土壤钾的测定课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,耿明建 ,*,第六章土壤钾的测定,2024/11/14,1,耿明建 ,第六章土壤钾的测定2023/10/81耿明建 mjge,本章要点：,1,、了解土壤中全钾及有效钾的存在形态。,2,、熟悉土壤全钾测定中样品分解的方法。,3,、掌握溶液中钾的定量方法火焰光度法的原理与测定条件。,4,、掌握,1.0mol/LNH,4,OAc,法测定土壤速效钾的原理与条件。,5,、掌握,1.0mol/LHNO,3,煮沸法测定土壤缓效钾的原理及条件。,2024/11/14,2,耿明建 ,本章要点：2023/10/82耿明建 mjgengmai,钾是植物生长发育必需的营养元素,钾与光合作用,钾能促进光合作用产物的运输,钾与蛋白质合成,钾对细胞渗透作用的调节,钾与气孔运动,激活酶的活性,增强植物的抗逆性,2024/11/14,3,耿明建 ,钾是植物生长发育必需的营养元素2023/10/83耿明建,缺钾症状,2024/11/14,4,耿明建 ,缺钾症状2023/10/84耿明建 mjgengmail,第一节 土壤全钾的测定,一、土壤全钾的含量,1.土壤全钾含量,土壤全钾（,K,2,O）,含量一般在,20,g.kg,-1,左右，,石灰性土可高达30,g.kg,-1,以上，,红壤、砖红壤则可低于2,g.kg,-1,。,我国土壤全钾量自南向北、自东向西增加。,2024/11/14,5,耿明建 ,第一节 土壤全钾的测定一、土壤全钾的含量2023/10/85,2.影响土壤全钾含量的因素,（,1）母质和气候条件：,华北、西北地区成土母质均一、气候干旱，其土壤全钾变幅较小。如华北平原全钾为,18.2-21.6,g.kg,-1,，,西北黄土全钾为,14.9-18.3,g.kg,-1,。,淮河以南成土母质不均一、多雨，土壤全钾变幅较大。如安徽南部山地全钾为,9.9-33.2,g.kg,-1,，,海南岛为,0.83-32.4,g.kg,-1,2024/11/14,6,耿明建 ,2.影响土壤全钾含量的因素2023/10/86耿明建 m,2.影响土壤全钾含量的因素,（,2）土壤地区分布：,一般情况下，我国土壤全钾量自南向北、自东向西增加。,（3）,土壤矿物类型：,一般情况下，2:1型粘土矿物较1:1型全钾量含量高,原生矿物,含钾量(,K,2,O%),次生矿物,含钾量(,K,2,O%),钾长石,10-12,伊利石,4-7,白云石,7-11,蛭石,0-2,黑云母,6-10,绿泥石,0-1,蒙脱石,0-0.5,2024/11/14,7,耿明建 ,2.影响土壤全钾含量的因素原生矿物含钾量(K2O%)次生矿,二、土壤钾的形态,1.矿物钾,主要指原生矿物钾结构钾，极难风化，如钾长石、白云石等。占全钾含量的90-98,这些钾一般不溶于水，也不能被溶液中的阳离子所代替，作物不能直接吸收利用，所以又叫无效钾。,2024/11/14,8,耿明建 ,二、土壤钾的形态2023/10/88耿明建 mjgeng,二、土壤钾的形态,2.,非交换性钾又称缓效钾，,主要指层状硅酸盐矿物层间和颗粒边缘的那一部分钾。它是速效钾的贮备，能逐渐转化为被植物吸收利用的速效钾，所以叫缓效钾。,包括水云母和黑云母等矿物固有的钾和21型粘土矿物所固定的钾两部分。,占全钾含量的1-10。,土壤缓效钾的分级指标：,K600 mg.kg,-1,高,600300,mg.kg,-1,中,300,mg.kg,-1,低,2024/11/14,9,耿明建 ,二、土壤钾的形态2023/10/89耿明建 mjgeng,二、土壤钾的形态,3.,交换性钾,土壤胶体静电吸附的,K,+,，,与溶液中,K,+,保持动态平衡，与非交换性钾之间也有某种平衡关系。,速效钾的主体。,含量一般为几十到几百,mg.kg,-1,2024/11/14,10,耿明建 ,二、土壤钾的形态2023/10/810耿明建 mjgeng,二、土壤钾的形态,4.,水溶性钾（溶液钾），,为植物可直接吸收的速效钾，,数量很少，一般只有几个,mg.kg,-1,水溶性钾与交换性钾一起合称速效钾，速效钾含量只占全钾的1,2024/11/14,11,耿明建 ,二、土壤钾的形态2023/10/811耿明建 mjgeng,测定分二个阶段：,样品预处理：,使土壤钾转化为可溶性钾,溶液中钾的测定,土壤全钾的测定,2024/11/14,12,耿明建 ,测定分二个阶段：土壤全钾的测定2023/10/812耿明建,三、土壤样品预处理,使土壤钾转化为可溶性钾：,酸溶法,碱溶法,2024/11/14,13,耿明建 ,三、土壤样品预处理2023/10/813耿明建 mjgen,（一）碱熔法,-1,NaOH,熔融法：,操作方便；,分解较完全；,可用银或镍坩埚代替昂贵的铂坩埚；,熔融温度低（,750,C,），,置备待测液可同时测定全钾和全磷；,一般实验室最常用方法。,2024/11/14,14,耿明建 ,（一）碱熔法-1NaOH熔融法：2023/10/814耿明建,（一）碱熔法,-2,2,、,Na,2,CO,3,熔融法：,土样熔融完全，试液可测全磷、全钾，,但要用昂贵的铂坩埚，所以单测全钾时不用此法。,另外，,Na,2,CO,3,本身易含有杂质，用时需作空白试验，以校正试剂误差。,2024/11/14,15,耿明建 ,（一）碱熔法-22、Na2CO3熔融法：2023/10/8,（二）酸溶法,（,HClO,4,-HF,酸溶法）,CaSiO,3,+HF CaF,2,+SiF,4,由于,SiF,4,能挥发出来，从而彻底破坏了矿物结构，使其中的,Ca,、,Mg,、,K,、,Na,、,Al,、,Mn.,等元素溶解出来。,HClO,4,可氧化有机质。,2024/11/14,16,耿明建 ,（二）酸溶法（HClO4-HF酸溶法）CaSiO3+,方法优点：,操作简便,分解样品完全，杂质少，不用脱硅；,制备好的试液可测定多种元素（,Ca,、,Mg,、,K,、,Na,、,Al,、,Fe,、,Mn.,）。,可用聚四氟乙烯坩埚替代铂坩埚,方法缺点：,HF,有强腐蚀作用，,SiF,4,气体毒性大，要有良好的通风设备；,GB,指定用,HF-HClO,4,法，但同时又指出若不具备该法消煮条件时，可用,NaOH,熔融法。,2024/11/14,17,耿明建 ,方法优点：2023/10/817耿明建 mjgengma,四、,溶液中钾的测定,（一）方法类型,亚硝酸钴钠法,四苯硼钠重量法、比浊法,钾电极法,火焰光度法,2024/11/14,18,耿明建 ,四、溶液中钾的测定（一）方法类型2023/10/818耿明建,1,、亚硝酸钴钠法,重量法、滴定法、比浊法,酸性条件下，,K,+,与亚硝酸钴钠生成,亚硝酸钴钾黄色沉淀,，洗净后的沉淀用过量的,KMnO,4,标液溶解，再用,Na,2,C,2,O,4,回滴。,方法特点：,操作较繁琐，目前很少使用,2024/11/14,19,耿明建 ,1、亚硝酸钴钠法2023/10/819耿明建 mjgeng,2,、四苯硼钠法（重量法、比浊法）,基本原理,：,K,+,与四苯硼钠生成四苯硼钾白色沉淀，洗净后烘干称重。,特点：适合于高钾含量样品测定，如肥料；,操作较繁琐。,比浊法,：溶液钾浓度低时，可用该方法。,2024/11/14,20,耿明建 ,2、四苯硼钠法（重量法、比浊法）2023/10/820耿明建,3,、钾电极法,基本原理：钾离子选择电极,特点：,是一种有前途的方法。,国外应用较普遍，我国工业上用的多,农业上应用较少，处于发展阶段，因为土壤中杂质多，干扰因素多。,2024/11/14,21,耿明建 ,3、钾电极法2023/10/821耿明建 mjgengm,4,、火焰光度法,简单的发射光谱法，适于测定低浓度范围的钾。,此法测定速度快、简便、灵敏、准确,是现在普遍采用的测钾方法。,国内外公认的标准方法,2024/11/14,22,耿明建 ,4、火焰光度法2023/10/822耿明建 mjgeng,（二）火焰光度法,2024/11/14,23,耿明建 ,（二）火焰光度法2023/10/823耿明建 mjgeng,火焰光度计工作原理发射光谱,单色器,放大器,检测器,记录表,火焰,助燃气,废液,燃气,试液,钾、钠滤光片,2024/11/14,24,耿明建 ,火焰光度计工作原理发射光谱单色器放大器检测器记录表火焰助燃,1,、火焰光度计的构造,包括三部分：,光源：,包括供气系统、喷雾器、燃烧器。,作用：使试液成细雾状，与可燃气体混合燃烧。,单色器：,常用滤光片、棱镜或光栅。,作用：选择通过被测元素波长的光。,光度计：,是检测系统，包括光电池、检测计、调节电阻。,作用：把光能转化成电能，并测定其强度。,2024/11/14,25,耿明建 ,1、火焰光度计的构造包括三部分：2023/10/825耿明建,2,、测定原理：,试液由压缩空气泵喷成雾状，与燃气（如汽油）混合燃烧，在火焰高温激发下，,K,+,发射出特定波长的光，如,K=766.4nm,，,Na=589.0nm,，通过单色器、光电池把光能转换成电能，在由检流计量出电流的强度，此电流与溶液中,K,+,浓度成正相关，以同样条件作工作曲线，即可求出,K,+,含量。,2024/11/14,26,耿明建 ,2、测定原理：试液由压缩空气泵喷成雾状，与燃气（,3,、测定条件,（,1,）稳定的激发条件：,助燃气（空气）与可燃气的压力、液体的流速均应保持一定的稳定，它们直接影响火焰的大小、温度及试液的喷雾状况。,此外，喷灯灯头应保持干净，以保证火焰的大小及颜色保持不变。,2024/11/14,27,耿明建 ,3、测定条件（1）稳定的激发条件：2023/10/827耿明,3,、测定条件,（,2,）试液与标准溶液组成一致：,试液中存在的非被测元素有的谱线如果与被测元素靠近，则会干扰测定，如,Cl,-,、,SO,4,2-,在,5000mg/L,对,K,、,Na,有干扰，,Ca,2+,大于,20mg/L,时对,Na,+,有干扰。总之,K,、,Na,、,Ca,三元素在测定中互有影响。当溶液酸度大于,0.25mol/L,时会使测值偏低（,0.02mol/L,以下无影响）。,可见，待测液的组成越简单越好，且试液与标液的组成越接近越好。,2024/11/14,28,耿明建 ,3、测定条件（2）试液与标准溶液组成一致：2023/10/8,3,、测定条件,（,3,）消除自吸收现象：,火焰发射的谱线强度与待测元素的浓度有一定关系，浓度适中时二者呈线性关系。,当浓度较高时谱线的强度减弱，此现象叫自吸收现象。,它也是一种干扰，因为火焰中心发射的被测元素谱线被火焰的外焰“冷区”中的被测元素基态原子所吸收，使发射强度减弱。,克服方法,：把试液稀释或减少称样量。,2024/11/14,29,耿明建 ,3、测定条件（3）消除自吸收现象：2023/10/829耿明,4,、火焰光度计的操作,(,实验课上讲述）,条件选择档至“,钾测定,”,打开电源开关至“,ON”，,预热,打开助燃气(空气），调节气压表至0.4个大气压；,打开燃气开关，立即点火；,火焰调节：调节燃气大小，使蓝色火焰稳定，无明显跳动，内焰呈蓝色小圆锥形高2-3,mm，,边缘清晰。,如果燃气过多，则内焰呈黄白色，火焰中可能有黑烟产生；,如果空气过多，火焰不稳定，并有“嘶嘶”叫声，有突然熄灭的趋势。,2024/11/14,30,耿明建 ,4、火焰光度计的操作(实验课上讲述）条件选择档至“钾测定”2,调至测量档，开始测定；,调节测定范围：,用标液“0”点进样调节火焰光度计读数为0；,用标液“最高点”进样调节火焰光度计读数为90左右,标准系列进样、读数、绘制标线；,用标准系列的“中点”检查仪器读数是否稳定；,待测样品测定，根据标准曲线