2個pH單位的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液,啟動讀數(shù)開關(guān),調(diào)節(jié)定位器使讀數(shù)剛好為標(biāo)準(zhǔn)液的pH值,反復(fù)幾次使讀數(shù)穩(wěn)定.取出電極洗凈,用濾紙條吸干水分,再插入第二個標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中,兩標(biāo)準(zhǔn)液之間允許偏差0.1pH單位,如超過則應(yīng)檢查儀器電極或標(biāo)準(zhǔn)液是否有問題.儀器校準(zhǔn)無誤后,方可用于測定樣品.
②土壤水浸液pH的測定:稱取通過2mm孔徑篩的風(fēng)干試樣20g(精確至0.1g)于50ml高型燒杯中,加去除CO2的水20ml,以攪拌器攪拌1min,使土粒充分分散,放置30 min后進行測定.將電極插入待測液中(注意玻璃電極球泡下部位于土液界面下,甘汞電極插入上部清液),輕輕搖動燒杯以除去電極上的水膜,促使其快速平衡,靜止片刻,按下讀數(shù)開關(guān),待讀數(shù)穩(wěn)定時記下pH值.放開讀數(shù)開關(guān),取出電極,以水洗凈,用濾紙條吸干水分后即可進行第二個樣品的測定.每測5～6個樣品后需用標(biāo)準(zhǔn)液檢查定位.
③土壤的氯化鉀鹽浸提液pH的測定:當(dāng)土壤水浸pH值＜7時,應(yīng)測定土壤鹽浸提液pH值.測定方法除將1mol Lˉ1氯化鉀溶液代替無CO2水以外,水土比為1:1,其他測定步驟與水浸pH值測定相同.
1.6 結(jié)果計算 用酸度計測定pH值時,可直接讀取pH值,不需計算.
1.7 精密度 平行結(jié)果允許絕對相差:中性、酸性土壤≤0.1pH單位,堿性土壤≤0.2pH單位.
1.8 注釋
①長時間存放不用的玻璃電極需要在水中浸泡24h,使之活化后才能進行正常反應(yīng),暫時不用的可浸泡在水中,長期不用時,應(yīng)干燥保存.玻璃電極表面受到污染時,需進行處理.甘汞電極腔內(nèi)要充滿飽和氯化鉀溶液,在室溫下應(yīng)有少許氯化鉀結(jié)晶存在,但氯化鉀結(jié)晶不易過多,以防堵塞電極與被測溶液之間的通路.玻璃電極的內(nèi)電極與球泡之間、甘汞電極內(nèi)電極和陶瓷芯之間不得有氣泡.
②電極在懸液中所處的位置對測定結(jié)果有影響,要求將甘汞電極插入上部不清液中,盡量避免與泥漿接觸,以減少甘汞電極液接電位的影響.
③pH讀數(shù)時搖動燒杯會使讀數(shù)偏低,應(yīng)在搖動后稍加靜止再讀數(shù).
④操作過程中避免酸堿蒸汽進入.
⑤標(biāo)準(zhǔn)溶液在室溫下一般可保存1～2個月,在4℃冰箱中可延長保存期限.用過的標(biāo)準(zhǔn)液不要倒回原液中混存,發(fā)現(xiàn)混濁、沉淀,就不能再使用.
⑥溫度影響電極電位和水的電離平衡,溫度補償器、標(biāo)準(zhǔn)緩沖液、待測液溫度要一致.標(biāo)準(zhǔn)溶液pH值隨溫度稍有變化,儀器校準(zhǔn)時可參照表1.
表1 pH緩沖溶液在不同溫度下的變化
℃ pH
標(biāo)準(zhǔn)液4.01 標(biāo)準(zhǔn)液6.87 標(biāo)準(zhǔn)液9.18
0 4.003 6.984 9.464
5 3.999 6.951 9.395
10 3.998 6.923 9.332
15 3.999 6.900 9.276
20 4.002 6.881 9.225
25 4.008 6.865 9.180
30 4.015 6.853 9.139
35 4.024 6.844 9.102
38 4.030 6.840 9.081
40 4.035 6.838 9.068
45 4.047 6.834 9.038
⑦測定批量樣品時,最好按土壤類型等將pH值相差大的樣品分開測定,可避免因電極影響遲鈍而造成的測定錯誤.
⑧如測定密度小的樣品,可適度改變水土比,但必須注明.