土壤全氮测定

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1、土壤全氮测定土壤全氮测定测定全氮的方法有多种，但普遍采用的是硒粉硫酸铜硫酸钾硫酸消煮法，又称开氏法。主要是用硫酸钾、硫酸铜和硒粉作催化剂，加入浓硫酸。在高温处理下将土壤中有机含氮化合物转变成 NH4+。当难提取性固定态铵的含量较高时，开氏法的测定值偏低，在这种情况下需要 HF-HCL 法破坏黏土矿物，从而较准确的测出含固定态铵的全氮。一般的开氏法测定的土壤全氮也不包括 NO2- -N和 NO3- -N。如果分析 NO3- -N 含量高的土壤，必须测定包括 NO2- -N 和 NO3- -N 的全氮，在方法中就必须加入将 NO2- -N 和 NO3- -N 还原为 NH4+步骤。还原方法有多种，

2、常见的约有三种开氏修正法：水杨酸法、高锰酸钾还原性铁法以及 Zn-CrK(SO4)2法。其中常用的有水杨酸法、高锰酸钾还原性铁法。这两种方法回收率较高。选择适当的开氏消煮法需要根据分析的需要和实验室的条件，选择内容包括硫酸或双氧水，大量法或半微量法，包括或不考虑 NO2- -N 和 NO3- -N，以及用电极或蒸馏法滴定或自动测定等。因大量法目前使用很少，不做介绍。现在介绍常见的开氏消煮法。本方法测定的氮不包括 NO2- -N 和NO3- -N，因为 NO3- 在消煮过程中易挥发损失不会还原为 NH4+。一般土壤中 NO2- -N 和 NO3- -N 含量不超过全氮量的 1%，故可忽略不计。如

3、果土壤中含有显著数量 NO2- -N 和 NO3- -N 时，则需要采用其他改进法测定。方法原理：方法原理：土壤中的含氮化合物，利用浓硫酸及少量混合催化剂，在强热高温处理下分解，是氮素转化为NH4+主要形成（NH4SO4-）及（NH4）2SO4但原土壤中的 NO3- -N 并没有变成 NH4+，其量极小。当加入氢氧化钠呈碱性，PH 值超过 10 时，NH4+则全变成 NH3而溢出，经蒸馏用硼酸液吸收，在用酸标准溶液滴定（溴甲酚绿和甲基红作混合指示剂，其终点为桃红色） ，由酸标准也得消耗量计算出氨量。包括硝态和亚硝态氮的全氮测定，在样品消煮前，需先用高锰酸钾将样品中的亚硝态氮氧化为硝态氮后，在用

4、还原铁粉将全部硝态氮还原，转化为铵态氮。高温下硫酸是一种强氧化剂，能氧化有机化合物中的碳，生成 CO2，从而分解有机质。样品中的含氮有机化合物，如蛋白质在浓硫酸的作用下，水解成为氨基酸，氨基酸又在浓硫酸的脱氨作用下，还原成氨，氨再与硫酸结合成为硫酸铵留在溶液中。当土壤中的有机质分解完毕，碳质被氧化后，消煮则呈清澈的蓝绿色即“清亮” ，因此硫酸铜不仅起催化剂作用，也起指示作用。同时应该注意，使用开氏法，在溶液刚刚清亮后仍需消煮一段时间，即“后煮” 。消煮液中硫酸铵加碱蒸馏，使氨逸出，用硼酸吸收，然后用标准酸液滴定。蒸馏过程的反应为：（高温条件下）22242222COSOOHCSOH滴定过程的反应

5、：仪器设备仪器设备 开氏瓶、半微量定氮蒸馏装置，半微量滴定管（5ml10ml） 。试剂配置试剂配置 （1）混合催化剂混合催化剂 硫酸钾（K2SO4）100g（化学纯） ，硫酸铜（硫酸铜（CuSO45H2O）10g（化学纯） ， 及硒（硒（Se）1g（化学纯） ，混合研磨，通过 80 号筛充分混合（戴口罩） ，储于有塞瓶中。消煮时每 毫升 H2SO4加 0.37g 混合催化剂。 （2） 浓硫酸浓硫酸 H2SO4，密度为 1.84g/cm3，化学纯。 （3） 10ml/LNaOH 溶液 称取固体 NaOH420g 于硬质烧杯中，加入蒸馏水 400mL 溶解，不断搅 拌，冷却后倒入塑料试剂瓶，加塞，

6、放置几天待 Na2CO3沉降后，将清液吸入盛有 160mLCO2的水 中，并以去 CO2的蒸馏水定容 1L 加盖橡皮塞。 （4） 甲基红甲基红-溴甲酚绿混合指示剂溴甲酚绿混合指示剂 0.5g 溴甲酚绿和 0.1g 甲基红溶于 100mL 乙醇中。 （5） 20g/L 的硼酸（的硼酸（H3BO3）指示剂溶液）指示剂溶液 20g 硼酸（化学纯）溶于 1L 水中，每升硼酸溶液中加 入甲基红-溴甲酚绿混合指示剂 5mL，并用稀酸或者稀碱调节至微紫红色，PH=4.8，指示剂用前与 硼酸混合（现配） 。 （6） 0.02mol/L（1/2H2SO4）标准溶液）标准溶液 量取硫酸（化学纯、无氮、=1.84g

7、/mL）2.83mL，加水 稀释至 5000mL，然后用标准碱或硼砂标定。 （7） 0.01mol/L（1/2H2SO4）标准溶液）标准溶液 将 0.02mol/L（1/2H2SO4）标准溶液用水稀释一倍。 （8） 高锰酸钾溶液高锰酸钾溶液 25g 高锰酸钾（分析纯）溶于 500mL 无离子水中，储于棕色瓶中。 （9） 1：1 硫酸硫酸（化学纯、无氮、=1.84g/mL）取适量与等体积水混合。 （10） 辛醇辛醇 适量实验步骤：实验步骤： 1、称样称样 称取过 100 目筛的风干土壤样品 1.0000g（含氮约 1mg 左右） ，另不加土样分别做两个空 白试验。 2、消煮消煮（不包括硝态氮和亚

8、硝态氮的消煮） 将土样放入干燥的开氏瓶（或者消煮管）底部，加 约 1ml 去离子水湿润土样后，加入 2g 催化剂和 5mL 浓硫酸，摇匀，将开氏瓶倾斜置于 300W 的变 温电炉上，用小火加热 1015min 后，加强火力保持微沸，消煮温度以硫酸蒸汽在瓶颈上部 1/3 处 冷凝为宜，待消煮液和土粒全部变灰白稍带绿色后在继续煮 1h，消煮完毕，冷却，待蒸馏。 包括硝态氮和亚硝态氮的消煮，将土样放入干燥的开氏瓶（或者消煮管）底部，加高锰酸钾溶 液 1mL，摇动开氏瓶，缓缓加入 1：1 硫酸 2mL，放置 5min，加入 1 滴辛醇，用长颈漏斗将 0.5g 还原铁粉送入瓶底，瓶口盖上小漏斗，转动开氏

9、瓶。待剧烈反应停止时，置于电炉上加热保持微沸 45min，停火，冷却后用长颈漏斗加催化剂 2g 和浓硫酸 5mL，摇匀消煮，待变为黄绿色后在继续 消煮 1h，消煮完毕，冷却，待蒸馏。 3、氨的蒸馏氨的蒸馏 先检查蒸馏装置是否漏气，并用水的流出液清洗蒸馏装置管道，然后用约 30mL 无 离子水将冷却后的消煮液定量的全部转入蒸馏器内，如采用半自动式自动定氮仪，可直接将消煮管 放入定氮仪中蒸馏。 加 20g/L 的硼酸-指示剂混合液 5mL 于 150mL 锥形瓶中，放入冷凝管末端，管口置于硼酸溶液 液面以上 34cm 处，然后向蒸馏室缓缓加入 10mol/L 的 NaOH 溶液 20mL，通入蒸汽

10、蒸馏，待流OHBOHNHBOHOHNHOHNHOHNHOHNHSONOHNSONH2324334423234242422aa2）（334244232422BOHSONHSOHBOHNH）（出液约 50mL 时，蒸馏完毕。用少量 PH=4.5 的水洗剂冷凝管的末端。 4、滴定滴定 用 0.01mol/L（1/2H2SO4）或 0.01mol/L 的 HCL 标准溶液滴定至流出液由蓝绿色变为紫 红色。记录所用酸标准溶液的体积，空白滴定一般不得超过 0.4mL。结果计算：结果计算：土壤全氮（N）量（g/kg）=10000 .1421c103 420mSOHVV）（）（式中：V 为滴定试液时所用酸标准

11、溶液的体积，mL；V0 为滴定空白时所用酸标准的体积，mL；c 为 0.01mol/L（1/2H2SO4）或 0.01mol/L 的 HCL 标准溶液浓度，mol/L；14.0 为氮原子的摩尔质量， g/mol；10-3为将毫升换算为升；m 为烘干土样的质量，g 。两次平行测定结果允许绝对误差：土壤含氮量大于 1.0g/kg 时，不得超过 0.005%；含氮 1.00.6g/kg 时，不得超过 0.004%；含氮低于 0.6g/kg 时，不得超过 0.003%。注意事项：注意事项： （1）一般应使样品中含氮量为 1.02.0mg，如果土壤含氮量在 2g/kg 以下，应称土样 1g；含氮量 在

12、2.04.0g/kg 者，应称 0.51.0g；含氮量在 4.4g/kg 以上者应称 0.5g。 （2）开氏法测定全氮样品必须磨细通过 100 孔筛，以使有机质能充分被氧化分解，对于黏质土壤 样品，在消煮前需要加水湿润使土粒和有机质分散，以提高氮的测定效果，但对于砂质土壤样品， 用水湿润与否并没有显著差别。 （3）硼酸的浓度和用量以能满足吸收 NH3为宜，大致可按 10g/L H3BO3能吸收氮（N）量为 0.46mg 计算。例如，20g/L H3BO3 溶液 5mL 最对可吸收的氮（N）量为 520.46=4.6mg。因此， 可根据消煮中含氮量估计硼酸的用量，适当多加。 （4）在半微量蒸馏中，冷凝管口不必插入硼酸溶液中，这样可防止倒吸以减少洗涤手续。但在常 量蒸馏中，由于含氮量较高，冷凝管必须插入硼酸溶液中，以免损失。