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土壤有機質的測定(重鉻酸鉀—油浴法)

土壤有機質既是植物礦質營養和有機營養的源泉，又是土壤中異養型微生物的能源物質，同時也是形成土壤結構的重要因素。測定土壤有機質含量的多少，在一定程度上可說明土壤的肥沃程度。因為土壤有機質直接影響著土壤的理化性狀。

測定原理

在加熱的條件下，用過量的重鉻酸鉀—硫酸(K2Cr2O7－H2SO4)溶液，來氧化土壤有機質中的碳，Cr2O-27等被還原成Cr+3，剩余的重鉻酸鉀(K2Cr2O7)用硫酸亞鐵(FeSO4)標準溶液滴定，根據消耗的重鉻酸鉀量計算出有機碳量，再乘以常數1.724，即為土壤有機質量。其反應式為：

重鉻酸鉀—硫酸溶液與有機質作用：

2K2Cr2O7+3C+8H2SO4=2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2↑+8H2O 硫酸亞鐵滴定剩余重鉻酸鉀的反應：

K2Cr2O7+6FeSO4＋7H2SO4=K2SO4＋Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O 測定步驟：

1.在分析天平上準確稱取通過60目篩子(＜0.25mm)的土壤樣品0.1—0.5g(精確到0.0001g)，用長條臘光紙把稱取的樣品全部倒入干的硬質試管中，用移液管緩緩準確加入0.136mol/L重鉻酸鉀—硫酸(K2Cr2O7-H2SO4)溶液10ml，(在加入約3ml時，搖動試管，以使土壤分散)，然后在試管口加一小漏斗。

2.預先將液體石蠟油或植物油浴鍋加熱至185—190℃，將試管放入鐵絲籠中，然后將鐵絲籠放入油浴鍋中加熱，放入后溫度應控制在170—180℃，待試管中液體沸騰發生氣泡時開始計時，煮沸5分鐘，取出試管，稍冷，擦凈試管外部油液。

3.冷卻后，將試管內容物小心仔細地全部洗入250ml的三角瓶中，使瓶內總體積在60—70ml,保持其中硫酸濃度為1—1.5mol/l,此時溶液的顏色應為橙黃色或淡黃色。然后加鄰啡羅啉指示劑3—4滴，用0.2mol/l的標準硫酸亞鐵(FeSO4)溶液滴定，溶液由黃色經過綠色、淡綠色突變為棕紅色即為終點.

4.在測定樣品的同時必須做兩個空白試驗，取其平均值。可用石英砂代替樣品，其他過程同上。

結果計算

在本反應中，有機質氧化率平均為90%，所以氧化校正常數為100／90，即為1.1。有機質中碳的含量為58%，故58g碳約等于100g有機質，1g碳約等于1.724g有機質。由前面的兩個反應式可知：1mol的K2Cr2O7可氧化3／2mol的C，滴定1molK2Cr2O7，可消耗6mol FeSO4，則消耗1molFeSO4即氧化了3／2×1／6C=1／4C=3

計算公式為：

有機質g/kg=[ ((V0-V)N×0.003×1.724×1.1)／樣品重×1000 式中：V0—滴定空白液時所用去的硫酸亞鐵毫升數。

V—滴定樣品液時所用去的硫酸亞鐵毫升數。 N—標準硫酸亞鐵的濃度。mol/L

附我國第二次土壤普查有機質含量分級表如下，以供參考。  

注意事項

1.根據樣品 有機質含量決定稱樣量。有機質含量在大于50g/kg的土樣稱0.1g，20—40g/kg的稱0.3g，少于20g/kg的可稱0.5g以上。

2.消化煮沸時，必須嚴格控制時間和溫度。

3.最好用液體石蠟或磷酸浴代替植物油，以保證結果準確。磷酸浴需用玻璃容器。

4.對含有氯化物的樣品，可加少量硫酸銀除去其影響。對于石灰性土樣，須慢慢加入硫酸，以防由于碳酸鈣的分解而引起劇烈發泡。對水稻土和長期漬水的土壤，必須預先磨細，在通風干燥處攤成薄層，風干10天左右。

5.一般滴定時消耗硫酸亞鐵量不小于空白用量的1/3，否則，氧化不完全，應棄去重做。消煮后溶液以綠色為主，說明重鉻酸鉀用量不足，應減少樣品量重做。

儀器、試劑 1.主要儀器

級  別    一  級     二  級    三  級    四 級     五  級    六  級

有機質(%) ＞40       30—40    20—30    10—20    6—10      ＜6

分析天平(0.0001g)、硬質試管、長條臘光紙、油浴鍋 、鐵絲籠(消煮時插試管用)、溫度計(0—360℃   )、滴定管(25ml)、吸管(10ml)、三角瓶(250ml)、小漏斗、量筒(100ml)、角匙、滴定臺、吸水紙、滴瓶(50ml)、試管夾、吸耳球、試劑瓶(500ml)。

2.試劑

(1)0.136mol/LK2Cr2O7－H2SO4的標準溶液。準確稱取分析純重鉻酸鉀(K2Cr2O7)40g溶于500ml蒸餾水中，冷卻后稀釋至1L，然后緩慢加入比重為1.84的酸(H2SO4)1000ml，并不斷攪拌，每加入200ml時，應放置10—20分鐘使溶液冷卻后，再加入第二份硫酸(H2SO4)。加酸完畢，待冷后存于試劑瓶中備用。

(2)0.2mol/LFeSO4標準溶液。準確稱取分析純硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)56g或硫酸亞鐵銨［Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O］80g，溶解于蒸餾水中，加3mol/L的硫酸(H2SO4)60ml，然后加水稀釋至1L，此溶液的標準濃度，可以用0.0167mol/L重鉻酸鉀(K2Cr2O7)標準溶液標定。

(3)鄰啡羅啉指示劑。稱取分析純鄰啡羅啉1.485g，化學純硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)0.695g，溶于100ml蒸餾水中，貯于棕色滴瓶中(此指示劑以臨用時配制為好)。

(4) 重鉻酸鉀標準溶液 (0.1N重鉻酸鉀標準溶液):準確稱取分析純K2Cr2O2(在130℃烘3小時)4.903溶于有200ml蒸餾水中，然后慢慢加入濃H2SO4約70ml，小心移至1L容量瓶中，加水至刻度，既為標準的0.1000N K2Cr2O2溶液。（此溶液中H2SO4的濃度為2.5N）

（5）3mol/L的硫酸。取硫酸81.5慢慢倒入400ml蒸餾水中，冷后定容至500ml.

硫酸亞鐵標準溶液的標定方法如下：

吸取重鉻酸鉀標準溶液20mL，放入150mL三角瓶中，加鄰菲口羅啉指示劑2-3滴，用硫酸亞鐵溶液滴定，根據硫酸亞鐵溶液的消耗量，計算硫酸亞鐵標準容液濃度c2。

             c1·V1

        c2= ————…………………（1）

              V2  

式中：c2———硫酸亞鐵標準溶液的濃度，mol/L；

c1———重鉻酸鉀標準溶液的濃度，mol/L； V1———吸取的重鉻酸鉀標準溶液的體積，mL； V2———滴定時消耗硫酸亞鐵溶液的體積，mL。