1 / 46

第六章 土壤钾的测定

第六章 土壤钾的测定. Email:yangchg@njau.edu.cn. 一、概述. 土壤中钾的形态与含量 水溶性钾 交换性钾 非交换性钾（缓效钾） 矿物性钾. 二、土壤全钾的测定. （一）待测液的制备方法 酸溶法： 氢氟酸与盐酸、硝酸、硫酸、高氯酸的组合。 碱熔法： 碳酸钠 - 铂坩锅熔融 氢氧化钠 - 银（镍、铁）坩锅熔融 偏硼酸锂 - 石墨坩锅熔融. （二）溶液中钾的测定方法. 火焰光度法 AAS 法 离子色谱法 四苯硼钠重量法 其它方法 ICP 法 亚硝酸钴钠法 四苯硼钠容量法 四苯硼钠比浊法 钾电极法.

raine
Télécharger la présentation

第六章 土壤钾的测定

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 第六章 土壤钾的测定 Email:yangchg@njau.edu.cn

  2. 一、概述 土壤中钾的形态与含量 • 水溶性钾 • 交换性钾 • 非交换性钾（缓效钾） • 矿物性钾

  3. 二、土壤全钾的测定 （一）待测液的制备方法 • 酸溶法： 氢氟酸与盐酸、硝酸、硫酸、高氯酸的组合。 • 碱熔法： • 碳酸钠-铂坩锅熔融 • 氢氧化钠-银（镍、铁）坩锅熔融 • 偏硼酸锂-石墨坩锅熔融

  4. （二）溶液中钾的测定方法 • 火焰光度法 • AAS法 • 离子色谱法 • 四苯硼钠重量法 • 其它方法 • ICP法 • 亚硝酸钴钠法 • 四苯硼钠容量法 • 四苯硼钠比浊法 • 钾电极法

  5. 一、火焰光度计法 方法原理 ①待测元素→加热→由基态跃迁至激发态→激发态原子不稳定→跃迁回基态，能量以特征光的形式释放。 ②经分光系统分光。 ③光电池将光转化电流信号。 ④待测元素浓度→光强度→电流强度成正比。

  6. 火焰光度计（或ICP）工作结构框图 火焰 放大检测系统 分光系统 光电池 助燃气 误差与干扰 1。火焰不稳定 2。进样不均匀 3。连续光谱与杂散光谱干扰 燃气 4。阳离子与阴离子干扰 5。自吸收干扰 进样 6。电离干扰

  7. Flame spektrometrie(火焰光度计)

  8. ICP-AES (Inductively-Coupled Plasma Atomic Emission spectrometer)

  9. ICP-AES (Inductively-Coupled Plasma Atomic Emission pectrometer)

  10. ICP-AES工作原理

  11. 火焰光度计的误差及消除方法 • 气压不稳； • 光谱干扰； • 物理干扰； • 电离干扰 • 自吸收干扰 • 分子吸收干扰 • 化学干扰； • 进样不均。

  12. 二、AAS法原理 ①待测元素→加热→使分析元素大部分原子处于基态。 ②空心阴极灯发出的特征光，通过火焰中的基态原子，这种特征光易被基态原子吸收→光强减弱。 ③光强减弱的光→经分光系统分光→光电池将光转化电流信号。 ④待测元素浓度→光强减弱程度→电流减弱程度成正比。

  13. 原子吸收光度计（AAS）工作结构框图 光电池 放大检测系统 空心阴极灯 分光系统 助燃气 AAS仪主要参数： 灯高、灯电流、狭缝宽度、波长、灯偏转角度、燃气/助燃气。 燃气 进样

  14.   1、原子吸收光谱的产生  正常情况下，原子处于基态，核外电子在各自能量最低的轨道上运动。如果将一定外界能量如光能提供给该基态原子，当外界光能量E恰好等于该基态原子中基态和某一较高能级之间的能级差E时，该原子将吸收这一特征波长的光，外层电子由基态跃迁到相应的激发态，而产生原子吸收光谱。

  15. 2、原子吸收光谱分析原理 • 原子吸收光谱分析的波长区域在近紫外区。其分析原理是将光源辐射出的待测元素的特征光谱通过样品的蒸汽中待测元素的基态原子所吸收，由发射光谱被减弱的程度，进而求得样品中待测元素的含量，它符合郎珀-比尔定律 • A= -lg I/I o= -lgT = KCL式中I为透射光强度，I0为发射光强度，T为透射比，L为光通过原子化器光程由于L是不变值所以A=KC

  16. AAS仪的特点 • ⑴ 灵敏度高。大多元素的灵敏度可达ppm级，少数元素可达ppb级。 • ⑵ 选择性好。吸收线比发射线少得多，加之采用单元素制成的空芯阴极灯作锐线光源，不易产生背景发射干扰，因此光谱干扰少。 • ⑶ 操作方便、快速 • ⑷ 抗干扰能力强 • 从玻尔兹曼方程可知，火焰温度的波动对发射光谱的谱线强度影响很大，而对原子吸收分析的影响则要小的多。 • ⑸ 准确度好。因空芯阴极灯辐射出的特征谱线仅被其特定元素所吸收。 • ⑹ 可测定30多元素。

  17. 3、原子吸收光谱分析中的干扰及消除 • 物理干扰 • 光谱干扰 • 电离干扰 • 化学干扰

  18. Atom-absorbtions-spektrometrie Si, Al, Fe, Ca, Mg, Ti, Mn, Li, Na, K, Sr.

  19. 分光光度计

  20. 1）物理干扰及其消除方法 • 物理干扰是指试样在转移，蒸发和原子化过程中，由于试样任何物理性质的变化而引起的原子吸收信号强度变化的效应。 • 物理干扰产生的原因 • 试样溶液的物理性质发生变化引起; • 如粘度变化影响进样量和雾化率。 • 毛细管的内径和长度影响进样量。 • 试样表面张力和粘度的变化，将影响雾滴的细度、脱溶剂效率和蒸发效率，最终影响到原子化效率。 • 基体元素包裹待测元素，延缓待测元素的蒸发、影响原子化效率。 • 物理干扰一般都是负干扰，最终影响火焰分析体积中原子的密度。

  21. 消除物理干扰的方法 • 配制与待测试液基体相一致的标准溶液,这是最常用的方法。 • 当配制与待测试液基体相一致的标准溶液有困难时，需采用标准加入法。 • 当被测元素在试液中浓度较高时，可以用稀释溶液的方法来降低或消除物理干扰。

  22. 2）光谱干扰及其消除方法 • 当光谱通带内多于一条吸收线或光谱通带内存在光源发躬非吸收线时，灵敏度降低且工作曲线线性范围变窄。当被测试液中含有吸收线相重叠的两种元素时，无论测哪一种都将产生干扰。 • 1.在光谱通带内有一条以上的吸收线； • 2.在光谱通带内有光源发射的多重线存在； • 3.谱线重叠； • 4.分子吸收； • 5.光的散射； • 6.样品池的发射。 • 消除方法：选别的分析线；提高狭缝分辨率；预分离干扰元素。 谱线干扰 背景干扰

  23. 3）电离干扰干扰及消除 • 电离干扰 由于原子在火焰中电离而引起的干扰效应。被测元素在火焰中形成自由原子之后继续电离，使基态原子数减少，结果使测定的吸光度降低；反之，如果在火焰中存在有能提供自由电子的其他易电离的元素存在，则可使已电离的原子重新回到基态，使参与原子吸收的基态原子数增加，从而提高吸光度。 • 电离电位低的元素Rb、K、Ba等是近乎完全电离的。这种电离干扰不仅降低灵敏度，而且也导致校正曲线弯向纵坐标轴。 • 消除方法 在试样中加入电离电位低的消电离剂铯，可以有效地消除电离干扰。从电离平衡的观点来看这是理所当然的。当在试样中加入了大量的消电离剂之后，由于它们在火焰中提供大量的自由电子，使被测元素的电离平衡

  24. 4）化学干扰的产生及消除 指在溶液中或气相中被测元素与其他组分之间的化学作用而引起的干扰效应，它主要影响被测元素化合物离解和它的原子化——是一种选择性干扰效应，它对各种元素的干扰是各不相同的，而且随火焰温度、火焰状态和部位、共存的其他组分、雾珠和气溶胶的大小等实验条件的变化而改变。

  25. 化学干扰的消除 • 化学分离——萃取法、沉淀法、离子交换法等； • 提高火焰温度促进原子化； • 被测试样组成相似的标准样品消除； • 改良基体——如在石墨管原子化器中，硒在300～400℃开始挥发，如在干燥之前加入镍，使硒生成硒化镍，可将灰化温度提高到1200℃。 • 加入释放剂 • 加入保护剂——与被测元素形成稳定络和物，阻止了被测元素和干扰元素之间生成难挥发性化合物，从而保护了被测元素。 • 加入缓冲剂——在被测试样和标准样品中均加入过量的干扰元素，使干扰效应达到“饱和”点，这时干扰效应不再随干扰元素的量的变化而变化，或者变化很小。如用氧化亚氮—乙炔火焰测定钛，当铝量大于200ppm时，干扰趋于稳定。

  26. 三、四苯硼钾重量法 1. 方法原理 溶液中的钾离子与四苯硼离子作用生成四苯硼钾白色沉淀： K+ + [B（C6H5）4]- →k [B（C6H5）4] ↓（白色） 沉淀的溶解度小，分子量大热稳定性高（265℃分解），酸性或碱性介质均可沉淀，沉淀经过滤，先涤、烘干、称量，通过沉淀质量求出钾的含量。 2.方法评述 • 铵是主要干扰离子。如何克服？ • 沉淀可用丙酮或甲苯进行洗涤。 • 适用于钾含量高的肥料样品中钾的测定。

  27. 四苯硼钾重量法的仪器设备

  28. 四、其它方法 四苯硼钠容量法（略） 四苯硼比浊法（略） 亚硝酸钴钠法（略） 离子色谱法（略）

  29. 五、土壤有效钾的测定 • 几个概念 • 速效钾 • 有效钾 • 缓效钾 • 土壤有效钾的浸提剂 • 水或水+氯化钙 • 中性盐（氯化钠、硫酸钠） • 强碱弱酸盐（乙酸、乙酸钠、乙酸铵）

  30. 六、土壤缓效钾的测定 • 土壤缓效钾的浸提剂 • 1M搪硝酸或2M冷硝酸（临界指标：600ppm或100ppm) • 0。5或0。7M盐酸 • 1。4M热硫酸或6M冷硫酸 • 土壤供钾能力的测定 • 电超滤法（Electroultra filtration method) • 离子树脂法。

  31. 七、电超滤法（Electroultra filtration method) 方法原理 在可变电场下，阳离子被阴极吸引而阴离子被阳极吸引，由于解吸和吸附的离子不能达到平衡，使土壤吸附的离子不断释放入溶液中。 阳极反应：K+ +e　→Ｋ(水解产生碱性） 阴极反应：NO3- -e　→[NO3- ]* (水解产生酸性） 通过对不同时间(t)、不同温度(T)、不同电压(V)释放出的离子进行测定，作出ＥＵＦ－Ｋ——t,T,V的解吸曲线，可以了解不同土壤的供肥特性。

  32. 电超滤装置 + 选择性透膜 — 接真空装置 集液瓶 冷却旋管 承集瓶

  33. EUF-K解吸线 • 电压变化： • ０～5min,20℃,50V； • 5~30min, 20℃, 200Ｖ； • 30~45min 20℃或80℃, 400Ｖ。 • 意义： • ０～10min解吸量,强度因素； • 0~35min解吸量, 数量因素； • 30~55min吸量，缓冲容量。 • AB/CD越小，土壤因钾能力越强。 A C B D

  34. 如何选择合适的分析方法 • 分析研究的要求； • 准确度，精密度。 • 样品的复杂程度和待测液的制备方法； • 实验室的条件； • 实验方法是否可靠、简单。

  35. 如何应用或解释分析结果？ • 分析方法； • 土壤条件； • 植物种类； • 气候状况； • 其它。 • 小环境（酸碱度、水气热条件、其它养分）； • 周边环境。

  36. 如何审核分析结果？ • 核对调查、原始记录、计算； • 结果是否异常。 • 准确度、精密度； • 一般含量水平； • 与其它项目的关系。

  37. Röntgenfloureszenzspektrometrie SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, TiO2, P2O5, MnO, Na2O, K2O, S.Ag, As, Ba,Bi, Cd, Cl, Co, Cr, Cu, F, Mo, Ni, Pb, Rb, Sb, Sn, Sr, Th, U, V, W, Zn, Zr.

  38. GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry)

  39. EPR Spectrometer(核磁共振）

  40. HPLC-MS (High Performance Liquid Chromatograph-Mass Spectrometer)

  41. HPLC-MS (High Performance Liquid Chromatograph-Mass Spectrometer)

  42. Ion Chromatograph

  43. UV/VIS Spectrophotometer

More Related