土壤PH值的测定

土壤PH测定

土壤PH值的测定(电位法) 1.1 方法提要 采用电位法测定土壤pH是将pH玻璃电极和甘汞电极插入土壤悬液或浸出液中,测定其电动势值,再换算成pH值。在酸度计上测定,经过标准溶液定值后则可直接读取pH值。水土比例对pH值的影响较大,尤其对于石灰性土壤稀释效应的影响更为显著,以采取小水土比为宜,本法规定土壤pH为1:1的水土比例。同时,酸性土壤除测定水浸土壤pH值外,还应测定盐浸pH,即以1mol Lˉ1氯化钾溶液浸取土壤H 后用电位法测定。 1.2 应用范围 本方法适用于各类土壤pH值的测定。 1.3 主要仪器设备 ①酸度计； ②pH玻璃电极； ③饱和甘汞电极； ④搅拌器。 1.4 试剂 ①1molLˉ1氯化钾溶液: 称取74.6ɡ氯化钾(化学纯)溶于800ml水中,用稀氢氧化钾和稀盐酸调节溶液批pH为5.5～6.0,稀释至1L； ②pH4.01(25℃)标准缓冲溶液: 称取经110～120℃烘干2～3h的邻笨二甲酸氢钾10.21溶于水,移入1L容量瓶中,用水定容,贮于聚乙烯瓶； ③pH6.87(25℃)标准缓冲溶液: 称取经110～130℃烘干2～3h的磷酸氢二钠3.533g和磷酸二氢钾3.388g溶于水,移入1L容量瓶中,用水定容,贮于聚乙烯瓶； ④pH9.18(25℃)标准缓冲溶液: 称取经平衡处理的硼砂(Na2B4O7·10H2O)3.800g溶于无CO2的水, 移入1L容量瓶中,用水定容,贮于聚乙烯瓶； 硼砂的平衡处理: 将硼砂放在盛有蔗糖和食盐饱和水溶液的干燥器内平衡两昼夜； ⑤去除CO2的蒸馏水。 1.5 分析步骤 ①仪器校准: 各种pH计和电位计的使用方法不尽一致,电极的处理和仪器的使用按仪器说明书进行。将待测液与标准缓冲溶液调到同一温度,并将温度补偿器调到该温度值。用标准缓冲溶液校正仪器时,先将电极插入与所测试样pH值相差不超过2个pH单位的标准缓冲溶液,启动读数开关,调节定位器使读数刚好为标准液的pH值,反复几次使读数稳定。取出电极洗净,用滤纸条吸干水分,再插入第二个标准缓冲溶液中,两标准液之间允许偏差0.1pH单位,如超过则应检查仪器电极或标准液是否有问题。仪器校准无误后,方可用于测定样品。 ②土壤水浸液pH的测定: 称取通过2mm孔径筛的风干试样20g(精确至0.1g)于50ml高型烧杯中,加去除CO2的水20ml,以搅拌器搅拌1min,使土粒充分分散,放置30 min后进行测定。将电极插入待测液中(注意玻璃电极球泡下部位于土液界面下,甘汞电极插入上部清液),轻轻摇动烧杯以除去电极上的水膜,促使其快速平衡,静止片刻,按下读数开关,待读数稳定时记下pH值。放开读数开关,取出电极,以水洗净,用滤纸条吸干水分后即可进行第二个样品的测定。每测5～6个样品后需用标准液检查定位。 ③土壤的氯化钾盐浸提液pH的测定:

当土壤水浸pH值＜7时,应测定土壤盐浸提液pH值。测定方法除将1mol Lˉ1氯化钾溶液代替无CO2水以外,水土比为1:1,其他测定步骤与水浸pH值测定相同。 1.6 结果计算 用酸度计测定pH值时,可直接读取pH值,不需计算。 1.7 精密度 平行结果允许绝对相差: 中性、酸性土壤≤0.1pH单位,碱性土壤≤0.2pH单位。 1.8 注释 ①长时间存放不用的玻璃电极需要在水中浸泡24h,使之活化后才能进行正常反应,暂时不用的可浸泡在水中,长期不用时,应干燥保存。玻璃电极表面受到污染时,需进行处理。甘汞电极腔内要充满饱和氯化钾溶液,在室温下应有少许氯化钾结晶存在,但氯化钾结晶不易过多,以防堵塞电极与被测溶液之间的通路。玻璃电极的内电极与球泡之间、甘汞电极内电极和陶瓷芯之间不得有气泡。 ②电极在悬液中所处的位置对测定结果有影响，要求将甘汞电极插入上部不清液中，尽量避免与泥浆接触，以减少甘汞电极液接电位的影响。 ③pH读数时摇动烧杯会使读数偏低，应在摇动后稍加静止再读数。 ④操作过程中避免酸碱蒸汽进入。 ⑤标准溶液在室温下一般可保存1～2个月，在4℃冰箱中可延长保存期限。用过的标准液不要倒回原液中混存，发现混浊、沉淀，就不能再使用。 ⑥温度影响电极电位和水的电离平衡，温度补偿器、标准缓冲液、待测液温度要一致。标准溶液pH值随温度稍有变化，仪器校准时可参照表1。 表1 pH缓冲溶液在不同温度下的变化 ℃ pH 标准液4.01 标准液6.87 标准液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测定批量样品时，最好按土壤类型等将pH值相差大的样品分开测定，可避免因电极影响迟钝而造成的测定错误。 ⑧如测定密度小的样品，可适度改变水土比，但必须注明。

土壤PH值的测定(电位法)

1.1 方法提要 采用电位法测定土壤pH是将pH玻璃电极和甘汞电极插入土壤悬液或浸出液中,测定其电动势值,再换算成pH值。在酸度计上测定,经过标准溶液定值后则可直接读取pH

值。水土比例对pH值的影响较大,尤其对于石灰性土壤稀释效应的影响更为显著,以采取小水土比为宜,本法规定土壤pH为1:1的水土比例。同时,酸性土壤除测定水浸土壤pH值外,还应测定盐浸pH,

即以1mol Lˉ1氯化钾溶液浸取土壤H+后用电位法测定。

1.2 应用范围 本方法适用于各类土壤pH值的测定。

1.3 主要仪器设备

①酸度计；

②pH玻璃电极；

③饱和甘汞电极；

④搅拌器。

1.4 试剂

①1molLˉ1氯化钾溶液: 称取74.6ɡ氯化钾(化学纯)溶于800ml水中,用稀氢氧化钾和稀盐酸调节溶液批pH为5.5～6.0,稀释至1L；

②pH4.01(25℃)标准缓冲溶液: 称取经110～120℃烘干2～3h的邻笨二甲酸氢钾10.21溶于水,移入1L容量瓶中,用水定容,贮于聚乙烯瓶；

③pH6.87(25℃)标准缓冲溶液: 称取经110～130℃烘干2～3h的磷酸氢二钠3.533g和磷酸二氢钾3.388g溶于水,移入1L容量瓶中,用水定容,贮于聚乙烯瓶；

④pH9.18(25℃)标准缓冲溶液: 称取经平衡处理的硼砂(Na2B4O7·10H2O)3.800g溶于无CO2的水, 移入1L容量瓶中,用水定容,贮于聚乙烯瓶；

硼砂的平衡处理: 将硼砂放在盛有蔗糖和食盐饱和水溶液的干燥器内平衡两昼夜；

⑤去除CO2的蒸馏水。

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测量的方法很多，得出的结果也不一样，看实际情况吧

操作步骤：称取通过1mm孔径筛子的风干土25g，放入50ml烧杯中，加入蒸馏水25ml用玻璃棒搅拌1分钟，使土体充分散开，放置半小时，此时应避免空气中有氨或挥发性酸的影响，

然后用酸度计测定。具体操作方法如下：

a.接通电源，开启电源开关，预热15分钟。

b.将开关达到pH档。

c.将斜率顺时针达到底。

d.用温度计测出缓冲液或(待测液)的温度，将温度旋钮调至此温度。

e.将电极放入pH为6.86的缓冲溶液中，调定位旋钮，使仪器显示6.86。

f.将电极冲洗干净后，再放入pH为9.18(或4.00)的缓冲溶液中，调斜率使仪器显示9.18(或4.00)。

g.如此重复5、6步直到仪器显示相应的pH值较稳定为止。

h.将洗干净的电极放入待测液中，仪器即显示待测液的pH值，待显示数字较稳定时读数即可。此值为待测液的pH值。

土壤样品用水浸提或用中性盐溶液浸提（如酸性土壤可用1mol／L氯化钾溶液；中性和碱性土壤可用0．0lmol／L氯化钙溶液浸提）。水土比一般为2.5：1；盐碱土水土比5：1；泥

炭为10：1。经充分搅拌，平衡30min，用酸度计或pH计测定

试剂配制：

1、pH4．01标准缓冲溶液：将l 0．21g苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4，分析纯，105℃烘干）溶于1000m1蒸馏水中。

2、 pH6．87标准缓冲溶液：将3．39g磷酸二氢钾（KH2PO4，分析纯，45℃烘干）和3．53g无水磷酸氢二钠（Na2HP4，分析纯，45℃烘干）溶于1000m1蒸馏水中。

3、pH9．18标准缓冲溶液：称取3．80g硼砂（Na2B4O7·10H2O溶于1000ml煮沸冷却的蒸馏水中。装瓶密封保存。

4、 1mol/L氯化钾溶液：将74．6g氯化钾（KCl，分析纯）溶于1000m1蒸馏水中。该溶液的pH值为5．5-6．0

5、 0．01mol/L氯化钙溶液：将147．02g氯化钙（CaCl2·2H2O，分析纯）溶于1000ml蒸馏水中，即1mol／L氯化钙溶液。取 l 0ml 1mol／L氯化钙溶液于500ml烧杯中，加入

500ml蒸馏水，滴加氢氧化钙或盐酸溶液调节pH＝6，然后用蒸馏水定容至1000ml，即0．01mol／L氯化钙溶液。

土壤酸度计测定方法：

（1）如果测定点的土壤太干燥或肥份过多，无法测土壤的酸碱度时，须先泼水在测定点位置上，待28分钟后再测定。

（2）使用测定器前须先用研磨布，在金属吸收板的部位，完全的擦拭清洁，以防影响测定值。若是未使用新品，金属板表层有保护油，须先插入土壤数次，磨净保护油层后再使用

（3） 酸碱值测定时，直接插入测试点土内，金属板面必须全部入土，约10分钟所得的才是正确值。土壤的密度、湿度和肥份过多都可能影响测定值，故必须在不同的位置测定数次，以求平均值。

（4） 测定器在10分钟后酸碱值很稳定，此时按下侧边白色按钮，湿度立即显现。

实验七 土壤PH值的测定（电位法）

一、目的意义

土壤的PH值是各种土壤的基本性质，它对土壤肥力有较大的影响，对土壤中各种微生物的活动、有机质的分解、营养元素的释放与转化、阳离子的代换吸收等都有密切的关系。

各种植物的生长发育要求一定的pH值，并且pH值是常规分析中，其它许多项目分析方法选择的依据。

二、方法原理

土壤的酸碱度按其存在方式，可分为活性酸和潜在酸。活性酸是由土壤溶液中的氢离子引起的（是土壤产生酸性的根源），用水可提取出这种活性氢离子；潜在酸则是由土壤胶体吸附的氢、铝离子引起的，其酸度离子可用中性盐或强碱弱酸盐代换到溶液中。用一指示电极和一参比电极插入土壤悬液中，则构成一电池反应，再用pH计测定两电极间的电位差。然后根据电位差即可计算出氢离子浓度或pH值（电位差的大小决定于悬液中氢离子的浓度，氢离子浓度在pH计上已用它的负对数值pH表示，因此可直接读出pH值。

三、测定方法

称取通过1mm筛孔的风干土样5g，放入50ml小烧杯中，加入蒸馏水25ml，用玻棒间隙地搅拌30分钟，使土体完全分散，放置15～20分钟后用校正过的酸度计进行测定。此时应将玻璃电极球部渗入悬液土层中，甘汞电极浸在悬液上部清液中，以减少悬液效应，酸度计的使用请参阅有关书籍。

当上述测定的pH值<7时，再以相同的水土比，用1NKCL浸提，按上述步骤测土壤代换性酸度。

注意事项：

测定土壤悬液pH值时，须先用已知PH值的标准缓冲溶液调整酸度计。酸碱度不同的土壤，选用pH值不同的标准缓冲液。酸性土壤用pH4.01。中性土壤用pH6.87和pH9.18进行调整。

玻璃电极的球体玻璃膜极薄，仅0.05～0.15mm，使用时应避免碰到烧杯壁、底和任何硬物。

玻璃电极使用前用0.1NHCL或蒸馏水浸泡24小时，使其“活化”夹在小电极夹上。（甘汞电极夹在大电极夹上）。

两电极中的溶液应集中在下端，否则使用时引起误差。

仪器设备及试剂配制

pH4.01标准缓冲液：称取105℃烘过的苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）10.21g，用蒸馏水溶解后稀释定容至1升。

pH6.87标准缓冲液：称取在45℃烘过的磷酸二氢钾，3.39g和无水磷酸氢二钠3.53g，溶于蒸馏水中，定容至1升。

pH9.18标准缓冲液：称取3.80g硼砂，溶于蒸馏水中，定容至1升，此溶液易变化，应注意保存。1NKCL溶液，称取74.6gKCL溶于400～500ml蒸馏水中，用10%KOH或HCL，调节PH值在

5.5～6.0，定容至１升。

实验八 土壤有机质的测定（重铬酸钾容量法）

一、目的意义

土壤有机质是土壤中各种营养元素特别是氮、磷的重要来源，且含有刺激植物生长的胡敏酸类等物质，又是土壤中异养型微生物的必不可少的碳源和能源物质。由于它具有胶体特性，能吸附较多的阳离子，因而使土壤具有保肥力和缓冲性，它还能使土壤疏松和形成团粒结构，从而改善土壤的物理性。一般来说，土壤有机质含量的多少，是土壤肥力高低的一个重要指标，所以测定有机质含量对于了解土壤肥力状况有着重要的意义。

二、方法原理

本法是在外加热源的条件下，用一定量的标准重铬酸钾-硫酸溶液来氧化土壤有机质（碳），剩余的重铬酸钾用标准硫酸亚铁来滴定。由消耗的重铬酸钾量计算有机碳的含量，再间接计算有机质的含量。一般来说，土壤有机质平均含碳量为58%，要换算成有机质则应乘100/58=1.742。另外，由于该方法对土壤有机质的氧化约为90%。故测定结果还应乘以较正系数100/90=1.1。

氧化和滴定时的化学反应式如下：

2K2Cr2O7+8H2SO4+3C—2K2SO４+2Cr2(SO4)3+3CO2+8H2O

K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4+7H2SO4—K2SO4+Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O

三、测定方法

用分析天平准确称取过孔筛的土样0.1～0.5g（含有机质>7%的称0.1g,4～7%称0.2g,2～4%称0.3g,<2%称0.5g），放入干燥的硬质试管中。（应直接倒入试管底部，避免沾在管壁上）。用滴定管准

确加入0.8N K2Cr2O75ml，轻轻摇动试管，使管内土样分散。（勿使土壤粘在试管上部）。再沿管壁缓慢加入浓H2SO45ml，在试管口加一小漏斗，以冷凝蒸出之水汽。

把试管插入铁丝笼中并放入预先加热至180～190℃的油浴锅中，此时油温下降至170～180℃，保持此温度。当试管内容物开始沸腾时，计时煮沸5分钟（温度和时间对测定结果影响较大，应准确计时）。取出试管，稍冷后擦净管外油液。

将试管内容物用蒸馏水洗入三角瓶中，瓶内总体积不要超过60～70ml，加入2～3滴邻菲罗啉指示剂，用0.2N FeSO4滴定，溶液颜色由橙黄变绿再突变到棕红色即为终点。

若以二苯胺做指示剂，应于溶液中先加入NaF粉末1小勺或50% H3PO43ml（使溶液中Fe3+与其络合成无色络离子，以消除滴定时产生的红褐色Fe2(SO4)3的干扰，然后加入二苯胺1ml，此时溶液呈暗紫色，用0.2N FeSO4滴定至暗绿色即为终点。

同时做空白试验（以消除药品不纯等的影响），加石英砂、防止暴沸。

四、结果计算

有机质

式中：V0— 滴定空白时消耗的FeSO4毫升数；

V— 滴定样品时消耗的FeSO4毫升数；

N— FeSO4的当量浓度；

0.003—1毫克当量碳的克数。

五、试剂配制及仪器设备

0.8N K2Cr2O7溶液：称取分析纯K2Cr2O739.224g溶于蒸馏水中，定容至1000ml，贮于试剂瓶中备用。

0.2NFeSO4溶液：称取分析纯FeSO4·7 H2O56g溶于蒸馏水中，加6N H2SO430ml,水稀释至1000ml，此溶液需用0.1N K2Cr2O7溶液在用前准确标定。

0.1N K2Cr2O7标准溶液：准确称取在120～130℃下烘3小时的K2Cr2O74.9033g溶于少量蒸馏水中，缓慢加入70ml浓H2SO4，冷却后定容至1000ml刻度。

邻菲罗啉指示剂：称取分析纯邻菲罗啉1.485g和FeSO4·7 H2O0.695g，溶于100ml蒸馏水中，贮于棕色滴瓶中备用。

二苯胺指示剂则称二苯胺0.5g，加水20ml，然后缓慢加入浓H2SO4100ml，溶解后贮于棕色瓶中备用。

六、仪器

油浴锅、液体腊、硬质试管、铁丝笼、分析天平、0～300℃温度计、酸式滴定管、洗瓶、三角瓶(150ml)、小漏斗等。

注意事项：

此法要求有机质含量在2%以上者，相对误差不超过0.05。有机质含量低于2%的，绝对误差不

超过0.05。因此，必须根据有机质含量多少来决定称样量。

消煮好的溶液颜色，一般应是黄色或黄中稍带绿色，如以绿色为主，则说明重铬酸钾用量不足，滴定时消耗FeSO4的量少于空白用量的三分之一，则可能氧化不完全，应弃去重做。

土壤pH值的测定

土壤样品用水浸提或用中性盐溶液浸提(如酸性土壤可用1mol／L氯化钾溶液；中性和碱性土壤可用0．0lmol／L氯化钙溶液浸提)。水土比一般为2.5：1；盐碱土水土比5：1；泥炭为10：1。经充分搅拌，平衡30min，用酸度计或pH计测定。

[试剂]

pH4．01标准缓冲溶液：将l 0．21g苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4，分析纯，105℃烘干)溶于1000m1蒸馏水中。

pH6．87标准缓冲溶液：将3．39g磷酸二氢钾(KH2PO4，分析纯，45℃烘干)和3．53g无水磷酸氢二钠(Na2HP4，分析纯，45℃烘干)溶于1000m1蒸馏水中。

pH9．18标准缓冲溶液：称取3．80g硼砂(Na2B4O7·10H2O溶于1000ml煮沸冷却的蒸馏水中。装瓶密封保存。

1mol/L氯化钾溶液：将74．6g氯化钾(KCl，分析纯)溶于1000m1蒸馏水中。该溶液的pH值为5．5-6．0

0．01mol/L氯化钙溶液：将147．02g氯化钙(CaCl2·2H2O，分析纯)溶于1000ml蒸馏水中，即1mol／L氯化钙溶液。取l 0ml 1mol／L氯化钙溶液于500ml烧杯中，加入500ml蒸馏水，滴加

氢氧化钙或盐酸溶液调节pH＝6，然后用蒸馏水定容至1000ml，即0．01mol／L氯化钙溶液。

[仪器]

pH计或酸度计；pH复合电极(或pH玻璃电极和甘汞标准电极)。

[样品处理]

将土壤样品风干磨细过2mm筛，称取10．0g样品于50ml烧杯中，加入25ml无二氧化碳的蒸馏水或1mol／L氯化钾溶液(酸性土壤)，或0．01mol／L氯化钙溶液(中性和碱性土壤)，用玻璃棒剧烈搅拌1-2min，静置30min，以备测定。此时应注意实验室氨气和挥发性酸雾的影响。

[测定]

按仪器说明书开启pH计(或酸度计)，选择与土壤浸提液pH值接近的pH标准缓冲溶液(酸性的用pH4．01缓冲溶液，中性的用pH6．87缓冲溶液，碱性的用pH9．18缓冲溶液)作为标准，校正仪器指示的pH值与标准值一致。将pH计的复合电极(或pH玻璃电极和甘汞标准电极)插入土壤浸提液中，轻轻转动烧杯，读出pH值。每份样品测定后，用蒸馏水冲洗电极，并用滤纸将水吸干。

[计算]

pH计读出的pH值。

[备注]

1．分析精度0．1pH值，但精密的pH计可准至0．02pH单位，并使用温度补偿。

2．土壤样品不要磨得过细，以2mm筛为宜。磨好的样品如果不能马上测定，应装瓶密封保存，以防的空气中的氨气和挥发性酸影响。电极插入土壤浸提液后轻轻转动烧杯是必要的，可加速平衡时间，这对于缓冲性较弱或pH较高的土壤尤为重要。若用标准甘汞电极作参比电极时，一定要插在上部溶液中，以减少误差。

1 ．水土比的影响：一般土壤悬浊液越稀测得的pH值越高，通常大部分土壤从脱粘点稀释到水土比为10:l时，pH值约提高0.3～1.0单位，其中尤以碱性土壤的稀释效应较大。为了能够相互比较，在测定pH时，水土比必须固定。目前大多采用2.5:l的水土比例。

2 ．土壤中CO2的影响：室内测定的土壤样品，都经过风干处理，其中含有的CO2。大部分逸出土壤，所得的结果与田间情况有些差异，尤其对于石灰性土壤尤为显著。

3 . 土壤样品过筛后如不立即测定，应贮存于密封的瓶中，以免受实验室氨气或其它酸性气体的影响。加水浸提土壤时，摇动及静置的时间对土壤pH值也有影响。所以应该严格按照操作规程控制时间。

4 ．玻璃电极使用前要在0.lmol/L 的HCI溶液中或蒸馏水中浸泡24小时以上，使之活化。使用时应先轻轻震动电极，使溶液流入球泡部分，防止气泡的存在。电极球泡部分 极易破损，使用时必须小心谨慎，不用时可保存在水中，如长期不用，应放在纸盒内保存。

5 ．甘汞电极的套管是用饱和KCl溶液灌注的，如发现电极内部无KCl结晶时，应从侧口投入少量KCl结晶体，以保持溶液的饱和状态。使用时要将电极侧口的小橡皮塞拔下，让KCl溶液维持一定的流速。测定时不要长时间将电极浸泡在被测溶液中，以防流出的KCl污染待测液。电极不用时可插入饱和KCl溶液中，或者在纸盒中保存，不得浸没在无离子水或其它溶液中。

6 ．对于易沉降的土壤，玻璃电极的插人部位对测定结果影响较大。测定时搅拌土壤悬浮液也会

影响读数。所以应严格地控制玻璃电极和甘汞电极的插入位置。

7 ．酸度计的种类和型号很多，具体使用方法参照相关的产品使用说明。

仪器:

pH酸度计（雷磁25型，PHS-29A型），玻璃电极，甘汞电极（或复合玻璃电极），50ml小烧杯、量筒、天平（0.01g）洗瓶、玻棒、滤纸、温度计等。