分析设计性实验.docx

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分析设计性实验

氢氧化钠熔融—钼锑抗比色法

选择原因：

由于实验室条件限制，有些试剂和实验器材都无法提供，因而我们选择第六个实验方法，改方法操作相当简单，器材要求也实验室基本能够满足，另外，也实验步骤简单易行，适合普通操作

土壤全磷测定法氢氧化钠熔融—钼锑抗比色法

适用范围本标准适用于测定各类土壤全磷含量。

方法原理土壤样品与氢氧化钠熔融，使土壤中含磷矿物及有机磷化合物全部转化为可溶性的正磷酸盐，用水和稀硫酸溶解熔块，在规定条件下样品溶液与钼锑抗显色剂反应，生成磷钼蓝，用分光光度法定量测定。

仪器、设备

土壤样品粉碎机

仪器名称

标格

仪器名称

标格

分析天平

感量为0.0001g

镍（或银）坩埚

容量≥30mL

高温电炉

温度可调（0～100℃

分光光度计

要求包括700nm波长

容量瓶：

6个50ml、2个100ml、1000mL

移液管

1、2、5、10、15、20mL

漏斗

直径7cm

烧杯

150、100mL

土壤样品粉碎机

玛瑙研钵

筛子（即土壤

1mm孔径

筛子（土壤筛）

0.149mm孔径

试剂

所有试剂，除注明者外，皆为分析纯，水均指蒸馏水或去离子水。

试剂名称

规格

制备方法

氢氧化钠

（GB629）

碳酸钠溶液

100g·L-1

10g无水碳酸钠（GB639）溶于水后，稀释至100mL，摇匀

无水乙醇

GB678）

硫酸溶液

50mL·L-1

吸取5mL浓硫酸（GB625，95.0～98.0%，比重1.84）缓缓加入90mL水中，冷却后加水至100mL；

H2SO4溶液

3mol/L

量取160mL浓硫酸缓缓加入到盛有800mL左右水的大烧杯中，不断搅拌，冷却后，再加水至1000mL

二硝基酚指示剂

称取0.1g2，6-二硝基酚溶于50mL水中

酒石酸锑钾溶液

5g·L-1

称取化学纯酒石酸锑钾0.5g溶于100mL水中

硫酸钼锑贮备液

量取126mL浓硫酸，缓缓加入到400mL水中，不断搅拌，冷却。

另称取经磨细的钼酸铵（GB657）10g溶于温度约60℃300mL水中，冷却。

然后将硫酸溶液缓缓倒入钼酸铵溶液中，再加入5g·L-1酒石酸锑钾溶液100mL，冷却后，加水稀释至1000mL，摇匀，贮于棕色试剂瓶中，此贮备液含10g·L-1钼酸铵，2.25mol·L-1H2SO4。

钼锑抗显色剂

称取1.5g抗坏血酸（左旋，旋光度+21～22°）溶于100mL钼锑贮备液中。

此溶液有效期不长，宜用时现配；

磷（P）标准溶液

5mg·L-1

准确吸取5mL磷贮备液，放入100mL容量瓶中，加水定容。

该溶液用时现配

磷标准贮备液

准确称取经105℃下烘干2h的磷酸二氢钾（GB1274，优级纯）0.4390g，用水溶解后，加入5mL浓硫酸，然后加水定容至1000mL，该溶液含磷100mg·L-1，放水冰箱可供长期使用；

无磷定量滤纸

土壤样品制备取通过1mm孔径筛的风干土样在牛皮纸上铺成薄层，划分成许多小方格。

用小勺在每个方格中提出等量土样（总量不少于20g）于玛瑙研钵中进一步研磨使其全部通过0.149mm孔径筛。

混匀后装入磨口瓶中备用。

操作步骤

①熔样准确称取风干样品0.25g，精确到0.0001g，小心放入镍（或银）坩埚底部，切勿粘在壁上，加入无水乙醇3～4滴，润湿样品，在样品上平铺2g氢氧化钠，将坩埚（处理大批样品时，暂放入大干燥器中以防吸潮）放入高温电炉，升温，当温度升至400℃左右时，切断电源，暂停15min。

然后继续升温至720℃，并保持15min，取出冷却，加入约80℃的水10mL和用水多次洗坩埚，洗涤液也一并移入该容量瓶，冷却，定容，用无磷定量滤纸过滤或离心澄清，同时做空白试验。

②钼锑抗-磷的吸收曲线的绘制

用吸管吸取0.0ml和1.0ml5mg·L-1磷的标准溶液分别于50ml容量瓶中，同时加入与显色测定所用的样品溶液等体积的空白溶液二硝基酚指示剂2～3滴，并用100g·L-1碳酸钠溶液或50mL·L-1硫酸溶液调节溶液至刚呈微黄色，准确加入钼锑抗显色剂5mL，摇匀，加水定容至刻度线，摇匀，于15℃以上温度放置30min后，用1cm的比色皿以显色剂做参比溶液，在分光光度计上从波长650nm至750nm每隔10nm测一次吸光度，在最大吸收峰附近每隔5nm测一次吸光度。

以波长为横坐标，吸光度为纵坐标绘制钼锑抗-磷的吸收曲线，找出最大吸收峰的波长。

③绘制校准曲线

分别准确吸取5mg·L-1磷标准溶液0、2、4、6、8、10mL于50mL容量瓶中，同时加入与显色测定所用的样品溶液等体积的空白溶液二硝基酚指示剂2～3滴，并用100g·L-1碳酸钠溶液或50mL·L-1硫酸溶液调节溶液至刚呈微黄色，准确加入钼锑抗显色剂5mL，摇匀，加水定容，即得含磷（P）量分别为0.0、0.2、0.4、0.8、1.0mg·L-1的标准溶液系列。

摇匀，于15℃以上温度放置30min后，在波长700nm处，测定其吸光度，在方格坐标纸上以吸江度为纵坐标，磷浓度（mg·L-1）为横坐标，绘制校准曲线。

④样品溶液中磷的定量

a.显色准确吸取待测样品溶液2～10mL（含磷0.04～1.0μg）于50mL容量瓶中，用水稀释至总体积约3/5处，加入二硝基酚指示剂2～3滴，并用100g·L-1碳酸钠溶液或50mL·L-1硫酸溶液调节溶液至刚呈微黄色，准确加入5mL钼锑抗显色剂，摇匀，加水定容，在室温15℃以上条件下，放置30min。

b.比色显色的样品溶液在分光光度计上，以空白试验为参比液调节仪器零点，进行比色测定，读取吸光度，从校准曲线上查得相应的含磷量。

结果计算

土壤全磷（P）量（g·kg-1）=ρ×V1/m×V2/V3×10-3×100/（100-H）

式中：

ρ——从校准曲线上查得待测样品溶液中磷的质量浓度，mg·L-1；

m——称样质量，g；

V1——样品熔后的定容的体积，mL；

V2——显色时溶液定容的体积，mL

V3——从熔样定容后分取的体积，mL；

10-3——将mg·L-1浓度单位换算为kg质量的换算因素；

100/（100-H）——将风干土变换为烘干土的转换因数；

H—风干土中水分含量百分数。

用两平行测定的结果的算术平均值表示，小数点后保留三位。

允许差：

平行测定结果的绝对相差，不得超过0.05g·kg-1。

数据记录：

①吸收曲线的制作

λ/nm

吸光度Ａ

λ/nm

吸光度Ａ

６５０

７０５

６６０

７１０

６７０

７２０

６８０

７３０

６９０

７４０

６９５

７５０

７００

选定测定磷的含量的适宜波长为＿＿＿，

比色皿的厚度：

＿＿＿ｃｍ，测量时磷溶液的浓度：

＿＿＿＿

根据本实验结果，计算钼锑抗—磷配合物的摩尔吸光系数ε为：

＿＿＿＿．

计算ε方法：

②标准曲线的制作及溶液含磷的测定

项目、编号

１

２

３

４

5

土壤中的磷

磷的标准溶液加入的ｍｌ数

比色测定液磷的浓度（ｍｇ／ｍｌ）

吸光度Ａ

四.讨论：

五.参考资料：

网站：

mhtml:

土壤全磷测定方法之一HCIO4—H2SO4法

1方法原理用高氯酸分解样品，因为它既是一种强酸，又是一种强氧化剂，能氧化有机质，分解矿物质，而且高氯酸的脱水作用很强，有助于胶状硅的脱水，并能与Fe3+络合，在磷的比色测定中抑制了硅和铁的干扰。

硫酸的存在提高消化液的温度，同时防止消化过程中溶液蒸干，以利消化作用的顺利进行。

本法用于一般土壤样品分解率达97—98%，但对红壤性土壤样品分解率只有95%左右。

溶液中磷的测定采用钼锑抗比色法。

2主要仪器 721型分光光度计；LNK-872型红外消化炉。

3试剂

（1）     浓硫酸（H2SO4，ρ≈1.84g·cm-3，分析纯）；

（2）     70—72%高氯酸（HClO4，ρ≈1.60g·cm-3，分析纯）；

（3）   2，6-二硝基酚或2，4-二硝基酚指示剂溶液：

溶解二硝基酚0.25g于100mL水中。

此指示剂的变色点约为pH3，酸性时无色，碱性时呈黄色。

（4）     4mol·L-1氢氧化钠溶液：

溶解NaOH16g于100mL水中。

（5）    2mol·L-1（1/2H2SO4）溶液，吸取浓硫酸6mL，缓缓加入80mL水中，边加边搅动，冷却后加水至100mL。

（6） 钼锑抗试剂：

A.5g.L-1酒石酸氧锑钾溶液：

取酒石酸氧锑钾〔K（SbO）C4H4O6〕0.5g，溶解于100mL水中。

B.钼酸铵一硫酸溶液：

称取钼酸铵〔（NH4）6Mo7O24·4H2O〕10g，溶于450mL水中，缓慢地加入153mL浓H2SO4，边加边搅。

再将上述A溶液加入到B溶液中，最后加水至1L。

充分摇匀，贮于棕色瓶中，此为钼锑混合液。

临用前（当天），称取左旋抗坏血酸（C6H8O5，化学纯）1.5g，溶于100mL钼锑混合液中，混匀，此即钼锑抗试剂。

有效期24小时，如藏于冰箱中则有效期较长。

此试剂中H2SO4为5.5mol·L-1（H+），钼酸铵为10g·L-1，酒后酸氧锑钾为0.5g·L-1，抗坏血酸为15g·L-1。

（7） 磷标准溶液：

准确称取在105℃烘箱中烘干的KH2PO4（分析纯）0.2195g，溶解在400mL水中，加浓H2SO45mL（加H2SO4防长霉菌，可使溶液长期保存），转入1L容量瓶中，加水至刻度。

此溶液为50μg·mL-1P标准溶液。

吸取上述磷标准溶液25mL，稀释至250mL，即为5μg·mL-1P标准溶液（此溶液不宜久存）。

4操作步骤

（1）待测液的制备：

准确称取通过100目筛子的风干土样0.50××—1.0×××g（注1），置于50mL开氏瓶（或100mL消化管）中，以少量水湿润后，加浓H2SO48mL，摇匀后，再加70—72%HClO410滴，摇匀，瓶口上加一个小漏斗，置于电炉上加热消煮（至溶液开始转白后继续消煮）20min。

全部消煮时间约为40—60min。

在样品分解的同时做一个空白试验，即所用试剂同上，但不加土样，同样消煮得空白消煮液。

将冷却后的消煮液倒入100mL容量瓶中（容量瓶中事先盛水30—40mL），用水冲洗开氏瓶（用水应根据少量多次的原则），轻轻摇动容量瓶，待完全冷却后，加水定容。

静置过夜，次日小心地吸取上层澄清液进行磷的测定；或者用干的定量滤纸过滤，将滤液接收在100mL干燥的三角瓶中待测定。

（2）测定：

吸取澄清液或滤液5mL［（对含P，0.56g·kg-1以下的样品可吸取10mL），以含磷（P）在20—30μg为最好］注入50mL容量瓶中，用水冲稀至30mL，加二硝基酚指示剂2滴，滴加4mol·L-1NaOH溶液直至溶液变为黄色，再加2mol·L-1（1/2H2SO4）1滴，使溶液的黄色刚刚褪去（这里不用NH4OH调节酸度，因消煮液酸浓度较大，需要较多碱去中和，而NH4OH浓度如超过10g·L-1就会使钼蓝色迅速消退）。

然后加钼锑抗试剂5mL，再加水定容50mL，摇匀。

30min后，用880nm或700nm波长进行比色（注2），以空白液的透光率为100（或吸光度为0），读出测定液的透光度或吸收值。

（3）标准曲线：

准确吸取5μg·mL-1，P标准溶液0、1、2、4、6、8、10mL，分别放入50mL容量瓶中，加水至约30mL，再加空白试验定容后的消煮液5mL，调节溶液pH为3，然后加钼锑抗试剂5mL，最后用水定容至50mL。

30min后进行比色。

各瓶比色液磷的浓度分别为0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0μg·mL-1P。

5.2.2.5结果计算 从标准曲线上查得待测液的磷含量后，可按下式进行计算：

土壤全磷（P）量（g·kg-1）＝ρ×V/m×V2/V1×10-3

式中：

ρ—待测液中磷的质量浓度，μg·mL-1；

     V——样品制备溶液的mL数；

     m——烘干土质量（g）；

     V1——吸取滤液mL数；

     V2——显色的溶液体积（mL）；

     10-3——将μg数换算成每kg土壤中含磷的g数的乘数。

6注释

注1．最后显色溶液中含磷量在20—30μg为最好。

控制磷的浓度主要通过称样量或最后显色时吸取待测液的毫升数。

注2．本法钼蓝显色液比色时用880nm波长比700nm更灵敏，一般分光光度计为721型只能选700nm波长。