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硝态氮测定-酚二磺酸比色法1)方法原理土壤用饱和CaS04 2H20溶液浸提,在微碱性条件下蒸发至干,土壤 浸提液中的NO3N在无水的条件下能与酚二磺酸试剂作用,生成 硝基酚二磺酸。C6H30H(HS03)2+HN03C6H20H(HS03)2 N02+H202,4-酚二磺酸6-硝基酚-2,4-二磺酸此反应必须在无水条件下才能迅速完成,反应产物在酸性介质中无色 碱化后则为稳定的黄色溶液,黄色的深浅与N03N含量在一定范 围内成正相关,可在400425nm处(或用蓝色滤光片)比色测定。 酚二磺酸法的灵敏度很高,可测出溶液中0.1mgL-l N03N,测 定范围为0.1 2mgLT。2)主要仪器 分光光度计、水浴锅、瓷蒸发皿。3)试剂(1)酚二磺酸试剂:称取白色苯酚(C6H50H,分析纯)25.0g置于500mL三角瓶中,以150mL 纯浓H2S04溶解,再加入发烟H2S0475mL并置于沸水中加热2h,可 得酚二磺酸溶液,储于棕色瓶中保存。使用时须注意其强烈的腐蚀性。 如无发烟H2S04,可用酚25.0g,加浓H2S04225mL,沸水加热6h配 成。试剂冷后可能析出结晶,用时须重新加热溶解,但不可加水,试 剂必须贮于密闭的玻塞棕色瓶中,严防吸湿。(2)10AgmL-l N03N标准溶液:准确称取KN03(二级)0.7221g溶于水,定容1L,此为100AgmL-l NO3 N溶液,将此液准确稀释10倍,即为10AgmL-l NO3N标准 溶液。(3)CaS042H20 (分析纯、粉状)、(4)CaCO3 (分析纯、粉状)、(5)1:1 NH4OH、(6)活性碳(不含N03 ),用以除去有机质的颜色。(7)Ag2SO4 (分析纯、粉状)、Ca(0H)2 (分析纯、粉状)和MgC03(分析纯、粉状),用以消除Cl-1的干扰。4)操作步骤测定(1)吸取B母液50mL加入0.1g CaS042H20 (注2)凝聚剂的作 用,使滤液不混浊而澄清(含N03N 20150眩)震荡过滤,取 25ml滤液于瓷蒸发皿中,加CaCO3约0.05g (注5)调节pH,防止 NO3N在酸性和中性条件下蒸干分解而损失,在水浴上蒸干(注 6),到达干燥时不应继续加热。稍冷,迅速加入酚二磺酸试剂1-2 mL,将皿旋转,使试剂接触到所有的蒸干物。静止10min使其充分作 用后,加水20 mL,用玻璃棒搅拌直到蒸干物完全溶解。冷却后缓缓 加入1:1NH40H (注7)并不断搅拌混匀,至溶液呈微碱性(溶液显 黄色 不再加深)再多加2mL,以保证NH40H试剂过量。然后将溶 液全部转入100mL容量瓶中,加水定容(注8)。在分光光度计上用 光径lcm比色杯在波长420nm处比色,以空白溶液作参比,调节仪器 零点。(2)同时,N03N工作曲线绘制:分别取10AgmL-lNO3N标 准液0、1、2、5、10、15、20mL于蒸发皿中,在水浴上蒸干,与待 测液相同操作,进行显色和比色,绘制成标准曲线,或用计算器求出 回归方程。5)结果计算土壤中N03N含量(mgkg-l)式中:C(N03N)从标准曲线上查得(或回归所求)的显色液NO3-N质量浓度(AgmL-l);V显色液的体积(mL);ts分取倍数;m风干样品质量,goH风干样品水分质量含量百分数。6)注释注1硝酸根为阴离子,不为土壤胶体吸附,且易溶于水,很易在土壤内部 移动,在土壤剖面上下层移动频繁,因此测定硝态氮时注采样深度。即不仅要采集表层土壤,而且要采集心土和底土,采样深度可达40cm、60 cm以至120 cm。试验证明,旱地土壤上分析全剖面的硝态氮含量 能更好地反映土壤的供氮水平。和表层土壤比较,则全剖面的硝态氮 含量与生物反应之间有更好的相关性,土壤经风干或烘干易引起N03 N 变化,故一般都用新鲜土样测定。注 2 用酚二磺酸法测定硝态氮,首先要求浸提液清彻,不能混浊,但是一 般中性或碱性土壤滤液不易澄清,且带有机质的颜色,为此在浸提液 中应加入凝聚剂。凝聚剂的种类很多,有CaSO4、CaO、Ca(OH)2、CaCO3、 MgCO3、KAl(SO4)2、CuSO4 等,其中 CuSO4 有防止生物转化的作用, 但在过滤前必须以氢氧化钙或碳酸镁除去多余的铜,因此以CaSO4法 提取较为方便。注3如果土壤浸提液由于有机质而有较深的颜色,则可用活性炭除去,但 不宜用H2O2,以防最后显色时反常。注4土壤中的亚硝酸根和氯离子是本法的主要干扰离子。亚硝酸和酚二磺 酸产生同样的黄色化合物,但一般土壤中亚硝酸含量极少,可忽略不 计。必要时可加少量尿素、硫尿和氨基磺酸(20gL-lNH2SO3H )以除 去之。例如亚硝酸根如果超出了 lAgmLT时,一般每10mL待测液中 加入 20mg 尿素,并放置过夜,以破坏亚硝酸根。检查亚硝酸根的方法:可取待测液5滴于白瓷板上,加入亚硝酸试粉0.1g,用玻璃棒搅拌后,放置10min,如有红色出现,即有lmgLT 亚硝酸根存在。如果红色极浅或无色,则可省去破坏亚硝酸根手续。Cl-对反应的干扰,主要是加酸后生成亚硝酰氯化合物或其它氯的气 体。如果土壤中含氯化合物超过15mgkg-l,则必须加Ag2S04除去, 方法是每100mL浸出液中加入Ag2SO4 0.1g (0.1g Ag2SO4可沉淀 22.72mgCl-),摇动 15min,然后加入 Ca(OH)2 0.2g 及 MgCO3 0.5g, 以沉过量的银,摇动5min后过滤,继续按蒸干显色步骤进行。NO3- + 3C1- + 4H+ NOCl + Cl2 + 2H2O 亚硝酰氯注5 在蒸干过程中加入碳酸钙是为了防止硝态氮的损失。因为在酸性和中 性条件下蒸干易导致硝酸离子的分解,如果浸出液中含铵盐较多,更 易产生负误差。注6此反应必须在无水条件下才能完成,因此反应前必须蒸干。注7碱化时应用NH40H,而不用NaOH或KOH,是因为NH3能与Ag+络合成水溶性的(NH3)2+,不致生成Ag2O的黑色沉淀而影响比色。注 8在蒸干前,显色和转入容量瓶时应防止损失
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