實驗：土壤的反應及緩沖性能

\、Il-LULJ土壤液相是一種很稀的溶液，含有各種溶解的無機及有機鹽類和氣體分子，還懸浮著一些膠體顆粒。在土壤溶液中以及液一固（特別是膠粒）界面上，不斷進行著復雜多樣的化學、物理化學和生物化學過程。其中，土壤酸堿反應和氧化還原反應就是土壤溶液中兩種極為重要的性質(zhì)，它們與土壤固相和氣相密切相尖，對土壤肥力和植物營養(yǎng)有著多方面的影響。酸性或堿性是指溶液的反應，即土壤溶液中中濃度和OH濃度的相對大小。但是，由于土壤溶液與土壤膠體處于密切聯(lián)系之中，因而它的酸堿反應要比純?nèi)芤簭碗s得多。實際上，土壤酸堿性并不僅僅決定于土壤溶液反應（pH值），而主要是決定與土壤膠體上致酸離子（中或AI和）或堿性離子（Na+）的數(shù)量，也決定于土壤中酸性鹽類或堿性鹽類的存在。因此，不能孤立地研究土壤溶液的酸堿反應，而必須聯(lián)系土壤膠體和離子交換吸收作用，才能全面說明土壤的酸堿情況及其發(fā)生和變化規(guī)律。依據(jù)H+和AI%的存在形式和測定方法不同，可將土壤酸度分為活性酸度和潛性酸度兩種。①活性酸度是指自由擴散于土壤溶液中的中濃度直接反映出來的酸度，主要是由碳酸的解離產(chǎn)生。一方面，土壤中的微生物、植物根系以及其他土壤生物的生命活動過程不斷產(chǎn)生的CO2,在土壤溶液中解離產(chǎn)生H+。另一方面，土壤中的有機殘體經(jīng)微生物作用，在未完全分解之前可產(chǎn)生多種有機酸類，如草酸、醋酸、檸檬酸等中間產(chǎn)物，在通氣不良和真菌活動的情況下能逐漸積累并釋放出H+;②潛性酸是由于土壤膠粒上所吸附的H+和AI彳+造成的，它們只有通過離子交換進入土壤溶液產(chǎn)生了H+時，才顯示出酸性，它們是土壤潛性酸的來源。一方面，膠體吸附上的吸附性中被其它陽離子置換而進入土壤溶液，土壤酸度就發(fā)生變化。另一方面，在酸性較強的土壤中，膠體表面常常吸附著相當數(shù)量的交換性AW,可以通過陽離子交換作用進入土壤溶液，經(jīng)水解能夠產(chǎn)生中引起土壤酸度變化。土壤中的活性酸與潛性酸是處于同一平衡體系中兩種不同存在形式：有活性酸的土壤，必然會導致潛性酸的生成；反之，潛性酸的存在也必然會產(chǎn)生活性酸。然而土壤酸度的產(chǎn)生，必先其實與土壤溶液中的活f生H+,即活性酸是土壤速度的根本起點。因為只有土壤溶液中有了H+,并將膠體上的鹽基離子交換出來，又不斷遭到雨水的淋失，才會使膠體上的交換性鹽基離子逐漸減少，而吸附性中逐漸增加。當吸附性H+超過一定飽和度時，粘粒就不穩(wěn)定，導致晶體內(nèi)鋁氧八面體破裂，晶格中的AI成為交換性AI或溶液中液中的活性AI%（并進一步成為其他膠粒上的交換性AL+），而最終導致土壤潛性酸度增高。當酸性或堿性物質(zhì)施入土壤時，土壤膠體表面所吸附的交換性陽離子，通過陽離子交換作用，使土壤溶液中的H+或OH濃度變化很小或基本上不起變化。這種土壤膠體的緩沖作用（固相緩沖）是土壤具有緩沖作用的主要原因。此外，土壤溶液中存在的多種弱酸（如碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其他有機酸等）及其鹽類，組成了一個復雜有良好的緩沖系統(tǒng)，使土壤對酸、堿具有一定的緩沖能力，這是土壤溶液的緩沖作用（液相緩沖）。對于pH<5的酸性土壤，還存在著鋁離子對堿的緩沖作用。土壤的這種能夠抵抗外加酸或堿性物質(zhì)改變土壤酸堿度的能力，稱為土壤的緩沖性能或緩沖作用。土壤酸堿度是土壤重要的化學性，它影響著土壤礦物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，土壤養(yǎng)分的形態(tài)及其有效性，對作物的生長和土壤微生物的活動也有著密切的尖系。土壤酸堿度的測定對于改良土壤、指導合理施肥等方面都有直接的參一、方法原理土壤酸度是由H+、AW等引起的。土壤溶液中的H+引起的酸性反應（活性酸）可直接測定，pH計是常用的測定儀器。由土壤膠體上吸附性中、AI%引起的酸性反應（潛性酸），用中性鹽類或水解性鹽類把吸附在土壤膠體表面的H+、AI%交換下來，再測定溶液中的酸度，用總酸量來表示，其數(shù)值的大小于土壤陽離子交換量、鹽基飽和度以及代換性鋁離子有尖。

1、主要儀器pH計，磁力攪拌器，天平(感量0.1g),50mL高腳燒杯，量筒等。2、試劑1mol/LKCI溶液：稱取74.6gKCI(分析純)溶于400mL水，用HCI、NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至5-5~6.0之間，定容至WOOmLo3.5%NaF溶液：稱取分析純氟化鈉(純度98%)3.57g加96?43g水攪拌溶解即可，保存在塑料瓶中。0.1mol/LHCI溶液：移取0.9mLHCI,緩慢注水、并定容至WOOmLo必要時需做濃度標定，如下(GB/T601-2002):(1)反應原理:Na2CO3+2HCI-2NaCI+CO2+HQpH值為5.1,其!1!pH值為5.1,其!1!(2)儀器:50mL堿式滴定管；250mL錐形瓶；瓷堆竭；稱量瓶

(3)標定過程:入新煮沸冷卻后的蒸館水10mL,加10滴漠甲酚綠■甲基紅混合指示劑，用待標定溶液滴定至溶液成暗紅色，煮沸2min,冷卻后繼續(xù)滴定至溶液呈暗紅色。同時做空白試驗?；鶞饰锾幚恚喝☆A先在瑪瑙研缽中研細之無水碳酸鈉適量，瓷土甘垠中，在沙浴上加熱，注意使堆甥中的無水碳酸鈉面低于沙浴面，用圮竭蓋半!1!!1!置入潔凈的掩，沙浴中插一支溫度計，溫度計的水銀球與堆坍底平，開始加熱，270-300C保持1h基準物處理：取預先在瑪瑙研缽中研細之無水碳酸鈉適量，瓷土甘垠中，在沙浴上加熱，注意使堆甥中的無水碳酸鈉面低于沙浴面，用圮竭蓋半!1!!1!置入潔凈的掩，沙浴中插一支溫度計，溫度計的水銀球與堆坍底平，開始加熱，270-300C保持1h。加熱期間緩緩加以攪拌，防止無水碳酸鈉結(jié)塊，加熱完畢后，稍)令，將碳酸鈉!1!移入干燥好的稱量瓶中，于干燥器中冷卻后稱量。!1!稱取上述處理后的無水碳酸鈉0.01~0.02g，置于250mL錐形瓶中，力口!1!（4）計算:m1000(Vi-V"0.0529式中，c（HCI）——鹽酸溶液的濃度式中，c（HCI）——鹽酸溶液的濃度（mol/L）;使用無水碳酸鈉的質(zhì)量（g）;Vi——滴定鹽酸溶液消耗的HCI體積（mL）;!1!!1!!1!—滴定空白消耗的HCI體積（mL）;!1!0.05299-一無水碳酸鈉的摩爾質(zhì)量的數(shù)值（g/mol）5）注意事項：!1!a）在良好保存條件下溶液有效期為二個月。b）如發(fā)現(xiàn)溶液產(chǎn)生沉淀或者有霉菌應進行復查。三、實驗步驟1'土壤酸度（pH值）的測定U!1'土壤酸度（pH值）的測定U!土壤水浸提pH的測定。稱取通過1mm篩的風干土樣25g,置于50mL高腳燒杯中，加入25mL無二氧化碳的蒸憾水，放在磁力攪拌器上（或用玻棒）劇烈攪拌1~2min，使土體充分分散。放置半小時，用pH計測定土壤溶液的pH值。!1!土壤氯化鉀浸提pH的測定。對于酸性土，當水浸提的pH低于7時，用鹽浸提液測定才有意義。測定方法除用1mol/LKCI替代無二氧化碳蒸館水以外，其余操作與水浸提相同。!1!」、一I—/I_II—1_D人2/CZII_1_D人1—1J>LJ取潔凈100mL燒杯4個，分別編號為①、②、③、④。燒杯①中加入1mol/L!1!KCI溶液30mL及4g酸性土，燒杯②中加入1mol/LKCI溶液30mL及4g中性土，燒!1!杯③中加入30mL無二氧化碳蒸憾水及4g酸性土，燒杯④中加入30mL無二氧化碳蒸鐳水及4g中性土。!1!!1!置于電磁攪拌器上攪拌1min靜置5-10min。用pH計測定土壤溶液的pH值。再加入3.5%中性NaF溶液5滴，搖勻后靜置。用pH計測定土壤溶液的pH值。3、土壤的緩沖作用取潔凈10OmL燒杯4個，分別編號為⑤、⑥、⑦、⑧，分別加入30mL/LJ千UILJUKTTV^CDJ、。1^\^7、I''JUL/\I-I——I—，|_l_、^>I''J/VU杯中分別滴入4滴CMmol/LHCI;在⑥、⑧燒杯中分別滴入10人0.1mol/LHCI。置于電磁攪拌器上攪拌1min靜置5-10min用pH計測定土壤溶液的pH值。四、注意事項對于普通的酸度計，測定土壤溶液的pH時，!1!注意應將電極插入上層土對于普通的酸度計，測定土壤溶液的pH時，!1!注意應將電極插入上層土壤溶液中，而不要插入土壤中。或者可將土壤水浸提液離心分離后進行測定。圖7HANNA-HI99121圖7HANNA-HI9912