土壤有机质的测定

土壤有机质的测定（重铬酸钾-硫酸氧化法）

1 实验方法

1.1 材料与试剂

狗牙根草坪土

1.2 器具

烘箱、消解炉、弯颈漏斗、消解管、分析天平、滴定管、150mL锥形瓶

1.3 实验步骤

1.3.1 加样准确称取0.1000g风干土（过100目筛，筛孔直径0.149mm），放入消解管中，

准确加入0.8000M重铬酸钾标准溶液5mL，浓硫酸5mL，小心摇匀。做2个重复土样。设空白对照1个，采用0.1000g粉状二氧化硅代替土样，其他与土样相同。

1.3.2 消解加弯颈小漏斗，放在消解炉上加热（180℃），待液体开始沸腾发生气泡时开始计时，使溶液沸腾5min，取出冷却。

1.3.3 滴定冷却后，将消解液倾入1个150mL锥形瓶中，用去离子水润洗消解管及漏斗

（少量多次），将润洗液也移至锥形瓶中，使锥形瓶内的溶液总体积为60~70mL。加邻菲罗啉指示剂2~3滴，用标准硫酸亚铁溶液滴定。溶液由黄绿色变为蓝绿色，再变为砖红色，即达终点，记录FeSO4滴定毫升数（V）。

1.3.4 计算有机质(g/kg)=

()

k

m

/

-

1.724

1.1

3

5

0.8

⨯

⨯

⨯

⨯

⨯

⨯V

V

V

式中：V0——表示5mL0.8000M标准重铬酸钾空白滴定用去的硫酸亚铁的毫升数；

V——表示滴定待测液中过剩的0.8000M标准重铬酸钾用去的硫酸亚铁毫升数；

m——表示风干土样质量(g)；

k——表示将风干土样换算成烘干土的系数；

0.8——表示标准重铬酸钾的浓度；

5——表示加入的重铬酸钾溶液体积；

3.0——表示1/4碳原子的摩尔质量（g/mol）；

1.1——表示本样方法只能氧化90%的有机碳，因此乘以校正系数1.1；

1.724——表示土壤有机碳换算成有机质的经验常数。

2 结果与分析

2.1 狗牙根草坪土土壤有机质含量丰缺状况

据公式推算后得出，本次实验所取的狗牙根草坪土两个土样的有机质含量分别为34.92g/kg、36.05g/kg。根据我国第二次土壤普查有机质含量分级表，可知狗牙根的土壤有机质含量较高，属国家标准的二级，为高肥力土。

土壤有机质包括种类繁多的各种化合物，主要有碳水化合物、含氮化合物和腐殖质三大类。其他类别的化合物含量很少甚至极微。

表1 狗牙根草坪土土壤有机质的测定（重铬酸钾-硫酸氧化法）

对照组实验组1 实验组2 滴定硫酸亚铁的用量（mL）20.2 17.1 17.0

有机质含量（g/kg）34.924 36.050

表2 我国第二次土壤普查有机质含量分级表

级别一级二级三级四级五级六级有机质（%）﹥40 30-40 20-30 10-20 6-10 ﹤6

2.2 重铬酸钾-硫酸氧化法测定土壤有机质的误差分析

当土壤有机质含量小于1%时，平行测定结果的相差不超过0.05%；含量为1%～4%时，不得超过0.10%；含量为4%-7%时，不得超过0.30%；含量在10%以上时，不得超过0.50%。由本次实验结果可看出，两个土样的结果相差已大大超过0.50%，误差较大，可能原因有：

1、邻啡罗啉指示剂往往被某些悬浮土粒吸附，到终点时颜色变化不清楚，滴定前不知悬浊液有无在玻璃滤器上过滤。

2、消煮时间对分析结果有较大的影响，实验的两份土样的沸腾的时间可能存在差异。

3、当土壤含有机质高于20～30g/kg时，应称土样0.3g，实验结果显示，所取的土样有机质含量明显高于30g/kg，但所取土样仅为0.1000g，因而存在一定的误差。称样时应用减重法以减少称样误差。

4、由于重铬酸钾-硫酸氧化法不是根据CO2的重量，而是按实际消耗的氧化剂的数量来计算有机碳的含量，因此，土壤中的碳酸盐并不影响测定[1]。

5、在滴定时如果试样滴定所用硫酸亚铁标准液的毫升数小于空白标定所耗硫酸亚铁标准溶液毫升数的1/3时，有氧化不完全的可能，应弃去重做，但此次结果未出现此问题。

6、若待测试样中含有Cl-、Fe2+、Mn2+及其他还原性物质，在测定时它们也能被K2Cr2O7-H2SO4溶液氧化，可使结果偏高。因而在测定前需充分风干，一般可把样品磨细后，铺成薄薄一层，在室内通风处风干10天左右即可使Fe2+全部氧化。而少量Cl-可加少量Ag2SO4，使Cl-沉淀下来（生成AgCl）。Ag2SO4的加入，不仅能沉淀氯化物，而且有促进有机质分解的作用。据研究，当使用Ag2SO4时，校正系数为1.04，不使用Ag2SO4时校正系数为1.1。Ag2SO4的用量不能太多，约加0.1g，否则生成Ag2Cr2O7沉淀，影响滴定。长期沤水的水稻土，虽经几个月风干处理，样品中仍有亚铁反应，对这种土壤，最好采用铬酸磷酸湿烧——测定二氧化碳法。

3 参考文献

[1] 牛永绮，土壤有机质测定方法的进展[J]。干旱环境监测，1998，,12（2）：99

实验思考题：

在土壤有机质的计算中，为何采用1/4的碳原子摩尔质量？

实验用一定浓度的重铬酸钾-硫酸溶液氧化土壤有机质（碳），剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁来滴定，从所消耗的硫酸亚铁量，计算有机碳的含量。在氧化滴定过程中化学反应如下：2K2Cr2O7＋8H2SO4+3C→2K2SO4+2Cr2（SO4）3+3CO2+8H2O

K2Cr2O7+6FeSO4→K2SO4+Cr2（SO4）3+3Fe2（SO4）3+7H20

它们之间存在定量关系：

2mol K2Cr2O7 ~ 3molC，1mol K2Cr2O7 ~ 6mol FeSO4

因此，每消耗1mol的FeSO4，可氧化的C为：1/6×3/2=1/4mol 则C的质量为12×1/4=3