植物全氮、磷、钾的测定

植物全氮、磷、钾的测定植物中氮、磷、钾的测定包括待测液的制备和氮磷钾的定量两大步骤。植物全氮待测液的制备通常用开氏消煮法(参考有机肥料全氮的测定)。植物全磷、钾可用干灰化或其他湿灰化法制备待测液。本书介绍H2SO4—H2O2消煮法，可用同一份消煮液分别测定氮、磷、钾以及其它元素(如钙、镁、铁、锰等)。一、植物样品的消煮(H2SO4—H2O2法)方法原理植物中的氮磷大多数以有机态存在，钾以离子态存在。样品经浓H2SO4和氧化剂H2O2消煮，有机物被氧化分解，有机氮和磷转化成铵盐和磷酸盐，钾也全部释出。消煮液经定容后，可用于氮、磷、钾等元素的定量。本法采用H2O2加速消煮剂，不仅操作手续简单快速，对氮磷钾的定量没有干扰，而且具有能满足一般生产和科研工作所要求的准确度，但要注意遵照操作规程的要求操作，防止有机氮被氧化成N2或氮的氧化物而损失。试剂：(1)硫酸(化学纯、比重1.84)(2)30%H2O2（分析纯)操作步骤：(1)常规消煮法称取植物样品(0.5mm)0.3～0.5g(准确至0.0002g)装入100ml开氏瓶的底部，加浓硫酸5ml，摇匀(最好放置过夜)，在电炉上先小火加热，待H2SO4发白烟后再升高温度，当溶液呈均匀的棕黑色时取下，稍冷后加6滴H2O2，再加热至微沸，消煮约7—10分钟，稍冷后重复加H2O2再消煮，如此重复数次，每次添加的H2O2应逐次减少，消煮至溶液呈无色或清亮后，再加热约10分钟，除去剩余的H2O2，取下冷却后，用水将消煮液无损转移入100ml容量瓶中，冷却至室温后定容(V1)。用无磷钾的干燥滤纸过滤，或放置澄清后吸取清液测定氮、磷、钾。每批消煮的同时，进行空白试验，以校正试剂和方法的误差。(2)快速消煮法称取植物样品(0.5mm)0.3～0.5g(称准至0.0002g)，放入100ml开氏瓶中，加1ml水润湿，加入4ml浓H2SO4摇匀，分两次各加入H2O22ml，每次加入后均摇匀，待激烈反应结束后，置于电炉上加热消煮，使固体物消失成为溶液，待H2SO4发白烟，溶液成褐色时，停止加热，此过程约需10分钟。待冷却至瓶壁不烫手，加入H2O22ml，继续加热消煮约5—10分钟，冷却，再加入H2O2消煮，如此反复一直至溶液呈无色或清亮后(一般情况下，加H2O2总量约8-10ml)再继续加热5-10分钟，以除尽剩余的H2O2。取下冷却后用水将消煮液定量地转移入100ml容量瓶中，定容(V1)。同时做空白试验，校正试剂和方法误差。注释：①植物体内的钾以离子态存在于细胞液或与有机成分呈现松散结合态。因此，若只测定钾时，可采用简易的浸提法制备待测液。浸提剂可用0.5mol/LHCl或2mol/LNH4AC～0.2mol/LMg(OAC)2溶液，也可用热水。②所用的H2O2应不含氮和磷。H2O2在保存中可能自动分解，加热和光照能促其分解，故应保存于阴凉处。在H2O2中加少量H2SO4酸化，可阻止H2O2分解。二、植物全氮的测定(半微量蒸馏法和扩散法)方法原理植物样品经开氏消煮、定容后，吸取部分消煮液碱化，使铵盐转变成氨，经蒸馏和扩散，用H3BO3吸收，直接用标准酸滴定，以甲基红—溴甲酚绿混合指示剂指示终点。试剂：(1)40%(m/v)NaOH溶液称取工业用氢氧化钠(NaOH)400g，加水溶解不断搅拌，再稀释定容至1000ml贮于塑料瓶中。(2)2%H3BO3—指示剂溶液称取20g硼酸加入热蒸馏水(60℃)溶解，冷却后稀释定容至1000ml，最后用稀盐酸(HCl)或稀氢氧化钠(NaOH)调节pH至4.5(定氮混合指示剂显葡萄酒红色)。(3)取标准溶液［C(HCl或1/2H2SO4)=0.01mol/L］(4)碱性溶液(5)定氮混合指示剂。称取0.1g甲基红和0.5g溴甲酚绿指示剂放入玛瑙研钵中，加入100ml95%酒精研磨溶解，此液应用稀盐酸(HCl)或氢氧化钠(NaOH)调节pH至4.5。(6)0.02mol/L盐酸标准溶液。取浓盐酸(HCl)(比重1.19)1.67ml，用蒸馏水稀释定容至1000ml，然后用标准碱液或硼砂标定。操作步骤：(1)蒸馏法吸取定容后的消煮液5.00—10.00ml，(V2，含NH4—N约1ml)，注入半微量蒸馏器的内室，另取150ml三角瓶，内加入5ml2%H3BO3—指示剂溶液，放在冷凝管下端，管口置于H3BO3液面以下，然后向蒸馏器内室慢慢加入约3ml40%(m/v)NaOH溶液，通入蒸气蒸馏，(注意开放冷凝水，勿使馏出液的温度超过40℃)待馏出液体积约达50～60ml时，停止蒸馏，用少量已调节至pH为4.5的水冲洗冷凝管末端。用酸标准溶液滴定馏出液至由蓝绿色突变为紫红色(终点的颜色应和空白测定的终点相同)。用酸标准溶液，同时进行空白液的蒸馏测定，以校正试剂和滴定误差。(2)扩散法吸取定容后的消煮液200～500ml(V2，含NH4—N0.05—0.5mg)于10厘米的扩散皿外室。内室加入2%H3BO3—指示剂溶液3ml，参照土壤碱解氮测定的操作步骤进行扩散和滴定，但中和H2SO4需用40%NaOH溶液2ml，扩散可在室温下进行，不必恒温，室温在20℃以上时，放置约24h，低于20℃时，须放置较长时间。在扩散期间，可将扩散皿内容物小心转动混匀2～3次，加速扩散，可缩短扩散时间。在测定样品的同时，须在同一条件下做空白试验。结果计算全N%=C(V-V0)×0.041×100/(m×V2/V1)式中C—酸标准溶液浓度，mol/L；V—滴定试样所用的酸标准液，ml；V0—滴定空白所用的酸标准液，ml；0.041—N的毫摩尔质量，g/mmol；m—称样量，g；V1—消煮液定容体积，ml；V2—吸取测定的消煮液体积ml。三、植物全磷的测定(钒钼黄吸光光度法)方法原理植物样品经浓H2SO4消煮使各种形态的磷转变成磷酸盐。待测液中的正磷酸与偏钒酸和钼酸能生成黄色的三元杂多酸，其吸光度与磷浓度成正比，可在波长400～490nm处用吸光光度法测定磷。磷浓度较高时选用较长的波长，较低时选用较短的波长。此法的优点是操作简便，可在室温下显色，黄色稳定。在HNO3，HCl,HClO4和H2SO4等介质中都适用，对酸度和显色剂浓度的要求也不十分严格，干扰物小。在可见光范围内灵敏度较低，适测范围广(约为1—20mg/L，P)，故广泛应用于含磷较高而且变幅较大的植物和肥料样品中磷的测定。试剂：(1)钒钼酸铵溶液25.0g钼酸铵［(NH4)6Mo7O24·4H2O分析纯］溶于400ml水中，另将25g偏钒酸铵(NH4VO3，分析纯)溶于300ml沸水中，冷却后加入250ml浓HNO3(分析纯)。将钼酸铵溶液缓缓注入钒酸铵溶液中，不断搅匀，最后加水稀释到1L，贮入棕色瓶中。(2)6mol/LNaOH溶液24gNaOH溶于水，稀释至100ml；(3)0.2%二硝基酚指示剂0.2g2，6—二硝基酚或2，4—二硝基酚溶于100ml水中；(4)磷标准液［C(P)＝50mg/L］0.2195g干燥的KH2PO4(分析纯)溶于水，加入5ml浓HNO3，于1L容量瓶中定容。操作步骤：吸取定容、过滤或澄清后的消煮液10.00ml(V2含磷0.05～0.75mg)放入50ml容量瓶中，加2滴二硝基酚指示剂，滴加6mol/LNaOH中和至刚呈黄色，加入10.00ml钒钼酸铵试剂，用水定容(V3)。15分钟后用1cm光径的比色杯在波长440mm处进行测定，以空白溶液(空白试验消煮液按上述步骤显色)调节仪器零点。标准曲线或直线回归方程准确吸取50mg/LP标准液0，1，2.5，5，7.5，10，15ml分别放入50ml容量瓶中，按上述步骤显色，即得0，1.0，2.5，5.0，7.5，10，15mg/LP的标准系列溶液，与待测液一起测定，读取吸光度，然后绘制标准曲线或求直线回归方程。结果计算全P%＝C(P)×(V1/m)×(V3/V2)×10－4式中C(P)—从校准曲线或回归方程求得的显色液中磷浓度，mg/L；V3—显色液体积，ml；V2—吸取测定的消煮液体积，ml；V1—消煮液定容体积，ml；m—称样量，g；10－4—将mg/L浓度单位换算为百分含量的换算因数。注释①显色液中(CP)＝1-5mg/L时，测定波长用420nm；5—20mg/L，用490nm。待测液中Fe3+浓度高的选用450nm，以消除Fe3+干扰。校准曲线也应用同样波长测定绘制。②一般室温下，温度对显色影响不大，但室温太低(如＜15℃＝时，需显色30分钟，稳定时间可达24小时；③如试液为HCl，HClO4介质，显色剂应用HCl配制；试液为H2SO4介质，显色剂也用H2SO4配制。显色液酸的适宜浓度范围为0.2～1.6mol/L，最好是0.5～1.0mol/L，酸度高显色慢且不完全，甚至不显色，低于0.2mol/L，易产生沉淀物，干扰测定。钼酸盐在显色液中的终浓度适宜范围为1.6×10-3~10-2mol/L，钡酸盐为8×10-5~2.2×10-3mol/L。④此法干扰离子少，干扰离子是Fe3+，当显色液中Fe3+浓度超过0.1%时，它的黄色有干扰。可用扣除空白法消除。UV254测定一、实验仪器：紫外分光光度计、1cm石英比色皿。真空抽滤机。过滤装置：孔径为0.45μm的滤膜。清洗滤膜和过滤装置时应保证至少50mL不含有机物的清洗水通过滤膜。清洗水：DOC含量低于0.3mg/L的双蒸馏水。二、操作过程水样的制备：将水样通过过滤装置,去除水中悬浮物质和非溶解性有机物。分光光度法测定：以去离子水作为空白对照，在254nm波长、室温下测定。色度测定一、主题内容与适用范围1、本标准规定了两种测定颜色的方法。本标准测定经15min澄清后样品的颜色。pH值对颜色有较大影响，在测定颜色时应同时测定pH值。1.1铂钴比色法参照采用国际标准ISO7887—1985《水质颜色的检验和测定》。铂钴比色法适用于清洁水、轻度污染并略带黄色调的水，比较清洁的地面水、地下水和饮用水等。1.2稀释倍数法适用于污染较严重的地面水和工业废水。两种方法应独立使用，一般没有可比性。样品和标准溶液的颜色色调不一致时，本标准不适用。2、定义本标准定义取自国际照明委员会第17号出版物（CIEpublicationNo.17），采用下述几条。2.1水的颜色改变透射可见光光谱组成的光学性质。2.2水的表观颜色由溶解物质及不溶解性悬浮物产生的颜色，用未经过滤或离心分离的原始样品测定。2.3水的真实颜色仅由溶解物质产生的颜色。用经0.45μm滤膜过滤器过滤的样品测定。2.4色度的标准单位，度：在每升溶液中含有2mg六水合氯化钴(Ⅳ)和1mg铂[以六氯铂(Ⅳ)酸的形式]时产生的颜色为1度。二、铂钴比色法1、原理用氯铂酸钾和氯化钴配制颜色标准溶液，与被测样品进行目视比较，以测定样品的颜色强度，即色度。样品的色度以与之相当的色度标准溶液的度值表示。注：此标准单位导出的标准度有时称为“Hazen际”或“Pt－Co标”[GB3143《液体化学产品颜色测定法(Hazcn单位——铂－钴色号）》]、或毫克铂/升。2、试剂除另有说明外，测定中仅使用光学纯水及分析纯试剂。2.1光学纯水：将0.2μm。滤膜(细菌学研究中所采用的)在100mL蒸馏水或去离子水中浸泡1h，用它过滤250mL蒸馏水或去离子水，弃去最初的250mL，以后用这种水配制全部际准溶液并作为稀释水。2.2色度标准储备液，相当于500度：将1.245±0.001g六氯铂(Ⅳ)酸钾(K2PtC16)及1.000±0.001g六水氯化钴(Ⅳ)(CoCl2·6H2O)溶于约500mL水中，加100±1mL盐酸(ρ=1.18g/mL)并在1000mL的容量瓶内用水稀释下标线。将溶液放在密封的玻璃瓶中，存放在暗处，温度不能超过30℃。个溶液至少能稳定6个月。2.3色度标准溶液：在一组250mL的容量瓶中，用移液管分别加入2.50、5.00、7.50、10.00、12.50、15.00、17.50、20.00、30.00及35.00mL储备液，并用水稀释至标线。溶液色度分别为：5