土壤农化分析复习资料全

Course content：

–土壤分析soil analysis

?土壤特性的分析

?土壤元素组成的分析

–植物分析plant analysis

?养分元素组成分析

?农产品营养成分品质分析

–肥料分析fertilizer analysis

–环境分析Environmental analysis

?水质分析

?大气质量分析

第二篇分析测试基本理 Basic theories for testing

样品的采集 Sample collection

–氮的分析 N analysis

–磷的分析 P analysis

–钾的分析 K analysis

–中微量元素的分析Analyses of mediun and micronutrient

–重金属元素的分析 Analysis of heavy metals

–水和大气的分析 Analyses of water and air

–农产品品质的分析 Analyses of agro-products

第三篇应用设计Experimental desig

–分析实验室的建立 Establishing a lab

–有机绿色食品生产标准的确立 Standard for organic food

–小型科研课题的设计 Design for a research project

实验课体系 Experimentation

?规化训练阶段 Standarized training

?①常用器皿的洗涤、校正与使用；

②常规仪器（如天平、烘箱、pH计、光度计、AAS仪等）的使用；

③标准溶液的配制与标准曲线制作。

实验课体系 Experimentaton

?验证分析原理，正确树立“量”的概念，培养观察思维能力阶段。

–①样品的采集与制备；

–②氮含量的测定；

–③磷含量的测定；

–④钾含量测定；

–⑤中微量元素含量的测定；

–⑥可溶性盐含量测定；

–⑦污染元素的分析；

–⑧可溶性还原糖的测定；

实验课体系

?综合设计实验（小型科研实验）阶段。安排可供选择的综合设计实验有：

–①菜园土壤与大田土壤肥力差异的研究；

–②主要营养元素在植物各器官的分布；

–③水系富营养化程度的研究；④不同待测溶液制备方法对植物样品钾含量测定的影响；

–⑤蔬菜主要营养成分含量的调查；

–⑥下水道口污泥重金属污染的调研。

–也可根据自己的兴趣提出自己的选题或直接参加科研工作。

实验课体系

?设计性实验阶段。与综合设计实验阶段同时进行，安排的容有：

?①常规分析实验室的组建；

?②有机绿色食品开发标准的制定

第一章土壤农化分析的基本知识

Basic knowledge

常用术语和代号说明

水 Water

试剂 reagent

定容graduation

养分表示方法 result unit

1.1 水water

分析用水的制备 water purification

?Distilled water 蒸馏水: 利用水与杂质的沸点不同，经外加热冷凝所产生的水蒸汽而得。

特点：易得，不易长霉。但耗电多，出水少。

?Deioned water去离子水：水通过交换树脂获得的纯水称离子交换水或去离子水。

特点：易长霉，不宜用于磷、硅分析。

离子交换树脂 ion exchange resins

Definition定义：一种不溶性的高分子化合物，组成树脂的骨架部分具有网状结构，对酸碱及一般溶剂相当稳定，而骨架上又有能与溶液中阳离子或阴离子进行交换的活性基团[磺酸基(—SO3-H+)或季铵基(—H2N+(CH3)3OH-，简作 =N+OH-)等是活性基团，其余的网状结构是树脂的骨架，可以用 R 表示。]

?影响树脂交换能力的因素：

–树脂的种类与活性团数，一般交换容量约为3~6 mol·kg-1。

–交联度——树脂骨架中所含交联剂的质量%。交联度小，树脂网眼大，交换速度快，离子易进入网眼，选择性低。反之则网眼小，交换慢，大离子不易进入。以7~12%为宜。

–树脂的粒度。影响交换量和流速，以0.3~1.2mm为宜。

–温度。影响树脂的强度和交换容量。

–水的pH值。影响树脂活性基团的离解。

离子交换柱连接 Connection of pillars

复柱法：阳、阴离子交换柱串联按阳-阴-阳-阴柱顺序连接而成。

?混柱法：阳、阴离子树脂按1：2混合在一个交换柱而成。

?联合柱法。交换柱串联按阳-阴-阳-阴-混合柱顺序连接而成

2 试剂Reagent

默克标准(Merck Standard)

罗津(Rosin)标准

ASA规格

国家标准Natioanl standard

部颁标准 ministry standards

企业标准 industrial standards

试剂规格 Reagent grades

又称试剂级别或试剂类别。按试剂的用途或纯度、杂质的含量来划分。国外试剂按用途划分。

?我国试剂规格按纯度划分。共有高纯、光谱纯、基准、分光纯、优级纯、分析纯和化学纯7种。

国家颁布质量指标的试剂规格为：

优级纯，一级试剂，标签颜色为绿色，相当于进口试剂“G.R”(保证试剂)。

?分析纯，二级试剂，标签颜色为红色，相当于进口试剂的“A.R”(分析试剂)。

?化学纯，三级试剂，标签颜色为蓝色。相当于进口试剂“C.P”(化学纯)。

除上述试剂外，还有许多特殊规格的试剂，如指示剂，生化试剂，生物染色剂，色谱用试剂及高纯工艺用试剂等。

试剂选用 Selection of reagent

常量分析：一般用化学纯试剂配制溶液。标准溶液和标定剂通常都用分析纯或优级纯试剂。

?微量元素分析：一般用分析纯试剂配制溶液，用优级纯试剂或纯度更高的试剂配制标准溶液。

?精密分析用标定剂等：选用更纯的基准试剂(绿色标志)。

?特殊分析：符合特殊分析的需要，如光谱纯试剂(S.P),层析用试剂，液谱纯试剂等其中近于不含能干扰待测元素光谱的杂质。

?

?选用原则：Principle for selection

?把试剂规格和操作过程结合起来考虑，满足分析要求即可。

?仲裁分析，必须按其要求选用相应规格的试剂。

试剂保存的原则——分门别类存放

按照酸、碱、盐、单质、指示剂、溶剂、有毒试剂等分别存放。

?盐类试剂：先按阳离子顺序排列，同一阳离子的盐类再按阴离子顺序排列。

?强酸、强碱、强氧化剂、易燃品、剧毒品、异臭和易挥发试剂应单独存放于阴凉、干燥、通风之处，

?试剂橱中更不得放置氨水和盐酸等挥发性药品，

?注意安全、防止污染、防止潮湿变质

?开启NH3水、乙醚等易挥发性试剂时须先充分冷却、瓶口不要对着人，慎防试剂喷出发生事故。

?高氯酸与有机质如纸炭、木屑、橡皮、活塞油等接触容易引起爆炸，

?HF有很强的腐蚀性和毒性，

?氯化亚锡等易被空气氧化或吸湿的试剂，必须注意密封保存

试剂配制

粗配：

用一般的仪器（例如用粗天平来称量物质，用量筒来量取液体）配制而得的近似浓度溶液（如一般酸碱溶液）。

?精配：

用精密的仪器，如分析天平、容量瓶、移液管和滴定管等，并遵照实验要求的准确度和试剂特点精心配制。通常要求浓度具有四位有效数字（如重铬酸盐，碱金属氯化物、草酸、草酸钠、碳酸钠等能够得到高纯度的物质）。

?

?定量分析用标准物质要求

它们都具有较大的分子量，贮藏时稳定，烘干时不分解，物质的组成精确地与化学式相符合的特点，可以直接制备得到标准溶液。

常用器皿的性能、选用和洗涤

Property, selection and cleaning for regular vessels

玻璃器皿 Glassware

?瓷、石英、玛瑙器皿

?瓷器皿

?石英器皿

?玛瑙器皿

?铂质器皿

?银、镍、铁器皿

?塑料器皿 Plastic vessel

?石墨器皿

?滤纸 filter paper

玻璃器皿Glassware

软质玻璃：又称普通玻璃，含有SiO2，CaO，K2O，Al2O3，B2O3，Na2O等成分，有一定的化学稳定性、热稳定性和机械强度，透明性较好，易于灯焰加工焊接，但热膨胀系数大，易炸裂破碎。因此多制成不需要加热的仪器，如试剂瓶、漏斗、量筒、玻璃管等。

?硬质玻璃：主要成分为SiO2，K2CO3，Na2CO3, MgCO3，Na2BO7·10H2O，ZnO，Al2O3。也称为硼硅玻璃。(如“95料”， GG-17玻璃和美国的Pyrex 玻璃等）。特点是耐温、耐腐蚀及抗击性能好，热膨胀系数小。可制成加热的玻璃器皿，如烧瓶、试管、蒸馏器等，但不能用于B、Zn的测定。

?其它：石英玻璃，无硼玻璃，高硅玻璃等

?问题：如何根据沾污情况进行洗涤？

瓷、石英、玛瑙器皿

瓷器皿：

热膨胀系数为3~4×10-6，可高温(1200℃)灼烧，常用来灼烧沉淀和称重。使用时应避免温度骤变化和加热不均匀。对酸碱等。不能和HF接触，过氧化钠及其它碱性溶剂也不能在瓷器皿或瓷坩埚中熔融。石英器皿：

主要成分是二氧化硅。除HF外，不与其它的酸作用，在高温时能与磷酸形成磷酸硅，易与苛性碱及碱金属碳酸盐作用；其热膨胀系数玻璃的1/15，故热冲击性好。价格较贵，脆而易破裂。

玛瑙器皿：

SiO2胶溶体分期沿石空隙向逐渐沉积成的同心层或平层块体。可制成研钵和杵，研磨土样和某些固体试剂。

质坚而脆，可研磨，但切莫将杵击撞研钵、摔落地上。导热性能不良，加热时容易破裂。不得

烘烤加热，也不能用水浸洗，而只能用洒精擦洗。

铂质器皿特性

熔点高(1774℃)，导热性好，吸湿性小，质软，价格很贵。常用铂与铱或铑的合金(质较硬)制作坩埚和蒸发器皿等。

?

?对化学试剂、特别是对氧很稳定，也不溶于单质酸，但易溶于易放出游离Cl2的王水。

?

?铂在高温下对一系列的化学作用是非常敏感。例如，与游离态卤素(Cl2、Br2、F2)生成卤化物；

与强碱共熔变成可溶性化合物，；灼热时会与金属生成易熔的合金；与B、C、Si、P、As等造成变脆的合金。

铂质器皿使用注意事项

铂器易变形，勿用力捏或与坚硬物件碰撞。变形后可用木制模具整形。

1.勿与王水接触，也不得使用HCl处理硝酸盐或HNO3处理氯化物。

2.不得溶化金属和一切高温下能析出金属的物质；赤热的铂器皿不得用铁钳夹取并放在干净的泥三

角架上。

3.不允许用还原焰，特别是有烟的火焰加热

4.铂器皿洗涤可用单独的HCl或HNO3煮沸溶解一般的难溶的碳酸盐和氧化物，可用滑石粉的水浆擦

拭，恢复光泽后洗净备用。

银、镍、铁质器皿:

铁镍的溶点高(分别为1535℃和1452℃)，银的熔点较低(961℃)，对强碱的抗蚀力较强(Ag>Ni>Fe)，价较廉，一般用于制作坩锅。

塑料器皿:用聚乙烯或聚丙烯等热塑而成，加热不能超过70℃，可代替某些玻璃、金属制品。贮存水，标准溶液和某些试剂溶液比玻璃容器优越，尤其适用于微量物质分析。

石墨：可耐2500℃以上高温，其缺点是耐氧化性能差。常见的有石墨坩埚和石墨电极。

玻璃器皿的洗涤Cleaning of glassware

要则: 用毕立即洗刷

顺序: 洗衣粉/去污粉/洗液→自来水→纯水

一般污痕:洗衣粉/去污粉

洗液: 根据污垢的性质和洗涤液的性能选用.

稀酸, 稀碱,铬酸洗液,碱性酒精.

洗液的回收利用

滤纸filter paper：

定性滤纸：灰分较多，一般定性分析用，不能用于重量分析；

?定量滤纸Ashless：经盐酸和氢氟酸处理，蒸馏水处理，灰分较少，适用于精密的定量分析。此

外还有用于色谱分析用的层析滤纸。

?选择滤纸应过滤沉淀物的性质及其量来选用：快速滤纸（白色带）；中速滤纸（蓝色带）；慢速

滤纸（红色带）。

第02章分析样品的采集和制备（2学时）

Collecting and processing samples

1、该章讲解各类土壤、植株、水等分析样品的采集与制备。(How to collect and prepare analytical samples of soil, plant, fertilizer, water and etc).

2、要求学生掌握土壤、植物与环境等样品的采集原则。

3、教学重点在于讲解如何围绕采集原则，通过各项措施，增加样品的代表性。(The focus point will be representative improvement of samples related to collecting measurement )

4、实验为：清洗仪器、制备土样、药品预算

5、见教材P24页的1-4题；P255页的第1题

农业分析样品agricultural sample

采集与制备collecting and processing

土壤样品采样的目的；Purpose for soil sampling

?研究土壤的基本性质；

?编制土壤图 soil mapping；

?为了某种法律或法规的需要编制土壤图；

?为了安全性评价 Safety assement。

第二章样品的采集与制备

采样误差 sampling error

?称样误差 weighing error

?分析误差 analytical error

采样的一般性原则principles

1.代表性representativeness

?土壤性状的时、空变异；（自然、人为、微域差异）

?一个样品只能代表一种土壤。

2.典型性 typical

3.适时性 timely

4.可比性 comparable

5.防污染 pollution protection