磷钾的测定方法课件

植物植物矿质营养矿质营养元素的元素的测定定本节重点：本节重点：1、了解植物体内各营养元素的含量范围。、了解植物体内各营养元素的含量范围。2、掌握植物体内全氮、磷、钾的测定方法。、掌握植物体内全氮、磷、钾的测定方法。3、了解植物钙、镁、硫的测定方法。、了解植物钙、镁、硫的测定方法。4、掌握植物微量元素的测定方法。、掌握植物微量元素的测定方法。植物矿质营养元素的测定1一、概述一、概述 常量元素常量元素 含量范围含量范围 N 1-5%P 0.1-0.6%K 1-5%Ca 0.5-5%Mg 0.2-2%S 0.1-0.5%微量元素：微量元素：Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo，含量范围为含量范围为X-XXX mg/kg。一、概述2植物不同部位全氮、磷、钾含量的比较植物不同部位全氮、磷、钾含量的比较 植物样品类别植物样品类别 全全N 全全P%全全K%健壮茎叶健壮茎叶 3 0.2 2 (15)*(0.10.5)(13)老熟茎叶老熟茎叶 0.5 0.1 1 (0.40.8)(0.030.4)(0.52)种子种子 2 0.3 1 (14)(0.20.6)(12)*()内为多数样本的含量范围。内为多数样本的含量范围。植物不同部位全氮、磷、钾含量的比较 3植物体内矿质营养元素测定植物体内矿质营养元素测定 待测液的制备待测液的制备前处理（预处理）过程前处理（预处理）过程 待测液中元素的定量待测液中元素的定量植物体内矿质营养元素测定4二、植物矿质元素测定方法评述二、植物矿质元素测定方法评述 1、开氏法、开氏法1.1、H2SO4加速剂消煮法加速剂消煮法 0.5-1g样品，样品，H2SO412ml，加速剂，加速剂5g，此，此 法只能测定植物全法只能测定植物全N，不能测定植物全，不能测定植物全P、全全K。1.2、H2SO4H2O2消煮法消煮法 适用于植物全适用于植物全N、全、全P、全、全K联合测定。联合测定。二、植物矿质元素测定方法评述52、干灰化法：、干灰化法：适用于植物适用于植物P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、B 测定测定 500-550 C高温处理，有机质氧化成高温处理，有机质氧化成CO2，氮变成，氮变成氮的氧化物，氮的氧化物，NH3挥发，剩下的是灰分元素的氧化挥发，剩下的是灰分元素的氧化物或盐类，然后用盐酸（物或盐类，然后用盐酸（10%）溶解，制备的待测）溶解，制备的待测液除不能测氮外，其他的元素都能测定。液除不能测氮外，其他的元素都能测定。磷钾的测定方法课件6干灰化法具体操作步骤：干灰化法具体操作步骤：称称1.000g样放入样放入30ml石英或瓷坩埚中，放在电炉上石英或瓷坩埚中，放在电炉上慢慢升温至炭化不冒白烟止，转入慢慢升温至炭化不冒白烟止，转入马福炉马福炉中升温至中升温至500 C时，保持时，保持4 h。冷却后加入。冷却后加入10ml 6mol/LHCl加加热沸腾热沸腾3-5min，使灰分溶解，过滤至，使灰分溶解，过滤至50ml容量瓶中，容量瓶中，用用2%HCl多次淋洗至定容。多次淋洗至定容。干灰化法具体操作步骤：73、湿灰化法、湿灰化法3.1 H2SO4HNO3消煮法，可测定消煮法，可测定P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn3.2 HNO3H2SO4HClO4 HNO3HClO4 H2SO4沸点沸点 338 C HNO3沸点沸点120.5 C HClO4沸点沸点110 C 3、湿灰化法8HNO3、H2SO4、HClO4三种酸的沸点不同，可三种酸的沸点不同，可以根据消煮温度的不同要求，调节三酸的比例。以根据消煮温度的不同要求，调节三酸的比例。混合酸消煮浓度不会太高，且一定要有混合酸消煮浓度不会太高，且一定要有H2SO4存在。存在。测测Ca时，时，H2SO4量不能太多，因易形成量不能太多，因易形成CaSO4；测测K时，时，HClO4量不能太多，因易形成量不能太多，因易形成KClO4。（一般比例为（一般比例为H2SO4：HClO4=8：1或或12）。）。HNO3、H2SO4、HClO4三种酸的沸点不同，可9三、植物全氮、全磷、全钾的联合测定三、植物全氮、全磷、全钾的联合测定 H2SO4-H2O2法法 植物组织中，有机质的结构比土壤有机质者植物组织中，有机质的结构比土壤有机质者较为简单，比较容易被氧化分解，有机氮比较容较为简单，比较容易被氧化分解，有机氮比较容易转化为铵态氮，各种形态的磷和钾也容易全部易转化为铵态氮，各种形态的磷和钾也容易全部释放，采用释放，采用H2O2作为作为H2SO4消煮的氧化剂，对于消煮的氧化剂，对于植物全植物全N、P、K的测定可以获得满意的结果。的测定可以获得满意的结果。三、植物全氮、全磷、全钾的联合测定10（一）方法原理（一）方法原理植物中植物中N、P大多数以有机态存在，大多数以有机态存在，K以离子态存以离子态存在。样品在浓在。样品在浓H2SO4，经，经脱水、碳化、氧化脱水、碳化、氧化等一等一系列作用，同时系列作用，同时H2O2作为氧化剂，在热的浓作为氧化剂，在热的浓H2SO4中，分解出新生态氧，中，分解出新生态氧，H2O2 H2O+O，其，其具有强烈的氧化作用，能分解具有强烈的氧化作用，能分解H2SO4所没有破坏所没有破坏的有机物和的有机物和C，变成，变成CO2、H2O，使，使有机有机N、有机、有机P转化为转化为NH4SO4、H3PO4，因此可在同一消煮液，因此可在同一消煮液中分别测定中分别测定N、P、K。（一）方法原理11过去认为过去认为H2O2作为加速消煮的氧化剂，不宜过早作为加速消煮的氧化剂，不宜过早加入，用量不能多，应少量的分次添加，加入后加入，用量不能多，应少量的分次添加，加入后的消煮温度不要太高，以防止有机氮被氧化成游的消煮温度不要太高，以防止有机氮被氧化成游离的离的N2或氮的氧化物而损失。或氮的氧化物而损失。1987年，张淑民教授经过细致的研究提出年，张淑民教授经过细致的研究提出H2SO4 H2O2快速消煮的方法，可以加速消煮过程，省快速消煮的方法，可以加速消煮过程，省时省电，测定结果准确可靠。时省电，测定结果准确可靠。过去认为H2O2作为加速消煮的氧化剂，不宜过早12H2SO4H2O2快速消煮法快速消煮法*具体步骤：具体步骤：0.51g植物样品植物样品+5ml浓浓H2SO4+分两次加入分两次加入4ml H2O2（每次（每次2ml）再加入再加入2ml H2O2 再加入再加入2ml H2O2 消煮至无色消煮至无色 赶尽剩余的赶尽剩余的H2O2 定容定容根据样品的特性，一般根据样品的特性，一般H2O2用量在用量在810ml 左右。左右。注意：注意：空白试验，以校正试剂误差。空白试验，以校正试剂误差。360 C消煮消煮10min有有H2SO4蒸气回流，出现黑褐色蒸气回流，出现黑褐色消煮消煮10min消煮消煮20min后煮后煮10min冷却至室温冷却至室温H2SO4H2O2快速消煮法*360 C消煮10m13（二）待测液中（二）待测液中NH4-N的测定的测定NH4-N的测定方法很多，主要可用下三种方法测定。的测定方法很多，主要可用下三种方法测定。1、蒸馏法（半微量，、蒸馏法（半微量，1mgN）把消煮液定容把消煮液定容100ml，取取510ml蒸馏，和土壤全蒸馏，和土壤全N测定一样。测定一样。2、扩散法（、扩散法（0.05-0.2mgN）稀释稀释50倍，定容倍，定容100ml，取取2ml，和土壤碱解，和土壤碱解N做法一样。做法一样。（二）待测液中NH4-N的测定143、靛酚蓝比色法（、靛酚蓝比色法（0.050.5ppmNH4-N）稀释稀释5万倍，如果手工万倍，如果手工n次稀释，误差大，不宜采用。次稀释，误差大，不宜采用。用自动仪器分析，自动稀释就可以应用，连续流用自动仪器分析，自动稀释就可以应用，连续流动分析仪（动分析仪（CFA）测定植物、土壤全）测定植物、土壤全N都是用靛蓝都是用靛蓝比色法测定，准确度和精密度都很高。比色法测定，准确度和精密度都很高。3、靛酚蓝比色法（0.050.5ppmNH4-N）15不同样品氮素测定的比较不同样品氮素测定的比较 测定项目测定项目 前处理方法前处理方法 定量方法定量方法 土壤全氮土壤全氮 H2SO4消煮，消煮，蒸馏法蒸馏法 加速剂（加速剂（K2SO4-CuSO4 5H2O-Se)，360410 C，8090min 土壤碱解氮土壤碱解氮 1mol/L NaOH，滴定法滴定法 1:5，40 C，24h土壤无机氮土壤无机氮 1mol/L NaCl，NH4+-N:靛酚蓝比色法靛酚蓝比色法 1:5，30min NO3-N:紫外分光光度法紫外分光光度法 （Zn还原法或校正因数法）还原法或校正因数法）复混肥总氮复混肥总氮 同土壤全氮同土壤全氮 蒸馏法蒸馏法 加速剂（加速剂（K2SO4-CuSO4 5H2O)植物全氮植物全氮 H2SO4-H2O2消煮，消煮，蒸馏法蒸馏法 360 C 不同样品氮素测定的比较 16（三）待测液中磷的定量（三）待测液中磷的定量根据样品含根据样品含P量的不同可选择不同的方法。量的不同可选择不同的方法。1、钒钼黄比色法（、钒钼黄比色法（1-20mg/L P）*（适于含（适于含P量比较高的植物样品）量比较高的植物样品）（1）方法原理：）方法原理：在一定酸度条件下，待测液中的正磷酸盐与偏钒在一定酸度条件下，待测液中的正磷酸盐与偏钒酸铵和钼酸铵反应，生成酸铵和钼酸铵反应，生成黄色黄色的三元杂多酸，溶液的三元杂多酸，溶液黄色的深浅与磷的含量成正比黄色的深浅与磷的含量成正比，可用比色法测定。，可用比色法测定。三元杂多酸的大致组成是三元杂多酸的大致组成是P2O5V2O522MoO3nH2O，其中其中P:V:Mo=1:1:11。（三）待测液中磷的定量17（2）反应条件）反应条件 a.不同磷含量的波长选择不同磷含量的波长选择 P(mg/L)1-6 2-15 4-17 7-20 入入(nm)400 440 470 490 b.试剂的终浓度：试剂的终浓度：酸度：一般要求范围较宽，酸度：一般要求范围较宽，0.041.6mol/L，最好最好0.5-1.0mol/L。偏钒酸铵：偏钒酸铵：0.005mol/L 钼酸铵：钼酸铵：0.01mol/L（2）反应条件18c.温度：温度：影响小，室温即可。影响小，室温即可。d.显色时间：显色时间：15min后黄色稳定，稳定后黄色稳定，稳定24小时。小时。e.干扰离子：干扰离子：Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+1000mg/L，可通过控制吸液量来消除干扰。，可通过控制吸液量来消除干扰。c.温度：影响小，室温即可。19（3）方法的优点）方法的优点 a.操作简便、快速，常温下操作简便、快速，常温下15min显色，且黄色稳显色，且黄色稳 定，长达定，长达24h。b.显色酸度范围宽，易于控制，对酸介质不严，可显色酸度范围宽，易于控制，对酸介质不严，可 在在H2SO4、HCl、HNO3下比色。下比色。c.干扰离子少。干扰离子少。d.方法适用性广，可适用于植物、肥料中磷的测定。方法适用性广，可适用于植物、肥料中磷的测定。e.准确度高，相对误差在准确度高，相对误差在1-3%。（3）方法的优点20 2、钼锑抗比色法（、钼锑抗比色法（0.01-0.6mg/L P）（适于含（适于含P量低的植物样品，如老的茎、叶等）量低的植物样品，如老的茎、叶等）原理、步骤与土壤部分相同。原理、步骤与土壤部分相同。2、钼锑抗比色法（0.01-0.6mg/L P）21不同样品磷素测定的比较不同样品磷素测定的比较 测定项目测定项目 前处理方法前处理方法 定量方法定量方法 土壤全磷土壤全磷 H2SO4-HClO4消煮，消煮，钼锑抗比色法钼锑抗比色法 360 C，40min 或或Na2CO3熔融熔融土壤有效磷土壤有效磷 Olsen法法 0.5mol/L NaHCO3，钼锑抗比色法钼锑抗比色法 pH8.5，1:20，25 1 C，30min，180次次/minBray法法 NH4F-HCl，钼锑抗比色法钼锑抗比色法 1:10；30minMehlich 3法法 HOAc-NH4NO3-NH4F 钼锑抗比色法或钼锑抗比色法或ICP法法 -HNO3-EDTA 1:10；5min复混肥中有效磷复混肥中有效磷 柠檬酸铵或柠檬酸铵或EDTA 磷钼酸喹啉重量法磷钼酸喹啉重量法 钒钼黄比色法钒钼黄比色法植物全磷植物全磷 H2SO4-H2O2消煮，消煮，高高:钒钼黄比色法钒钼黄比色法 360 C 低低:钼锑抗比色法钼锑抗比色法不同样品磷素测定的比较 22（四）待测液中钾的测定（四）待测液中钾的测定（火焰光度法）（火焰光度法）待测液稀释待测液稀释10倍，直接在火焰光度计上测定，倍，直接在火焰光度计上测定，同时测定工作曲线，可以从曲线上查出待测液的同时测定工作曲线，可以从曲线上查出待测液的 浓度。浓度。（四）待测液中钾的测定（火焰光度法）23不同样品钾素测定的比较不同样品钾素测定的比较测定项目测定项目 前处理方法前处理方法 定量方法定量方法土壤全钾土壤全钾 HF-HClO4消煮，消煮，火焰光度法火焰光度法 或或NaOH熔融熔融土壤有效钾土壤有效钾 速效钾速效钾 1mol/L NH4OAc，火焰光度法火焰光度法 1:5，30min 缓效钾缓效钾 1mol/L HNO3，火焰光度法火焰光度法 1:10，10min复混肥总钾复混肥总钾 水，煮沸水，煮沸30min 四苯硼钾重量法四苯硼钾重量法植物全钾植物全钾 H2SO4-H2O2消煮，消煮，火焰光度法火焰光度法 360 C不同样品钾素测定的比较24四、植物钙、镁、硫、微量元素的测定四、植物钙、镁、硫、微量元素的测定 Ca、Mg：干灰化法干灰化法 HNO3-HClO4法法 EDTA滴定法滴定法 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法 S：HNO3-HClO4法法 BaSO4比浊法比浊法 ICP法法四、植物钙、镁、硫、微量元素的测定25Fe、Mn、Cu、Zn、B：干灰化法干灰化法 HNO3-HClO4法法 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法 ICP法法Fe、Mn、Cu、Zn、B：26（一）待测液的制备（一）待测液的制备 1、干灰化、干灰化（1）炭化）炭化（2）500-550 C灰化。灰化。一般灰化一般灰化4-6小时，灰分呈全白色或浅灰色。小时，灰分呈全白色或浅灰色。若灰化不彻底（黑色碳粒较多），取出冷却后加若灰化不彻底（黑色碳粒较多），取出冷却后加 水（或水（或1：1HNO3）2-3滴，蒸干后，再继续灰化滴，蒸干后，再继续灰化 2小时。小时。用用HCl溶解后转入溶解后转入25-50ml容量瓶中，定容后过滤，容量瓶中，定容后过滤，滤液待测。滤液待测。（一）待测液的制备27测测Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo时，时，HCl浓度不同，浓度不同，用量不同。用量不同。1：1 HCl（6mol/L），用），用1-2ml，溶解，用水定容。，溶解，用水定容。1：9 HCl（1.2mol/L）溶解，用）溶解，用1.2mol/L HCl定容。定容。B可用可用0.1mol/L HCl溶解溶解*要注意酸度一致（待测液与工作曲线）要注意酸度一致（待测液与工作曲线）测Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo时，HCl浓度不同，282、湿灰化、湿灰化 a、H2SO4HNO3消煮法消煮法 b、H2SO4HNO3HClO4消煮法消煮法 c、HNO3HClO4（8：2）可同时测可同时测P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn2、湿灰化29HNO3HClO4消煮体操作步骤：消煮体操作步骤：称取烘干植物样称取烘干植物样1g于开氏瓶（消煮管中），加浓于开氏瓶（消煮管中），加浓HNO3:HClO4混合酸（混合酸（8:2）15ml，放置数小时或过夜，放置数小时或过夜，然后放在电炉上慢慢升温加热，使黄棕色烟（然后放在电炉上慢慢升温加热，使黄棕色烟（NO2），），慢慢挥发再适当提高温度继续消化。大约至大量冒慢慢挥发再适当提高温度继续消化。大约至大量冒白烟为止。白烟为止。这时，消化液呈白色透明状，约有这时，消化液呈白色透明状，约有2ml时，时，取下（切勿蒸干）冷却后定容、过滤。取下（切勿蒸干）冷却后定容、过滤。HNO3HClO4消煮体操作步骤：30（二）待测液中元素的定量（二）待测液中元素的定量 1、原子吸收光度法（、原子吸收光度法（AAS）空心阴极空心阴极 原子化器原子化器 光电倍增管光电倍增管发出待测元素发出待测元素 样品在此原样品在此原 接收信号接收信号 特征波长光特征波长光 子化子化每次只能测定一个元素，不同元素换不同的空心阴每次只能测定一个元素，不同元素换不同的空心阴极灯。极灯。读数读数（二）待测液中元素的定量读数312、电感藕合等离子体发射光谱法（、电感藕合等离子体发射光谱法（ICP-AES）（在高温）把样品激发（在高温）把样品激发激发态激发态基态，发出特基态，发出特 征波长的光，接收光信号，光电信增管多个，征波长的光，接收光信号，光电信增管多个，组成球面；或同时获取多条谱线，一次测定可以组成球面；或同时获取多条谱线，一次测定可以 多种元素同时定量。多种元素同时定量。2、电感藕合等离子体发射光谱法（ICP-AES）32OPTIMA-3300DV 等离子体发射光谱仪等离子体发射光谱仪OPTIMA-3300DV 等离子体发射光谱仪33电感耦合等离子体原子发射光谱法电感耦合等离子体原子发射光谱法(Inductively Coupled Plasma(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry,ICP-AES)-Atomic Emission Spectrometry,ICP-AES)原子发射光谱分析的优点原子发射光谱分析的优点:具有多元素同时检测的能力具有多元素同时检测的能力;分析速度快分析速度快;选择性好选择性好;检出限低检出限低,一般光源达一般光源达10-0.1mg/L,ICP10-0.1mg/L,ICP光源可达光源可达ug/Lug/L级级;准确度较高准确度较高,ICP,ICP的相对误差可达的相对误差可达1%1%以下以下;试样消耗少试样消耗少;ICPICP光源校准曲线线性范围可达光源校准曲线线性范围可达4-64-6个数量级个数量级。电感耦合等离子体原子发射光谱法原子发射光谱分析的优点:34ICP-AES各元素的检出限（各元素的检出限（g/L）ICP-AES各元素的检出限（g/L）35本章小结：本章小结：前处理方法前处理方法 定量方法定量方法本章小结：36思考题：思考题：1、请比较：钒钼黄比色法和钼锑抗比色法的异同点、请比较：钒钼黄比色法和钼锑抗比色法的异同点（从原理、比色波长、反应条件、适用范围、优缺点（从原理、比色波长、反应条件、适用范围、优缺点等方面进行比较）。等方面进行比较）。2、H2SO4H2O2消煮法的原理及快速消煮法的具体消煮法的原理及快速消煮法的具体步骤。步骤。思考题：37