土壤中水溶性SO42-化學分析方法對比

*馬云飛 馬琢琪 張旭光

(1.吉林省水利水電勘測設計研究院科學試驗研究院 吉林 130012

2.吉林出入境檢驗檢疫技術中心 吉林 130062)

土壤中水溶性SO42-化學分析方法對比

*馬云飛1馬琢琪1張旭光2

(1.吉林省水利水電勘測設計研究院科學試驗研究院 吉林 130012

2.吉林出入境檢驗檢疫技術中心 吉林 130062)

土壤中水溶性硫酸根離子的化學分析有很多種方法,近年來通過不斷的改進大大提高了測試精度,本文總結了常見的方法,并通過實際樣品測試對比了重量法、鉻酸鋇容量法和EDTA絡合滴定法的結果,為試驗人員在方法的選擇上提供借鑒.

硫酸根離子;化學分析;重量法;鉻酸鋇容量法;EDTA絡合滴定法

硫酸鹽在自然界中如地下水、地面水、土壤中廣泛存在.土壤中水溶性硫酸根離子的測定在農業、工程、化學、環境、飲用水等領域均有重要作用,近年來也形成了很多固定的方法,一般常見的硫酸根離子的化學分析方法有重量法、鉻酸鋇容量法、EDTA絡合滴定法、離子色譜法、鉻酸鋇分光光度法、硫酸鋇比濁法、硅膠管快速測定法等.重量法是測定硫酸根的標準方法,最為準確,但是過程繁瑣,耗時耗力,不適于樣品的批量分析;適用范圍為硫酸根離子含量在10mg/L～5000mg/L;另外樣品中的二氧化硅、亞硫酸鹽會導致結果偏高,鐵、鉻則導致結果偏低.鉻酸鋇容量法較為快速,但是耗費藥品,精密度一般,適用于0.25mg/L～250mg/L.EDTA絡合滴定法宜受干擾,因此適用于成分簡單的樣品,適用范圍為硫酸根含量在10mg/L～400mg/L.離子色譜法精確穩定,適合批量分析.硫酸鋇比濁法測試快速,適用于色度不深、渾濁度較低的濾液;適用范圍為硫酸根含量在10mg/L～100mg/L,由于硫酸鋇結晶過程受很多因素影響,校準曲線的精度對測試結果也有很大的影響,所以要求嚴謹的試驗過程.

1.樣品處理

從試驗的田地里采集土壤樣品,隨即攜至室內,倒在干凈的搪瓷盤里,用手將土塊捏碎,然后用鑷子去除草根、石塊、新生體(鐵錳結核、石灰結核等)等雜物,將土攤開放置于室內陰涼通風處自然風干,不得在陽光下直接曝曬,同時需經常翻動,加速干燥,以免發霉而引起性質的改變.待土壤樣品干燥后,粉碎全部過1mm篩,按土:水=1:5的質量比加水震蕩3min,過濾,濾液待測.

2.試驗過程及結果分析

(1)重量法

①量取100mL濾液傾入250ml燒杯中,在水浴上蒸干,加入1:3HCl5ml再蒸干,并繼續加熱1-2h;②先用2ml1:3鹽酸洗滌,再用10-30ml熱水洗滌,定量濾紙過濾,除去SiO2,再用熱水洗凈;③將燒杯中的濾出液蒸發至30-40ml,在不斷攪拌下緩慢滴加熱的10%BaCl2,在上清液中滴入幾滴BaCl2,無更多的沉淀生成時,再加2-4mLBaCl2,使其沉淀完全,在水浴上繼續加熱15-30min,取出燒杯,靜置2h;④用定量無灰濾紙過濾,用熱水洗滌燒杯中的沉淀2-3次后轉入濾紙,再洗至無Cl-,但沉淀也不宜過多洗滌;⑤將濾紙連同沉淀移入已灼燒恒重的坩堝中,小火灰化灼燒至灰白色;⑥在高溫爐中升溫至600℃,保溫20min,取出在干燥器中冷卻30min后稱重;如此反復直至兩次稱量之差小于0.0004g;⑦與樣品同樣處理,做空白試驗;⑧BaSO4沉淀與濾紙共同灰化時,應保證空氣充分供應,以免沉淀被濾紙燒成的碳所還原:BaSO4+4C→BaS+4CO,如發生沉淀呈灰色或黑色時,可在冷卻后的沉淀中加2-3滴濃硫酸,然后小心加熱至三氧化硫不再出現白煙為止,再重新恒重.

(2)BaCrO4容量法

①量取100mL濾液(取樣體積可視硫酸根離子含量確定)置于250mL三角瓶中,加入0.1mol/LHCl中和堿度后加熱煮沸;同時做空白試驗;②加入2.5mol/LHCl 1mL,0.5gBaCrO4(分析純),煮沸5min;③冷卻后緩慢滴入1:1的NH3.H2O,直至發生中和反應,可用石蕊試紙檢驗;④將混合液分別傾入250mL容量瓶內,用蒸餾水定容;⑤用濾紙分別進行過濾,注意濾液應該透明,并棄去最初濾出的20mL濾液;⑥量取100mL濾液于250mL具玻璃塞的三角瓶內;⑦依次加入20mL1:1的HCl,5mL20%的KI溶液;⑧將三角瓶置于暗處,靜置10分鐘,用0.0200mol/L的Na2S2O3標準溶液滴定,變成淡黃色時,加入1mL1%的淀粉溶液,繼續滴定至藍紫色消失為終點.

(3)EDTA絡合滴定法

表1 估測含量吸取土浸出液體積和鋇鎂混合劑用量表

表1 估測含量吸取土浸出液體積和鋇鎂混合劑用量表

加BaCl2后溶液渾濁情況鋇鎂混合劑(mL)數分鐘后微渾濁硫酸根含量(mg/L)測定方法 吸取土浸出液體積(mL)lt;10 BaSO4比濁法-- --立即呈微渾濁25～50 BaSO4比濁法-- --立即渾濁 50～100 EDTA絡合滴定法25 4～5立即沉淀 100～200 EDTA絡合滴定法25 8立即大量沉淀gt;200 EDTA絡合滴定法10 10～12

②用移液管吸取土浸出液(依據表1確定取樣量)注入三角瓶,加入1:3的HCl溶液(50mL待測液加1mL),煮沸出去CO2.

③按規定趁熱用滴定管緩慢滴加鋇鎂合劑,邊加邊搖動.繼續微沸5min,充分冷卻后靜置2h.

④加入pH=10的氨緩沖溶液3.5mL搖勻,加入3滴鉻黑T指示劑和5ml95%的酒精溶液,搖勻.立即用EDTA標準溶液滴定至突變成藍色.

⑤同條件進行空白試驗.

⑥硫酸根沉淀過多影響滴定時需要先濾出沉淀.

(4)結果分析

表2 三種化學分析方法結果對比

通過實際樣品的試驗,重量法精密度高,重現性好,準確;BaCr4容量法精密度一般;EDTA絡合滴定法受到干擾時會影響結果.

3.結語

土壤水浸出液中硫酸根離子的化學分析方法適用于不同的含量區間,各有不同的精度,受限于不同的干擾因素,在具體的化學分析試驗中應該根據具體樣品選擇適用的方法,才能得到準確的結果.

[1]霍俊霏.地下水中硫酸根離子的測定及方法比較[J].鹽業與化工,2014(11):36-38.

[2]鄒家慶.水樣中硫酸根離子的測定方法[J].南京化工大學學報,1996(S1).

馬云飛(1985-),女,吉林省水利水電勘測設計研究院科學試驗研究院;研究方向:材料化學試驗.

Comparison of Water Soluble SO42-Chemical Analysis Methods in Soil

Ma Yunfei1; Ma Zhuoqi1; Zhang Xuguang2
(1.Scientific Experimental Research Institute of Jilin Institute of Water Conservancy and Hydropower Survey and Design, Jilin, 130012)

2.Jilin entry - exit inspection and quarantine technology center, Jilin, 130062)

There are many methods for the chemical analysis of water soluble sulfate ion in soil. In recent years, through continuous improvement, the test accuracy has been greatly improved. This paper summarizes the common methods, and compares the results of gravimetric method, barium chromate volumetric method and EDTA complexometric titration method through actual sample test, which provides reference for the test personnel in the selection of methods.

sulfate ion;chemical analysis;gravimetric method;barium chromate volumetric method;EDTA complexometric titration method

TQ

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