土壤PH值的测定(电位法)
1.1 方法提要 采用电位法测定土壤pH是将pH玻璃电极和甘汞电极插入土壤悬液或浸出液中,测定其电动势值,再换算成pH值.在酸度计上测定,经过标准溶液定值后则可直接读取pH值.水土比例对pH值的影响较大,尤其对于石灰性土壤稀释效应的影响更为显著,以采取小水土比为宜,本法规定土壤pH为1:1的水土比例.同时,酸性土壤除测定水浸土壤pH值外,还应测定盐浸pH,即以1mol Lˉ1氯化钾溶液浸取土壤H+后用电位法测定.
1.2 应用范围 本方法适用于各类土壤pH值的测定.
1.3 主要仪器设备
①酸度计；
②pH玻璃电极；
③饱和甘汞电极；
④搅拌器.
1.4 试剂
①1molLˉ1氯化钾溶液:称取74.6ɡ氯化钾(化学纯)溶于800ml水中,用稀氢氧化钾和稀盐酸调节溶液批pH为5.6.0,稀释至1L；
②pH4.01(25℃)标准缓冲溶液:称取经110～120℃烘干2～3h的邻笨二甲酸氢钾10.21溶于水,移入1L容量瓶中,用水定容,贮于聚乙烯瓶；
③pH6.87(25℃)标准缓冲溶液:称取经110～130℃烘干2～3h的磷酸氢二钠3.533g和磷酸二氢钾3.388g溶于水,移入1L容量瓶中,用水定容,贮于聚乙烯瓶；
④pH9.18(25℃)标准缓冲溶液:称取经平衡处理的硼砂(Na2B4O7·10H2O)3.800g溶于无CO2的水,移入1L容量瓶中,用水定容,贮于聚乙烯瓶；
硼砂的平衡处理:将硼砂放在盛有蔗糖和食盐饱和水溶液的干燥器内平衡两昼夜；
⑤去除CO2的蒸馏水.
1.5 分析步骤
①仪器校准:各种pH计和电位计的使用方法不尽一致,电极的处理和仪器的使用按仪器说明书进行.将待测液与标准缓冲溶液调到同一温度,并将温度补偿器调到该温度值.用标准缓冲溶液校正仪器时,先将电极插入与所测试样pH值相差不超过2个pH单位的标准缓冲溶液,启动读数开关,调节定位器使读数刚好为标准液的pH值,反复几次使读数稳定.取出电极洗净,用滤纸条吸干水分,再插入第二个标准缓冲溶液中,两标准液之间允许偏差0.1pH单位,如超过则应检查仪器电极或标准液是否有问题.仪器校准无误后,方可用于测定样品.
②土壤水浸液pH的测定:称取通过2mm孔径筛的风干试样20g(精确至0.1g)于50ml高型烧杯中,加去除CO2的水20ml,以搅拌器搅拌1min,使土粒充分分散,放置30 min后进行测定.将电极插入待测液中(注意玻璃电极球泡下部位于土液界面下,甘汞电极插入上部清液),轻轻摇动烧杯以除去电极上的水膜,促使其快速平衡,静止片刻,按下读数开关,待读数稳定时记下pH值.放开读数开关,取出电极,以水洗净,用滤纸条吸干水分后即可进行第二个样品的测定.每测5～6个样品后需用标准液检查定位.
③土壤的氯化钾盐浸提液pH的测定:当土壤水浸pH值＜7时,应测定土壤盐浸提液pH值.测定方法除将1mol Lˉ1氯化钾溶液代替无CO2水以外,水土比为1:1,其他测定步骤与水浸pH值测定相同.
1.6 结果计算 用酸度计测定pH值时,可直接读取pH值,不需计算.
1.7 精密度 平行结果允许绝对相差:中性、酸性土壤≤0.1pH单位,碱性土壤≤0.2pH单位.
1.8 注释
①长时间存放不用的玻璃电极需要在水中浸泡24h,使之活化后才能进行正常反应,暂时不用的可浸泡在水中,长期不用时,应干燥保存.玻璃电极表面受到污染时,需进行处理.甘汞电极腔内要充满饱和氯化钾溶液,在室温下应有少许氯化钾结晶存在,但氯化钾结晶不易过多,以防堵塞电极与被测溶液之间的通路.玻璃电极的内电极与球泡之间、甘汞电极内电极和陶瓷芯之间不得有气泡.
②电极在悬液中所处的位置对测定结果有影响,要求将甘汞电极插入上部不清液中,尽量避免与泥浆接触,以减少甘汞电极液接电位的影响.
③pH读数时摇动烧杯会使读数偏低,应在摇动后稍加静止再读数.
④操作过程中避免酸碱蒸汽进入.
⑤标准溶液在室温下一般可保存1～2个月,在4℃冰箱中可延长保存期限.用过的标准液不要倒回原液中混存,发现混浊、沉淀,就不能再使用.
⑥温度影响电极电位和水的电离平衡,温度补偿器、标准缓冲液、待测液温度要一致.标准溶液pH值随温度稍有变化,仪器校准时可参照表1.
表1 pH缓冲溶液在不同温度下的变化
℃ pH
标准液4.01 标准液6.87 标准液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测定批量样品时,最好按土壤类型等将pH值相差大的样品分开测定,可避免因电极影响迟钝而造成的测定错误.
⑧如测定密度小的样品,可适度改变水土比,但必须注明.
