重铬酸钾—硫酸消化法
土壤样品的采集及土壤全氮量的测定（基础方法
一 土壤样品的采集与处理
1 风干和去杂
从田间采回的土样,要及时风干.其方法是将土壤样品放在阴凉干燥通风、又无特殊的气体(如氯气、氨气、二氧化硫等)、无灰尘污染的室内,把样品弄碎后平铺在干净的牛皮纸上,摊成薄薄的一层,并且经常翻动,加速干燥.切忌阳光直接曝晒或烘烤.在土样稍干后,要将大土块捏碎(尤其是粘性土壤),以免结成硬块后难以磨细.样品风干后,应拣出枯枝落叶、植物根、残茬、虫体以及土壤中的铁锰结核、石灰结核或石子等,若石子过多,将其拣出并称重,记下所占的百分数.
2 磨细、过筛和保存
取风干土样100—200g,放在牛皮纸上,用木块碾碎,使其全部通过60号筛(孔径0.25mm),留在筛上的土块再倒在牛皮纸上重新碾磨.如此反复多次,直到全部通过为止.不得抛弃或遗漏,但石砾切勿压碎.筛子上的石砾应拣出称重并保存,以备石砾称重计算之用.同时将过筛的土样称重,以计算石砾重量百分数,然后将过筛后的土壤样品充分混合均匀后盛于广口瓶中.
样品装入广口瓶后,应贴上标签,并注明其样号、土类名称、采样地点、采样深度、采样日期、筛孔径、采集人等.一般样品在广口瓶内可保存半年至一年.瓶内的样品应保存在样品架上,尽量避免日光、高温、潮湿或酸碱气体等的影响,否则影响分析结果的准确性.
二 土壤全氮量的测定(重铬酸钾—硫酸消化法)
操作步骤
1.在分析天平上称取通过60号筛(孔径为0.25mm)的风干土壤样品0.5—1g(精确到0.001g),然后放入150ml开氏瓶中.
2.加浓硫酸(H2SO4)5ml,并在瓶口加一只弯颈小漏斗,然后放在调温电炉上高温消煮15分钟左右,使硫酸大量冒烟,当看不到黑色碳粒存在时即可(如果有机质含量超过5%时,应加1—2g焦硫酸钾,以提高温度加强硫酸的氧化能力).
3.待冷却后,加5ml饱和重铬酸钾溶液,在电炉上微沸5分钟,这时切勿使硫酸发烟.
4.消化结束后,在开氏瓶中加蒸馏水或不含氮的自来水70ml,摇匀后接在蒸馏装置上,再用筒形漏斗通过Y形管缓缓加入40%氢氧化钠(NaOH)25ml.
5.将一三角瓶接在冷凝管的下端,并使冷凝管浸在三角瓶的液面下,三角瓶内盛有25ml 2%硼酸吸收液和定氮混合指示剂1滴.
6.将螺丝夹打开(蒸汽发生器内的水要预先加热至沸),通入蒸汽,并打开电炉和通自来水冷凝.
7.蒸馏20分钟后,检查蒸馏是否完全.检查方法：取出三角瓶,在冷凝管下端取1滴蒸出液于白色瓷板上,加纳氏试剂1滴,如无黄色出现,即表示蒸馏完全,否则应继续蒸馏,直到蒸馏完全为止(或用红色石蕊试纸检验).
8.蒸馏完全后,降低三角瓶的位置,使冷凝管的下端离开液面,用少量蒸馏水冲洗冷凝的管的下端(洗入三角瓶中),然后用0.02mol/L盐酸(HCl)标准液滴定,溶液由蓝色变为酒红色时即为终点.记下消耗标准盐酸的毫升数.
测定时同时要做空白试验,除不加试样外,其它操作相同.
结果计算
N%=[ (V-V0)×N×0.014]／样品重×100
式中：
V—滴定时消耗标准盐酸的毫升数
V0—滴定空白时消耗标准盐酸的毫升数
N—标准盐酸的摩尔浓度
0.014—氮原子的毫摩尔质量g/mmol
100—换算成百分数.
注意事项
1.在使用蒸馏装置前,要先空蒸5分钟左右,把蒸汽发生器及蒸馏系统中可能存在的含氮杂质去除干净,并用纳氏试剂检查.
2.样品经浓硫酸消煮后须充分冷却,然后再加饱和重铬酸钾溶液,否则作用非常激烈,易使样品溅出.加入重铬酸钾后,如果溶液出现绿色,或消化1—2分钟后即变绿色,这说明重铬酸钾量不足,在这种情况下,可补加1g固体重铬酸钾(K2Cr2O7),然后继续消化.
3.若蒸馏产生倒吸现象,可再补加硼酸吸收液,仍可继续蒸馏.
4.在蒸馏过程中必须冷凝充分,否则会使吸收液发热,使氨因受热而挥发,影响测定结果.
5.蒸馏时不要使开氏瓶内温度太低,使蒸气充足,否则易出现倒吸现象.另外,在实验结束时要先取下三角瓶,然后停止加热,或降低三角瓶使冷凝管下端离开液面.
仪器、试剂
1.主要仪器：
开氏瓶(150ml)、弯颈小漏斗、分析天平、电炉、普通定氮蒸馏装置.
2.试剂：
(1) 浓硫酸(化学纯,比重1.84).
(2)饱和重铬酸钾溶液.称取200g(化学纯)重铬酸钾溶于1000ml热蒸馏水中.
(3)40%氢氧化钠(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.
(4)2%硼酸溶液.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).
(5)定氮混合指示剂.称取0.1g甲基红和0.5g溴甲酚绿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.
(7)钠氏试剂(定性检查用).称氢氧化钾(KOH)134g溶于460ml蒸馏水中称取碘化钾(KI)20g溶于50ml蒸馏水中,加碘化汞(HgI)使溶液至饱和状态(大约32g左右).然后将以上两种溶液混合即成.
