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1、第七章 土壤水溶性盐的测定 本章要点： 1、了解土壤中盐分的种类。 2、熟悉土壤盐分的测定项目。 3、掌握土壤水溶性盐分浸出液制备的要求 和浸提条件。 4、熟悉土壤水溶性盐分总量的测定方法 （电导法）。 5、熟悉土壤水溶性盐分离子组成测定的方 法原理、反应条件等，并掌握测试技术。 6、了解盐分测定结果在实际中的应用。,土壤水溶性盐的测定 分析意义: （1）了解水盐动态及其对作物的危害，为土壤盐 分的预测、预报提供参考，以便采取有力措 施，保证作物正常生长。 （2）了解综合治理盐渍土的措施所产生的效果。 （3）根据土壤含盐量及其组成，进行盐渍土分类， 并进行合理规划，以达到合理种植、合理灌 溉及
2、合理排水的目的。 （4）进行灌溉水的品质鉴定，测定灌溉水中的盐 分含量，以便合理利用水利资源，开垦荒地， 防止土壤盐渍化。,土壤中盐分的种类 按照溶解度的大小来分： 易溶盐：碱金属及碱土金属的氯化物、硫酸盐、 碳酸氢盐，如NaCl、MgCl2、Na2SO4、 NaHCO3等。在碱化土及苏打盐渍土中含 有Na2CO3、Na2HCO3。 中溶盐：CaSO42H2O（石膏）、Ca(HCO3) 2 难溶盐：硅酸盐 在这些盐类中，易溶盐是危害作物生长的最主要盐 类，含量超过0.2%时，作物生长即受抑制。在含盐 量相同时，盐的种类不同，对作物的危害程度也不 同。如Na2CO3、MgCl2都是对作物危害较大
3、的盐类。,土壤水溶性盐及灌溉水的测定项目一般有： 土壤pH值； 总盐量（即离子总量）； 阴、阳离子组成。 阴离子：CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-，另含有很少 的NO3-、NO2-、SiO32-、PO43-、BO2-等； 阳离子：Ca2+、Mg2+、K+、Na+和极少量的Mn2+、 Fe3+、Al3+、NH4+。 盐分测定中主要测定8个离子，微量元素可忽略不计。 个别地区，对作物危害大的离子应特别注意，并进行 测定。,项目的选择 一般是根据生产及科研中的分析目的而定，不要求 每项都测。 （1）要了解盐渍土类型、盐分组成的变化和水盐动 态时，可测总盐量和阴、阳离子组成； （2）要了解盐
4、害及为防盐所采取措施的效果时，可 测总盐量或有害离子，如在滨海地区可测Cl-； （3）为打井或了解灌溉水质时，可以测定水的矿化 度（水中易溶盐的总量，g/L）。,测定值的表示方法 土样：cmol/kg土（cmolkg-1土）； g/kg土（gkg-1土） 水样：g/L（gL-1）,土壤水溶性盐的测定主要分两步： （1）用一定水土比制备浸出液，以提取盐分； （2）测定浸出液中的盐分。 土壤中的水溶性盐可在一定水土比的条件下，用水液 平衡法提取。所得浸出液要求具备3个条件： （1） 土壤中易溶盐应全部浸出（此为要测定部分）； （2） 尽量避免或减少中溶盐及难溶盐的溶解； （3） 防止溶出的盐分中的
5、离子与土壤胶粒上吸附的 阳离子发生交换反应。,浸提条件： 水土比例：10:1、5:1、2:1、1:1及饱和泥浆 浸提时间：3min 浸提用水：无CO2及其它离子的去离子水 过滤方法： 一般多用滤纸与玻璃漏斗。有时也可选用布氏漏斗、 砂芯漏斗、细菌过滤器等。还可用离心法，或加入 一些澄清剂、絮凝剂等物质。 制备的浸出液应清亮，并尽快进行测定，尤其是CO32-、 HCO3-、pH值等。,土壤总盐量的测定 根据分析目的及实验室具体条件来选择。 对浸出液的测定：有电导法、重量法、离子总量 计算法-化学方法 田间直接测定：盐分传感器、四电极法-仪器测 定法,电导法 原理：土壤水溶性盐是强电解质，其水溶液
6、导电能 力的强弱可用电导率表示。在一定范围内，溶液 的含盐量与电导率成正相关，因此用一定水土比 例的浸出液，在电导仪上测得25C时的电导率， 可以反映样品含盐量的高低。 计算公式：EC25 = St fx K 土壤浸出液电导率 = 电导度 温度校正系数 电极常数 EC1，EC5，ECe 电导率的单位：ms/cm；ds/m,用电导仪可直接读数，此数值只能反映土壤含盐量的 高低，而不能反映盐分的组成。 电导法简便、快速，适于大批量样品的测定，属约测。 因为测定结果受多种因素影响： （1）土壤盐分组成的影响； （2）土壤质地的影响； （3）温度的影响。,电导法测定结果的表示： （1）直接用电导率（E
7、C）表示盐分含量 新疆南疆地区： EC 1.8 ds/m 非盐渍土 1.8-2.0ds/m 可疑盐渍化土 2.0 ds/m 盐渍化土 （2）把电导率换算成土壤含盐量的% （3）土壤溶液的电导率与离子浓度的换算 总盐,mg/L = 640 （经验公式）,重量法（干残渣法） 取一定量的清亮的盐分浸出液，蒸干，用H2O2 除去干残渣中的有机质后，在105-110C下烘干， 称重，求出土壤水溶性盐总量。 此为经典方法，结果准确度高，但操作繁琐，费 时，不适于大批样品的测定。,重量法的主要误差来源及减免方法： （1）残渣中含有少量非盐固体，如土壤胶体颗粒 （硅酸盐胶体）以及极少量的中溶和难溶盐， 它们造
8、成测定结果的正误差。 （2） 在烘干过程中HCO3-发生变化： 2 HCO3- = CO32- + CO2 + H2O HCO3-全部变成CO32-，使HCO3-的重量减轻一半。 当样品中HCO3-含量多或要求准确度高时，可进 行校正，即全盐量% + 1/2HCO3-%；当HCO3-含 量少时，可忽略不计。,（3）浸出液中有大量SO42-时，经105-110C烘干时， 形成的Ca2+、Mg2+、Na+的硫酸盐都含结晶水，如 CaSO42H2O、MgSO47H2O，使结果产生正误 差。此时，应将烘干温度升至180C，烘至恒重。 （4）当浸出液中含有大量Cl-、Ca2+、Mg2+时，它们 能形成吸
9、湿性很强的CaCl2、MgCl2，而难烘至恒重， 冷却时的吸湿作用会造成正误差。同时，MgCl2在蒸 干过程中可水解成溶于水的碱式盐，使重量减轻，有 造成负误差。 2 MgCl2 + H2O = MgOMgCl2 + 2 HCl 防止方法：可以在浸出液中先加入一定体积的2-4% Na2CO3溶液，在180C下使CaCl2、MgCl2变成碳酸盐 （CaCO3、MgCO3），然后在干残渣重量中扣除加入 的Na2CO3量。,用离子总量计算全盐量 先用化学方法测定各离子的含量，计算出的离子总 量作为全盐量。离子总量与全盐量之间的相对误差 通常小于10%，重量法结果往往大于离子总量计算 法，但它们都在盐
10、分分析的允许误差范围之内。,土壤水溶性盐离子组成的测定 一、CO32-、HCO3-： CO32-、HCO3-的测定也叫总碱度的测定，这是碱化 土及苏打盐渍土的重要测定项目。 1、中和滴定法： 原理：双指示剂中和滴定法 （CO32-：酚酞；HCO3-：甲基橙） 详见定量分析教材：中和法-Na2CO3+NaHCO3测定,测定条件：（1）指示剂的选择； （2）要及时滴定； （3）中和法不适合于质地较重、碱度较高的土壤 浸出液或有色的浸出液和水样。因为前者滤 液不易澄清，后者溶液黄色，使终点难于判 断，此时可用电位法。 2、电位法： 自动电位滴定法简便、快速，不受溶液颜色的 影响。,二、Cl-： 土壤
11、溶液及地下水中总盐量高时，通常Cl-含量也 高，氯化物对农作物危害很大。氯化物溶解度大，Cl- 有高度的迁移性，因此在研究水盐动态时常以Cl-作为 水盐移动的指标。 Cl-的测定方法有多种，常用的有： 莫尔法 Hg(NO3)2滴定法 氯电极法,1、莫尔法（AgNO3滴定法）： 原理：根据分步沉淀原理，在pH 6.5-10.5的溶液中, 以K2CrO4作指示剂，用标准AgNO3溶液滴定Cl-， 达到化学计量点后，稍过量的Ag+即与CrO42-生 成Ag2CrO4（砖红色）。 Ag+ + Cl- AgCl （白色） 2 Ag+ + CrO42- Ag2CrO4 （砖红色） （定量分析）,测定条件：
12、 （1）用测过CO32-、HCO3-的试液（pH 3.8左右） 测Cl-，但中和时一定要用H2SO4标准液（不 含Cl-），调好pH后再滴定。 （2）控制好指示剂CrO42-的浓度及溶液的pH（6.5 -10.5）。 （3）近终点时要充分摇动，多摇慢滴，目的是使 AgCl沉淀吸附的Cl-解吸下来，否则会使终点 提前。 （4）注意终点的观察，先出现白色沉淀，使砖红 色不易判断，尤其是苏打盐土浸出液发暗时 更不易判断，此时可改为电位法。,2、Hg(NO3)2滴定法： 在溶液pH 3.0-3.5范围内，用二苯咔唑（又叫苯肼 碳偶N苯）为指示剂，用Hg(NO3)2标准液滴定Cl-， 形成溶解度较小的H
13、gCl2 。化学计量点后，稍过 量的Hg2+即与指示剂形成兰紫色络合物。 优点：终点明显。 缺点：Hg2+有毒。,3、氯电极法： 适于有颜色的浸出液、滴定终点不易判断时用。本 法简便、快速。 具体测定方法有两种： （1）氯电极直接电位法 （2）氯电极电位滴定法 4、硫氰酸汞比色法： 多用于自动分析仪测定。在Fe3+存在下， 2 Cl- + Hg(SCN)2 + 2 Fe3+ HgCl2 + 2 Fe(SCN)2+ （血红色）,三、Ca2+、Mg2+： 目前广泛应用EDTA配合滴定法及原子吸收分光光 度法。 1、EDTA配合滴定法： 原理：EDTA与金属离子的配合均为1:1。测定时控 制pH，使
14、用适当的指示剂，用EDTA标准溶液滴 定Ca2+、Mg2+，根据EDTA的用量计算Ca2+、Mg2+ 的含量。（详见定量分析中的配位滴定法） 测定步骤：先取试液测Ca2+，再取试液测Ca2+Mg2+ 合量，二者之差为Mg2+含量。,（1）Ca2+的测定： 用NaOH调节试液pH为12，使Mg2+2OH-Mg(OH)2， 再用钙指示剂（简写NN，又叫钙红）或紫脲酸胺作指 示剂，用EDTA标准液滴定至溶液颜色由酒红纯兰， 即为终点。 Ca2+ + In（指示剂，兰色） CaIn（酒红色） CaIn + EDTA Ca-EDTA + In,测定条件： A、调试液pH用的NaOH不能含有Na2CO3，
15、以防 CaCO3。 因为CaCO3生成，Ca2+少了，使终点提前，而当 停止滴定后，CaCO3又会因化学平衡而使Ca2+不 断溶出，使滴定终点颜色的变化不明显。所以，为 防止CaCO3生成，应在加NaOH后放置1-2min， 使Mg(OH)2 完全，然后立即用EDTA滴定。 即：测定Ca2+时,不能在两平行溶液中同时加入NaOH， 而应逐个加入、逐个滴定。若在终点时溶液是兰 色，放置后又变成紫色时，应补加EDTA使溶液边变 兰，并把补加量计入已用EDTA的体积中。,B、Mg2+含量高时测出的Ca2+偏低。 因为Mg(OH)2 吸附了部分Ca2+，造成终点早到， 并在终点后又因Ca2+被解吸而进入溶液，使溶液 由兰变紫红，此时也应补加EDTA至兰色，并计 入EDTA总量中。 测定Ca2+所消耗的EDTA量以V1表示。,（2） Ca2+Mg2+合量的测定： 另取浸出液，用氨缓冲溶液调节pH 10，选用铬黑T （EBT）或酸性铬兰K和萘酚绿B混合指示剂（简称 K-B指示剂），用EDTA标准溶液滴定溶液由酒红色 纯兰色，即为终点。 测定条件： （a）用氨缓冲液调节浸出液pH 10，使终点变色明显。 pH 6 7 11 12
