王立宛，繆燕雯，何志堅

（譜尼測試集團深圳有限公司，廣東 深圳 518000）

引言

LY/T 1251—1999《森林土壤水溶性鹽分分析》第4 部分 碳酸根和重碳酸根的測定，只有硫酸標準溶液滴定法[1]。本文通過采用硫酸標準溶液和鹽酸標準溶液對同一土壤樣品在相同條件下分別進行測試，通過對實驗結(jié)果進行對比分析，研究在實際測試過程中，是否能選擇鹽酸標準溶液對碳酸根和重碳酸根進行滴定，以節(jié)約分析時間和成本，達到提高工作效率的目的。

1 方法原理

土壤浸出液中同時存在的碳酸根和重碳酸根，可用標準酸分步滴定。首先在待測液中加入酚酞指示劑，用標準酸滴定至溶液由紅色變?yōu)椴幻黠@的淺紅色終點（pH=8.3），此時中和了碳酸根的一半量。其次，再加入甲基橙指示劑，繼續(xù)用標準酸滴定溶液由黃色變至橙紅色終點（pH=3.8），此時溶液中的碳酸根和重碳酸根全部被中和。由標準酸的兩步用量分別求出土壤中碳酸根及重碳酸根含量[2]。

2 主要試劑

2.1 硫酸標準溶液

取1.4 mL 濃硫酸加入到500 mL 去二氧化碳水中，其濃度約為0.1 mol/L，然后將此溶液稀釋5 倍。標定稀釋后的標準溶液，標定的硫酸標準溶液濃度為0.0201 mol/L。

2.2 鹽酸標準溶液

取4.5 mL 鹽酸加入到500 mL 去二氧化碳水中，其濃度約為0.1 mol/L，然后將此溶液稀釋5 倍。標定的鹽酸標準溶液濃度為0.0213 mol/L。

標定：按方法去標定稀釋后的標準溶液，用分析天平稱取3 份0.030 0 g 無水碳酸鈉（在180 ℃～200 ℃烘干4 h～6 h）分別置于錐形瓶中，用20 mL～30 mL煮沸逐去二氧化碳的水使其溶解，加入1 g/L 甲基橙指示劑2 滴，用稀釋5 倍的硫酸標準溶液或鹽酸標準溶液滴定至溶液黃色變?yōu)槌燃t色為止。記下硫酸或鹽酸的用量V，按式（1）計算硫酸標準溶液或鹽酸標準溶液的濃度c。

2.3 10 g/L 酚酞指示劑

1 g酚酞溶于100 mL無水乙醇溶液中，即得10 g/L酚酞指示劑。

2.4 1 g/L 甲基橙指示劑

0.1 g 甲基橙溶于100 mL 水中，即得1 g/L 甲基橙指示劑。

3 主要儀器

酸式滴定管，10 mL；移液管，25 mL；錐形瓶，150 mL、500 mL；電子天平，0.000 1 g；臺式天平，0.01 g。

4 測定步驟

4.1 土壤浸出液制備

1）用臺式天平稱取通過2 mm 篩孔的風干土樣50.0 g，放入干燥的500 mL 錐形瓶中。用量筒準確加入無二氧化碳的純水250 mL，加塞，振蕩3 min。

2）按土壤懸濁液是否易濾清的原則選用過濾方法，以獲得清亮的浸出液，濾液用干燥錐形瓶承接。全部濾完后，將濾液充分搖勻，塞好，供測定用。

3）容易濾清的土壤懸濁液：用濾紙在7 cm 直徑漏斗上過濾，或用布氏漏斗抽濾，漏斗上用表面皿蓋好，以減少蒸發(fā)或吸收空氣中的二氧化碳。最初的濾液常呈渾濁狀，必須重復過濾至清亮為止。

4）較難濾清的土壤懸濁液：用皺折的雙層緊密濾紙在10 cm 直徑漏斗上反復過濾。堿化的土壤和全鹽量很低的黏重土壤懸濁液，可用素瓷燭抽濾。如不用抽濾，也可用離心分離，分離出的溶液也必須清晰透明。

4.2 滴定方法

1）用移液管吸取浸出液25.00 mL，放入150 mL錐形瓶中，加酚酞指示劑1 滴。如溶液不現(xiàn)粉紅色，表示無碳酸根存在，應(yīng)繼續(xù)測定重碳酸根；如出現(xiàn)紅色，則用10 mL 滴定管加入標準酸溶液，限滴隨搖，直至粉紅色不明顯為止。記錄所有標準酸溶液的體積V1。

2）再向溶液中加入甲基橙指示劑2 滴，繼續(xù)用標準酸溶液滴定至溶液剛由黃色突變?yōu)槌燃t色為止。記錄此段滴定所有標準酸溶液的體積V2。

備注：標準酸分別是硫酸溶液和鹽酸溶液。

4.3 計算公式

式中：c 為標準酸溶液的濃度，mol/L；m 為相當于分析時所取浸出液體積的干土質(zhì)量，g；V1為為用酚酞作指示劑時，滴定消耗的標準酸溶液體積，mL；V2為為用甲基橙作指示劑時，滴定消耗的標準酸溶液體積，mL。

5 實驗數(shù)據(jù)與計算

通過硫酸和鹽酸標準溶液對同一土壤樣品中碳酸根和重碳酸根進行滴定，平行測定6 次，測試數(shù)據(jù)及結(jié)果計算見表1 和表2。

表1 碳酸根檢測數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析

表2 重碳酸根檢測數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析

6 注意事項

1）土壤風干樣要過2 mm 篩孔，風干樣的水分含量小于2%為適。

2）采用10 mL 透明的滴定管，不建議用25 mL 棕色滴定管。

3）測試過程中需全部用去二氧化碳水，去二氧化碳水需現(xiàn)制現(xiàn)用，不宜過夜存放。

4）去二氧化碳水的制備，只需加熱煮沸，逐盡二氧化碳，冷卻后立即使用。

5）浸提時間和土水比例必須統(tǒng)一，才能使分析結(jié)果可以互比較，本方法采用國內(nèi)較通的1∶5 土水比例和振蕩3 min 時間的規(guī)定。

6）實驗過程中的玻璃器皿必須是干燥的，防止有水漬吸收空氣中的二氧化碳，對最終結(jié)果有影響。

7）滴定碳酸根時，由于終點不太明顯，不好判斷，需用pH 計輔助，pH=8.3 為終點。

8）計算公式中的m 是指所取浸出液體積的干土質(zhì)量，即為稱取風干樣品量÷10。

9）標準酸溶液滴定之前需重新標定。

10）碳酸根和重碳酸的測定必須在過濾后立即進行，不宜放置過夜，否則由浸出吸收或釋放二氧化碳而產(chǎn)生誤差。

11）用硫酸標準溶液滴定碳酸根和重碳酸后溶液，可以用來繼續(xù)滴定氯根，但應(yīng)將溶液用0.01 mol/L 碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH 至7 呈純黃色后，方能繼續(xù)滴定氯根。

7 討論

標準酸測定碳酸根和重碳酸根的離子反應(yīng)方程式分別是式（1）、式（2）：

硫酸標準溶液和鹽酸標準溶液滴定碳酸根和重碳酸根所依據(jù)原理相同，理論上，檢測的結(jié)果應(yīng)保持一致[3]。

在實際工作中，硫酸和鹽酸都屬于強酸，但硫酸的腐蝕性要比鹽酸要強得多，從使用安全性和管理方面考慮，使用鹽酸要比使用硫酸安全。

LY/T 1251—1999《森林土壤水溶性鹽分分析》只適用森林土壤，但是實際工作當中，此方法對其他土壤中的碳酸根和重碳酸根的測定有一定的參考意義。

8 結(jié)論

對硫酸和鹽酸標準溶液滴定土壤樣品中碳酸根和重碳酸根含量的分析結(jié)果表明，不同種類酸滴定重碳酸根對結(jié)果的影響很小。因此，在實際檢測過程中，實驗室可選用鹽酸標準溶液進行土樣中碳酸根和重碳酸根的滴定，以節(jié)約成本，提高工作效率。