实验31 典型森林土壤全氮含量的测定

1、实验目的

全氮量通常用于衡量土壤氮素的基础肥力，而土壤有效氮量与作物生长关系密切。本实验目的是对典型森林土壤全氮含量进行测定，为贵州森林管理提供依据。

2、主要仪器设备

消煮炉、半微量定氮蒸馏装置、半微量滴定管（5mL）。

3、试剂

（1）硫酸。 ρ=1.84g·mL^-1，化学纯；

（2）10mol·L^-1NaOH溶液。 称取工业用固体NaOH420g，于硬质玻璃烧杯中，加蒸馏400mL溶解，不断搅拌，以防止烧杯底角固结，冷却后倒入塑料试剂瓶，加塞，防止吸收空气中的CO₂，放置几天待Na₂CO₃沉降后，将清液虹吸入盛有约160mL无CO₂的水中，并以去CO₂的蒸馏水定容1L加盖橡皮塞。

（3）甲基红-溴甲酚绿混合指示剂：0.5g溴甲酚绿、0.1g甲基红溶于100mL乙醇。

（4）20g·L^-1 H₂BO₃-指示剂。20g H₂BO₃（化学纯）溶于1L水中，每升H₂BO₃溶液中加入甲基红-溴甲酚绿混合指示剂5mL并用稀酸或稀碱调节至微紫红色，此时该溶液的pH为4.8。指示剂用前与硼酸混合，此试剂宜现配，不宜久放。

（5）混合加速剂。K₂SO₄:CuSO₄:Se=100:10:1即100g K₂SO₄（化学纯）、10g CuSO₄ ·5H₂O（化学纯）、和1g Se粉混合研磨，通过80号筛充分混匀（注意戴口罩），贮于具塞瓶中。消煮时每毫升H₂SO₄加0.37g混合加速剂。

（6）0.02 mol·L^-1（1/2 H₂SO₄）标准溶液。量取H₂SO₄（化学纯、无氮、ρ=1.84g·mL^-1）2.83mL，加水稀释至5000mL，然后用标准碱或硼砂标定之。

（7）0.01 mol·L^-1（1/2 H₂SO₄）标准液。将0.02 mol·L^-1（1/2 H₂SO₄）标准溶液用水准确稀释一倍。

（8）高锰酸钾溶液。25g高锰酸钾溶于500mL无离子水，贮于棕色瓶中。

（9）1:1硫酸（化学纯、无氮、ρ=1.84g·mL^-1）。硫酸与等体积水混合。

（10）还原铁粉。磨细通过孔径0.15mm（100号）筛。

（11）辛醇。

5、操作步骤

（1）称取风干土样（通过孔径0.149 mm筛）1.0000 g，同时测定土样水分含量。

（2）土样消煮

① 不包括硝态氮和亚硝态氮的消煮：将土样送入干燥的开氏瓶（或消煮管）底部，加少量无离子水（0.5～1mL）湿润土样后^（注3），加入加速剂2g和浓硫酸5mL，摇匀，将开氏瓶倾斜置于300W变温电炉上，用小火加热，待瓶内反应缓和时（10～15min），加强火力使消煮的土液保持微沸，加热的部位不超过瓶中的液面，以防瓶壁温度过高而使铵盐受热分解，导致氮素损失。消煮的温度以硫酸蒸气在瓶颈上部1/3处冷凝回流为宜。待消煮液和土粒全部变为灰白稍带绿色后，再继续消煮1h。消煮完毕，冷却，待蒸馏。在消煮土样的同时，做两份空白测定，除不加土样外，其他操作皆与测定土样相同。

② 包括硝态氮和亚硝态氮的消煮：将土样送入干燥的开氏瓶（或消煮管）底部，加高锰酸钾溶液1mL，摇动开氏瓶，缓缓加入1:1硫酸2mL，不断转动开氏瓶，然后放置5min，再加入1滴辛醇。通过长颈漏斗将0.5g （±0.01g）还原铁粉送入开氏瓶底部，瓶口盖上小漏斗，转动开氏瓶，使铁粉与酸接触，待剧烈反应停止时（约5min），将开氏瓶置于电炉上缓缓加热45 min（瓶内土液应保持微沸，以不引起大量水分丢失为宜）。停火，待开氏瓶冷却后，通过长颈漏斗加加速剂2g和浓硫酸5mL，摇匀。按上述①的步骤，消煮至土液全部变为黄绿色，再继续消煮1h。消煮完毕，冷却，待蒸馏。在消煮土样的同时，做两份空白测定。

（3）氨的蒸馏

① 蒸馏前先检查蒸馏装置是否漏气，并通过水的馏出液将管道洗净。

② 待消煮液冷却后，用少量无离子水将消煮液定量地全部转入蒸馏器内，并用水洗涤开氏瓶4～5次（总用水量不超过30～35mL）。若用半自动式自动定氮仪，不需要转移，可直接将消煮管放入定氮仪中蒸馏。

于150mL锥形瓶中，加入20g/LH₂BO₃—指示剂混合液5mL^（注4），放在冷凝管末端，管口置于硼酸液面以上3～4cm处^（注5）。然后向蒸馏室内缓缓加入10mol·L^-1NaOH溶液20mL，通入蒸汽蒸馏，待馏出液体积约50mL时，即蒸馏完毕。用少量已调节至pH 4.5的水洗涤冷凝管的末端。

③ 滴定后馏出液由蓝绿色至刚变为红色。记录所用酸标准溶液的体积（mL）。空白测定所用酸标准溶液的体积，一般不得超过0.4mL。