電位法測(cè)土壤的PH值
1 方法提要

      采用電位法測(cè)定土壤pH是將pH玻璃電極和甘汞電極插入土壤懸液或浸出液中,測(cè)定其電動(dòng)勢(shì)值,再換算成pH值。在酸度

計(jì)上測(cè)定,經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)溶液定值后則可直接讀取pH值。水土比例對(duì)pH值的影響較大,尤其對(duì)于石灰性土壤稀釋效應(yīng)的影響更為顯著,以采

取小水土比為宜,本法規(guī)定土壤pH為1:1的水土比例。同時(shí),酸性土壤除測(cè)定水浸土壤pH值外,還應(yīng)測(cè)定鹽浸pH,即以1molLˉ1氯化鉀

溶液浸取土壤H+后用電位法測(cè)定。

1.2 應(yīng)用范圍 本方法適用于各類(lèi)土壤pH值的測(cè)定。

1.3 主要儀器設(shè)備
①酸度計(jì)；
②pH玻璃電極；
③飽和甘汞電極；
④攪拌器。

1.4 試劑
①1molLˉ1氯化鉀溶液:稱(chēng)取74.6ɡ氯化鉀(化學(xué)純)溶于800ml水中,用稀氫氧化鉀和稀鹽酸調(diào)節(jié)溶液批pH為5.5～6.0,稀釋至1L；
②pH4.01(25℃)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液:稱(chēng)取經(jīng)110～120℃烘干2～3h的鄰笨二甲酸氫鉀10.21溶于水,移入1L容量瓶中,用水定容,貯于聚乙烯瓶；
③pH6.87(25℃)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液:稱(chēng)取經(jīng)110～130℃烘干2～3h的磷酸氫二鈉3.533g和磷酸二氫鉀3.388g溶于水,移入1L容量瓶中,用水定容,貯于聚乙烯瓶；
④pH9.18(25℃)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液:稱(chēng)取經(jīng)平衡處理的硼砂(Na2B4O7·10H2O)3.800g溶于無(wú)CO2的水,移入1L容量瓶中,用水定容,貯于聚乙烯瓶；
硼砂的平衡處理: 將硼砂放在盛有蔗糖和食鹽飽和水溶液的干燥器內(nèi)平衡兩晝夜；
⑤去除CO2的蒸餾水。

1.5 分析步驟
①儀器校準(zhǔn):各種pH計(jì)和電位計(jì)的使用方法不盡一致,電極的處理和儀器的使用按儀器說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。將待測(cè)液與標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液調(diào)到同一溫度,并將溫度補(bǔ)償器調(diào)到該溫度值。用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液校正儀器時(shí),先將電極插入與所測(cè)試樣pH值相差不超過(guò)2個(gè)pH單位的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液,啟動(dòng)讀數(shù)開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)定位器使讀數(shù)剛好為標(biāo)準(zhǔn)液的pH值,反復(fù)幾次使讀數(shù)穩(wěn)定。取出電極洗凈,用濾紙條吸干水分,再插入**個(gè)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中,兩標(biāo)準(zhǔn)液之間允許偏差0.1pH單位,如超過(guò)則應(yīng)檢查儀器電極或標(biāo)準(zhǔn)液是否有問(wèn)題。儀器校準(zhǔn)無(wú)誤后,方可用于測(cè)定樣品。

②土壤水浸液pH的測(cè)定:稱(chēng)取通過(guò)2mm孔徑篩的風(fēng)干試樣20g(**至0.1g)于50ml高型燒杯中,加去除CO2的水20ml,以攪拌器攪拌1min,使土粒充分分散,放置30min后進(jìn)行測(cè)定。將電極插入待測(cè)液中(注意玻璃電極球泡下部位于土液界面下,甘汞電極插入上部清液),輕輕搖動(dòng)燒杯以除去電極上的水膜,促使其快速平衡,靜止片刻,按下讀數(shù)開(kāi)關(guān),待讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)記下pH值。放開(kāi)讀數(shù)開(kāi)關(guān),取出電極,以水洗凈,用濾紙條吸干水分后即可進(jìn)行**個(gè)樣品的測(cè)定。每測(cè)5～6個(gè)樣品后需用標(biāo)準(zhǔn)液檢查定位。

③土壤的氯化鉀鹽浸提液pH的測(cè)定:當(dāng)土壤水浸pH值＜7時(shí),應(yīng)測(cè)定土壤鹽浸提液pH值。測(cè)定方法除將1molLˉ1氯化鉀溶液代替無(wú)CO2水以外,水土比為1:1,其他測(cè)定步驟與水浸pH值測(cè)定相同。

1.6 結(jié)果計(jì)算 用酸度計(jì)測(cè)定pH值時(shí),可直接讀取pH值,不需計(jì)算。

1.7精密度平行結(jié)果允許**相差:中性、酸性土壤≤0.1pH單位,堿性土壤≤0.2pH單位。

1.8 注釋
①長(zhǎng)時(shí)間存放不用的玻璃電極需要在水中浸泡24h,使之活化后才能進(jìn)行正常反應(yīng),暫時(shí)不用的可浸泡在水中,長(zhǎng)期不用時(shí),應(yīng)干燥保存。玻璃電極表面受到污染時(shí),需進(jìn)行處理。甘汞電極腔內(nèi)要充滿(mǎn)飽和氯化鉀溶液,在室溫下應(yīng)有少許氯化鉀結(jié)晶存在,但氯化鉀結(jié)晶不易過(guò)多,以防堵塞電極與被測(cè)溶液之間的通路。玻璃電極的內(nèi)電極與球泡之間、甘汞電極內(nèi)電極和陶瓷芯之間不得有氣泡。
②電極在懸液中所處的位置對(duì)測(cè)定結(jié)果有影響，要求將甘汞電極插入上部不清液中，盡量避免與泥漿接觸，以減少甘汞電極液接電位的影響。
③pH讀數(shù)時(shí)搖動(dòng)燒杯會(huì)使讀數(shù)偏低，應(yīng)在搖動(dòng)后稍加靜止再讀數(shù)。
④操作過(guò)程中避免酸堿蒸汽進(jìn)入。
⑤標(biāo)準(zhǔn)溶液在室溫下一般可保存1～2個(gè)月，在4℃冰箱中可延長(zhǎng)保存期限。用過(guò)的標(biāo)準(zhǔn)液不要倒回原液中混存，發(fā)現(xiàn)混濁、沉淀，就不能再使用。
⑥溫度影響電極電位和水的電離平衡，溫度補(bǔ)償器、標(biāo)準(zhǔn)緩沖液、待測(cè)液溫度要一致。標(biāo)準(zhǔn)溶液pH值隨溫度稍有變化，儀器校準(zhǔn)時(shí)可參照表1。
表1 pH緩沖溶液在不同溫度下的變化
℃ pH
                    標(biāo)準(zhǔn)液4.01              標(biāo)準(zhǔn)液6.87               標(biāo)準(zhǔn)液9.18
0                    4.003                            6.984                         9.464
5                    3.999                            6.951                          9.395
10                   3.998                           6.923                          9.332
15                  3.999                            6.900                         9.276
20                  4.002                             6.881                        9.225
25                   4.008                            6.865                        9.180
30                  4.015                            6.853                        9.139
35                   4.024                            6.844                        9.102
38                    4.030                           6.840                       9.081
40                     4.035                          6.838                        9.068
45                     4.047                           6.834                      9.038
⑦測(cè)定批量樣品時(shí)，*好按土壤類(lèi)型等將pH值相差大的樣品分開(kāi)測(cè)定，可避免因電極影響遲鈍而造成的測(cè)定錯(cuò)誤。
⑧如測(cè)定密度小的樣品，可適度改變水土比，但必須注明。