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有机肥料中有机质检测影响因素探讨

2019-03-03杨金伟

云南化工 2019年2期
关键词:重铬酸钾亚铁水浴

杨 斌,杨金伟

(广西壮族自治区产品质量检验研究院,广西 南宁 530007)

有机肥料中的有机质是指其中含碳的有机化合物。有机肥料中有机质来源非常广泛,一般来源于微生物、动物残体,植物残体,微生物、动物、植物的排泄物和分泌物,以及其他的废水废渣等[1]。有机质主要由树质、蜡质、碳水化合物、蛋白质、木素等组成。通过分析有机质发现其主要组成元素是碳、氢、氧、氮,分别占总质量的52%~58%、3.3%~4.8%,9%~34%、3.7%~4.1%。同时,有机质中含有植物生长发育所需的各种营养元素,如氮、磷、钾、铁、钙、硫、镁等。有机质为植物生长提供各种养分,是植物生长过程中营养的主要来源之一。同时,有机肥料中的有机质也在改善土壤的物理性质,促进团粒结构的形成,以及增强土壤的保水性、保肥性和缓冲性等方面起着重要作用。由此可见,有机质作为有机肥料的重要组成部分,其含量是判断土壤肥力的重要依据,测定其含量也是肥料分析中的主要项目。本文主要分析有机肥料中有机质的检测方法以及检测过程中应该注意的问题[2]。

1 检测方法

检测肥料中有机质含量时,根据不同的测定标准,在测定过程中所采用的检测原理、试剂配比、计算标准等存在较大的差异。检测肥料中有机质的方法很多,常见的有容量法、质量法、比色法等。目前,检测有机肥料中有机质的权威标准为NY 525-2012,这是农业部发布的测定标准,也是最广泛使用的重铬酸钾容量法。该方法简单便捷,重现性好,不受其他杂质的影响,特别适用于批量检测工作。重铬酸钾容量法的方法原理如下:用定量配制的重铬酸钾与浓硫酸混合溶液,在加热的条件下完全氧化有机质中的碳元素,剩余的重铬酸钾用标准硫酸亚铁溶液进行滴定,同时以二氧化硅为添加物作空白试验,根据氧化前后氧化剂消耗量来计算有机碳含量,乘以系数1.724就得到有机质含量[3]。滴定过程以邻菲罗啉为指示剂,根据消耗的重铬酸钾数量计算有机碳的含量,同时根据有机质中平均的含碳量再推算样品中的有机质含量。作为一种氧化还原指示剂,邻菲罗啉易溶于亚铁溶液中,1个亚铁离子与3个邻菲罗啉分子形成深红色的邻菲罗啉亚铁铬离子,当遇上强氧化剂时就变成淡蓝色的正铁络合物。整个滴定过程中指示剂的颜色变色如下:滴定初期以重铬酸钾的橙色为主,随着滴定进行指示剂在氧化条件下呈淡蓝色,同时被重铬酸钾的橙红色掩盖,滴定过程中逐渐显出绿色,当接近滴定终点时溶液变成灰绿色,也就是绿色刚出现而不消失,当亚铁离子滴定过量后,溶液就被染成棕红色,这就表示已经达到滴定终点[4]。

该方法是利用返滴定法测定有机质的含量,所以保证有机肥料中的有机碳完全被氧化是检测结果准确的必要条件。根据标准要求,在加热氧化过程中每隔5min就要摇动三角瓶一次。特别是,加有样品和重铬酸钾标液的三角瓶,要勤摇动,保证有机碳完全被氧化。另外,用于滴定标液所用的硫酸亚铁标液必须现用现配,这是由于二价铁离子不稳定,容易被空气中的氧气氧化成三价铁离子。最后,有经验者可以通过空白试样和滴定试样在滴定中所用的标液用量进行判断有机碳的氧化程度。一般情况下,滴定试样的标液用量如果不到空白试验所用的1/3时,可以判断有机碳氧化不完全,导致有机质测定结果偏低。这时应该减少样品称样量,重新进行测定[5]。

2 检测的注意事项

2.1 准确添加重铬酸钾溶液

重铬酸钾溶液是有机质含量测定时使用的主要溶液,由于其浓度较大,导致黏滞性明显。在测定平行样品时,即使加入的溶液量相差一滴,也会极大的影响平行样品结果。所以,准确吸取重铬酸钾溶液的量就是非常重要的事情。操作时,利用胖肚移液管加入,滴加速度要缓慢,必须保证溶液完全流出后,再移出移液管[6]。

2.2 样本的前处理工作

将样品风干是检测有机肥料样品前的首要工作。这主要是因为有机肥料中含有一定量的还原性物质,例如亚铁离子等。采用重铬酸钾法测定时,还原性物质会消耗一部分重铬酸钾,导致有机质含量的检测结果比实际高。样品风干过程要在阴凉、通风的环境中进行,不能直接放在阳光下照射。风干后,还要将样品粉碎,粉碎过程一般使用粉碎机打碎,但是粉碎机的旋转时间不可过长,避免样品受到机器高温的影响改变性状,从而损失养分。粉碎过程必须完全,避免样品颗粒过大影响检测结果[7]。称取样品必须十分精确,一般要用万分之一的电子天平称量。笔者实验发现,风干、搅拌研磨过筛样品的有机质结果均高于新鲜样品的测试结果,而且风干、搅拌研磨过筛样品的有机质,其平行测定结果的绝对差值在0.2%以内,而新鲜样品平行测定结果的绝对差值达到1%,已经超出标准要求范围[8-9]。

2.3 水浴环节应注意问题

水浴是检测中的重要一环,该步骤需在高温条件下开展。标准要求水浴试样必须保持在沸腾的状态中,同时严格控制水浴时间,要求在水浴条件下进行30min,既不能为了省时间而缩短,也不能刻意延长水浴时间,以保证能够完全地氧化有机碳。另外在水浴时还要定时摇动容量瓶,保证溶液充分混合。水浴完成后仔细观察样品颜色,如果溶液的颜色主要为绿色时,表明重铬酸钾的用量较小,未达到规定量,需进一步加大。

2.4 滴定时应注意问题

严格按照规定流程进行滴定。使用滴定管前应先排出胶头处的气泡,避免其对滴定数值的影响。硫酸亚铁溶液添加到滴定管中后,应在20s后进行读数,以保证读数的准确性。在滴定过程中,应坚持“满滴快摇”的原则,以实现准确滴定。读数时眼睛应平视弯月面下缘最低点处,不得俯视或仰视读数[10]。

2.5 氯离子的影响

当肥料中存在氯离子时,滴定时也可被重铬酸钾氧化,所以氯离子的存在可导致最终检测结果偏高。如果存在这种情况,可考虑向试样中加入约0.1 g的硫酸银,以消除氯离子的干扰。

3 结语

检测有机肥料中有机质含量时,NY 525-2012是目前最常使用的标准,该方法采用重铬酸钾返滴定法进行检测,检测方法方便快捷。在实际操作过程中,应做好样品前处理、精确加入重铬酸钾溶液量、注意水浴时间和温度等工作,以保证获得准确可靠的检测结果。

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