植株全氮、全磷、全钾含量的测定(定1) (1).doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date植株全氮、全磷、全钾含量的测定(定1) (1)植株全氮、全磷、全钾含量的测定(定1) (1)植株全氮、全磷、全钾的测定一、待测液的制备(H2SO4H2O2消煮法)二、植株全氮的测定(H2SO4H2O2消煮,蒸馏法)三、植株全磷的测定(H2SO4H2O2消煮,钒钼黄比色法)四、植株全钾的测定(H2SO4H2O2消煮,火焰光度法一、待测液的制备(H2SO4H2O2消煮法)
2、1 H2SO4H2O2消煮原理植物样品在浓H2SO4溶液中,经过脱水、碳化、氧化等一系列的作用后,易分解的有机物则分解,然后再加入H2O2 ,H2O2在热的浓H2SO4溶液中会分解出新生态氧,具有强烈的氧化作用,可继续分解没被H2SO4破坏的有机物,使有机态氮全部转化为无机铵盐。同时,样品中的有机磷也转化为无机磷酸盐,故可用同一消煮液分别测定N、P、K(植株中K以离子态存在)。2 主要仪器:万分之一电子天平、0.5 mm筛、三角瓶(50ml)或消煮管、移液管(5、10ml)+吸耳球、弯颈小漏斗、消煮炉、吸管、漏斗、无磷钾滤纸、容量瓶(100ml)2 试剂:浓硫酸(GB T625):化学纯、比重
3、1.8430%H2O2(GB 6684):阴凉处存放3 操作步骤称取烘干、磨细的植物样品(过0.5 mm筛)0.19g,置于50ml三角瓶(或消煮管)底部(勿将样品粘附在瓶颈上),加浓硫酸5mL,摇匀(最好放置过夜),瓶口盖一弯颈小漏斗,在电炉上先缓缓加热,待浓硫酸分解冒大量白烟时再升高温度(在消煮炉上先250消煮温度稳定后计时,时间约30min,待浓硫酸分解冒大量白烟时再升高温度至400)。消煮至溶液呈均匀的棕黑色时,取下三角瓶,稍冷后提起弯颈漏斗,滴加30%H2O210滴,并不断摇动三角瓶。再加热(微沸)约7-10 min,取下,稍冷后重复滴加30%H2O2 510滴,再消煮。如此反复进行
4、3-5次,每次添加的H2O2应逐次减少,消煮至溶液呈无色或清亮后,再加热5-10min(以赶尽剩余的H2O2 ),取下三角瓶冷却,用少量水冲洗漏斗,洗液流入三角瓶中。将消煮液无损地洗入100 ml容量瓶中,用水定容,摇匀。过滤或放置澄清后供氮、磷、钾测定。二、植株全氮的测定(H2SO4H2O2消煮,蒸馏法)1、方法原理 蒸馏过程的反应:(NH4)2SO4 + NaOH Na2SO + 2NH3 + 2H2O NH3 + H2O NH4OH NH4OH + H3BO3 NH4H2BO3 + H2O 滴定过程的反应: NH4H2BO3 + H2SO4 (NH4)2SO4 + 2H3BO32、主要仪
5、器、试剂(1)主要仪器:万分之一电子天平、移液枪(2ml)、移液管(5、10ml)、三角瓶(50、150ml)、容量瓶(100、1000ml)、量筒、研钵、酸式滴定管、pH仪、定氮仪(2)需用的试剂:40%NaOH溶液(10mol/L氢氧化钠溶液):称取40g氢氧化钠(GB 629分析纯)溶于100ml水中硫酸(GB 62577):分析纯,0.005mol/L硫酸(将0.01mol/L硫酸标准溶液用水稀释一倍)或0.01mol/L盐酸标准溶液0.02mol/L硫酸标准溶液:量取浓硫酸(C.R)2.83ml,加蒸馏水稀释至5000ml,此为0.02mol/L的(1/2H2SO4)标准溶液,然后用
6、标准碱或硼砂标定之,将0.02mol/L的(1/2H2SO4)标准溶液用水稀释4倍。硼酸指示剂溶液:硼酸-指示剂混合液:每升A溶液中加20ml B混合指示剂,并用稀碱调节至红紫色(pH值约4.5)。此液放置时间不宜过长,如在使用过程中pH值有变化,需随时用稀酸或稀碱调节之。A 2硼酸溶液:20g硼酸(GB 628-78分析纯)溶于1L约60去离子水中。B 甲基红-溴甲酚绿混合指示剂:0.5g溴甲酚绿(HG 3-1220-79)和0.1g甲基红(HG 3-958 -76)于研钵中,加入少量95乙醇,研磨至指示剂全部溶解后,加95乙醇至 100ml。pH4.5的水3、测定步骤在150ml三角瓶中,
7、加入2硼酸-指示剂混合液5ml,放在定氮仪冷凝管末端,管口置于硼酸液面以上34cm处。之后吸取待测液10.00 mL(含NH4+-N约1mg)置于蒸馏器的定氮内室中,于定氮仪相应位置上,盖上具塞并密封使之不漏气。然后从加液漏斗处向蒸馏室内缓缓加入20ml 10mol/L氢氧化钠溶液,立即关紧蒸汽发生器上排气口的旋钮,同时打开蒸汽发生器和定氮冷凝管连接橡皮管上的夹子。通入蒸汽蒸馏,蒸馏约15min左右,馏出液体积约50ml时,即蒸馏完毕。取下三角瓶,关闭蒸汽发生器和定氮冷凝管连接橡皮管上的夹子,并打开蒸汽发生器上排气口的旋钮。用少量已调节至pH4.5的水洗涤冷凝管的末端,取下三角瓶。之后,用气压
8、差的原理,倒吸的方法洗蒸馏瓶中的废液,洗净蒸馏瓶。用0.005 mol/L硫酸(或0.01mol/L盐酸)标准溶液滴定馏出液由蓝绿色至刚变为紫红色。记录所用酸标准溶液的体积(ml)。空白测定所用酸标准溶液的体积,一般不得超过0.4ml。4、结果计算植株中N(%)=(V1-V0)C14D10-3 100/m式中: V1 样品测定所消耗标准酸mL数; V0 空白试验所消耗标准酸mL数; C标准酸(H+1)的浓度molL-1; 14 氮原子的摩尔质量(gmol); 10-3 mL换算为L; D分取倍数,定容体积/分取体积,100/10 m 干样品质量(g)。5、注意事项(1)碱液要过量。要求中和完硫
9、酸后再过量2mL;(2)蒸馏装置不能漏气;(3)硼酸要足量。估算方法:按1mL浓度为10.0gL-1的硼酸能吸收0.46mg的N计算;(4)指示剂和硼酸最好分开配置保存。因二者混合过久,有指示终点不明显的可能。(5)指示剂和硼酸的pH要调到4.5(变色点)。(6)定氮仪参数设置中,加碱量设置为3S;定氮仪开机预热后,要多空蒸几次,等读数稳定后再进行样品测定。三、植株全磷的测定(H2SO4H2O2消煮,钒钼黄比色法)1、方法原理在酸性条件下,正磷酸能与偏钒酸和钼酸发生反应,形成黄色的三元杂多酸钒钼磷酸。溶液黄色稳定,黄色的深浅与磷的含量成正相关,所以,可用比色法测定溶液中磷的含量。2、主要仪器、
10、试剂(1)主要仪器:万分之一电子天平、电磁炉、移液管(1、5、10ml 2个)、吸耳球、容量瓶(50ml 8个、100、1000ml)、量筒吸管、塑料瓶、棕色瓶、pH试纸、烘箱 722或723型分光光度比色计(2)试剂 浓硝酸(分析纯)0.2%二硝基酚指示剂(0.25g 2,6-二硝基酚或2,4-二硝基酚溶于100ml水中,其变色范围是pH 2.4(无色)4.0(黄色),变色点是pH 3.1)6mol/LNaOH溶液(24g NaOH(分析纯)溶于水,稀释至100ml)磷标准液50ugmL-1(准确称取经105烘干的KH2PO4(分析纯) 0.2195g溶于水,移入1L容量瓶,加水约400ml
11、,加入5ml浓H2SO4(或浓硝酸),用水定容,装入塑料瓶中低温保存)。 钒钼酸铵试剂:A液:将25.0g的钼酸铵(NH4)6Mo7O244H2O,分析纯溶于400mL水中。B液:将1.25g的偏钒酸铵(NH4VO3,分析纯)溶于300mL沸水中,冷却后,加入250mL浓硝酸(分析纯),冷却至室温。将A液缓缓注入B液中,不断搅匀,加水稀释到1L,贮入棕色瓶中。3、测定步骤吸取消煮好的待测液20.00 mL(含P 0.051.0mg)置于50ml容量瓶中,加2,6-二硝基酚(或2,4-二硝基酚)指示剂2滴,用6molL-1NaOH 调pH至刚显黄色,准确加入钒钼酸铵试剂10.00mL,用水定容,
12、摇匀。同时做空白实验。15min后,用分光光度计在450nm处比色,以空白液调节吸光值的零点。标准曲线制作:准确吸取50ugmL-1的P标准溶液0、1.0、2.5、5、7.5、10.0、15.0mL,于50mL容量瓶中,加与吸取的待测液等量的空白消煮液,同上述操作步骤显色和比色。该标准系列P的浓度分别为0、1.0、2.5、5、7.5、10.0、15.0 ugmL-1 P。4、结果计算植株全P(%)=V分取倍数10-4 /m 式中:从标准曲线查得显色液P的质量浓度(ug/mL) V 显色液体积(mL)分取倍数:定容体积/分取体积,100/10 m 烘干样品质量(g) 104将ug/L浓度单位换算
13、为百分含量的换算因数5、注意事项显色液的酸度要求在0.041.6mol.L -1H+ 内,酸度过高时,显色不完全或不显色,酸度太低时则可能生成沉淀或其它物质的颜色;比色要在15min后、24h内完成。四、植株全钾的测定(H2SO4H2O2消煮,火焰光度法)1、方法原理植物体内的钾几乎全部以离子状态存在于植物组织中,样品经消煮或浸提,并经稀释后,待测液中的K可用火焰光度法测定。2、主要仪器、试剂(1)主要仪器:容量瓶(50ml 8个、1000ml);移液管(1.0、5.0、10ml)+吸耳球、火焰光度计。(2)试剂:100 ugmL-1K标准溶液(准确称取在105干燥2h后的0.1907gKCl
14、,溶于水,于1L容量瓶中定容,存于塑料瓶中。 3、测定步骤吸取消煮好的待测液5.000mL(含K 10 mg/L50 mg/L),置于50 mL容量瓶,用水定容,摇匀,直接在火焰光度计上测定,读取检流计读数。标准曲线制作:准确吸取100 ugmL-1标准溶液0,0.5,1.0,2.5,5.0,10,20ml,分别放入50ml容量瓶中,加入与吸取的待测液等量的空白消煮液,加水定容即得0,1,2,5,10,20,40mg/L K的标准系列溶液。以浓度最高的标准溶液定火焰光度计检流计的满度,然后从稀到浓依次进行测定,记录检流计读数,以检流计读数为纵坐标绘制标准曲线。4、结果计算植株全钾(%)=V分取
15、倍数10-4 /m 式中:从标准曲线查得显色液K的质量浓度(ugmL-1)V:测定液体积(mL) 50ml分取倍数:定容体积/分取体积,100/10m:烘干样质量(g)104:将ug/L浓度单位换算为百分含量的换算因数5、注意事项(1)按要求制作标准曲线; (2)标准溶液和待测液的组成要基本相同。因为,溶液组成的改变(包括酸碱、阴、阳离子的浓度)对测定结果有影响;(3)仪器状态(如空气压力、火焰的状态等)对测定结果有影响。植物全氮、磷、钾的测定植物中氮、磷、钾的测定包括待测液的制备和氮磷钾的定量两大步骤。植物全氮待测液的制备通常用开氏消煮法(参考有机肥料全氮的测定)。植物全磷、钾可用干灰化或其
16、他湿灰化法制备待测液。本书介绍H2SO4H2O2消煮法,可用同一份消煮液分别测定氮、磷、钾以及其它元素(如钙、镁、铁、锰等)。一、植物样品的消煮(H2SO4H2O2法)方法原理植物中的氮磷大多数以有机态存在,钾以离子态存在。样品经浓H2SO4和氧化剂H2O2消煮,有机物被氧化分解,有机氮和磷转化成铵盐和磷酸盐,钾也全部释出。消煮液经定容后,可用于氮、磷、钾等元素的定量。本法采用H2O2加速消煮剂,不仅操作手续简单快速,对氮磷钾的定量没有干扰,而且具有能满足一般生产和科研工作所要求的准确度,但要注意遵照操作规程的要求操作,防止有机氮被氧化成N2或氮的氧化物而损失。试剂:(1)硫酸(化学纯、比重1
17、.84)(2)30%H2O2(分析纯) 操作步骤:(1)常规消煮法 称取植物样品(0.5mm)0.30.5g(准确至0.0002g)装入100ml开氏瓶的底部,加浓硫酸5ml,摇匀(最好放置过夜),在电炉上先小火加热,待H2SO4 发白烟后再升高温度,当溶液呈均匀的棕黑色时取下,稍冷后加6 滴H2O2,再加热至微沸,消煮约710 分钟,稍冷后重复加H2O2 再消煮,如此重复数次,每次添加的H2O2 应逐次减少,消煮至溶液呈无色或清亮后,再加热约10 分钟,除去剩余的H2O2,取下冷却后,用水将消煮液无损转移入100ml 容量瓶中,冷却至室温后定容(V1)。用无磷钾的干燥滤纸过滤,或放置澄清后吸
18、取清液测定氮、磷、钾。每批消煮的同时,进行空白试验,以校正试剂和方法的误差。(2)快速消煮法 称取植物样品(0.5mm)0.30.5g(称准至0.0002g),放入100ml 开氏瓶中,加1ml水润湿,加入4ml 浓H2SO4摇匀,分两次各加入H2O2 2ml,每次加入后均摇匀,待激烈反应结束后,置于电炉上加热消煮,使固体物消失成为溶液,待H2SO4发白烟,溶液成褐色时,停止加热,此过程约需10 分钟。待冷却至瓶壁不烫手,加入H2O22ml,继续加热消煮约510分钟,冷却,再加入H2O2 消煮,如此反复一直至溶液呈无色或清亮后(一般情况下,加H2O2总量约8-10ml)再继续加热5-10分钟,
19、以除尽剩余的H2O2。取下冷却后用水将消煮液定量地转移入100ml 容量瓶中,定容(V1)。同时做空白试验,校正试剂和方法误差。注释:植物体内的钾以离子态存在于细胞液或与有机成分呈现松散结合态。因此,若只测定钾时,可采用简易的浸提法制备待测液。浸提剂可用0.5mol/LHCl或2mol/LNH4AC0.2mol/LMg(OAC)2 溶液,也可用热水。所用的H2O2 应不含氮和磷。H2O2在保存中可能自动分解,加热和光照能促其分解,故应保存于阴凉处。在H2O2中加少量H2SO4 酸化,可阻止H2O2分解。二、 植物全氮的测定(半微量蒸馏法和扩散法)方法原理 植物样品经开氏消煮、定容后,吸取部分消
20、煮液碱化,使铵盐转变成氨,经蒸馏和扩散,用H3BO3 吸收,直接用标准酸滴定,以甲基红溴甲酚绿混合指示剂指示终点。试剂:(1)40%(m/v)NaOH 溶液称取工业用氢氧化钠(NaOH)400g,加水溶解不断搅拌,再稀释定容至1000ml 贮于塑料瓶中。(2)2% H3BO3指示剂溶液称取20g 硼酸加入热蒸馏水(60)溶解,冷却后稀释定容至1000ml,最后用稀盐酸(HCl)或稀氢氧化钠(NaOH)调节pH 至4.5(定氮混合指示剂显葡萄酒红色)。(3)取标准溶液C(HCl 或1/2 H2SO4)=0.01mol/L(4)碱性溶液(5)定氮混合指示剂。称取0.1g 甲基红和0.5g 溴甲酚绿
21、指示剂放入玛瑙研钵中,加入100ml95%酒精研磨溶解,此液应用稀盐酸(HCl)或氢氧化钠(NaOH)调节pH 至4.5。(6)0.02mol/L 盐酸标准溶液。取浓盐酸(HCl)(比重1.19)1.67ml,用蒸馏水稀释定容至1000ml,然后用标准碱液或硼砂标定。操作步骤:(1)蒸馏法 吸取定容后的消煮液5.0010.00ml,(V2,含NH4N 约1ml),注入半微量蒸馏器的内室,另取150ml 三角瓶,内加入5ml2% H3BO3指示剂溶液,放在冷凝管下端,管口置于H3BO3 液面以下,然后向蒸馏器内室慢慢加入约3ml40%(m/v)NaOH 溶液,通入蒸气蒸馏,(注意开放冷凝水,勿使
22、馏出液的温度超过40)待馏出液体积约达5060ml 时,停止蒸馏,用少量已调节至pH 为4.5 的水冲洗冷凝管末端。用酸标准溶液滴定馏出液至由蓝绿色突变为紫红色(终点的颜色应和空白测定的终点相同)。用酸标准溶液,同时进行空白液的蒸馏测定,以校正试剂和滴定误差。(2)扩散法 吸取定容后的消煮液200500ml(V2,含NH4N0.050.5mg)于10 厘米的扩散皿外室。内室加入2%H3BO3指示剂溶液3ml,参照土壤碱解氮测定的操作步骤进行扩散和滴定,但中和H2SO4 需用40%NaOH 溶液2ml,扩散可在室温下进行,不必恒温,室温在20以上时,放置约24h,低于20时,须放置较长时间。在扩
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