1、土肥分析測試基本知識廣西區土肥站2011年3月1 主要內容 ：一、土肥分析常用計量單位二、常用定量分析方法三、測試結果的表示四、誤差五、結果計算六、質量控制2一、土肥分析常用計量單位1、摩爾（M）物質的量的單位：每1摩爾任何物質含有阿伏加德羅常數（約6.021023）個微粒，用mol來表示。摩爾的建立把物質的微粒與可衡量的質量之間聯系起來。2、摩爾質量（分子量）1摩爾物質的質量，用g/mol表示，不同物質的摩爾質量不同，數值與分子量相等。物質的量與質量的關系: 質量(用m表示)=物質的量(摩爾數)摩爾質量(分子量)如1mol的NaOH的質量1mol40g/mol=40g 80g的NaOH物質的

2、量80402mol3 3、濃度（1）質量濃度（也叫百分比濃度）：用溶液中溶質的質量占全部溶液質量的百分率表示，符號為%。百分比濃度（%）=溶質質量/溶液質量100%例如：25%的葡萄糖溶液就是指100克溶液中含葡萄糖25克。（2）摩爾濃度：1升溶液中所含溶質的摩爾數，用符號mol/L表示。摩爾濃度（mol/L）=溶質摩爾數/溶液體積（升）例如：1升濃硫酸中含18.4摩爾的硫酸，則濃度為18.4mol。表示方式：c(H2SO4)= 18.4mol/L，或c(1/2H2SO4) = 36.8mol/L (注意兩者之間的關系) 4（3）質量濃度與摩爾濃度兩者之間的關系：摩爾濃度密度1000ml百分比

3、濃度摩爾質量（分子量）如：濃硫酸的摩爾濃度計算如下（密度為1.84g/ml，濃度為98%）：1.84100098%/9818.4mol/L濃鹽酸的摩爾濃度（密度為1.2g/ml，濃度為3638%）：1.210003638%/36.511.812.5 mol/L5用處： a.配制20L0.5mol/L的鹽酸，需要吸取多少濃鹽酸？摩爾數相等的原理：配置后溶液的摩爾數與吸取濃鹽酸的摩爾相等。20L0.5mol/Lx12.5mol/L, x=20.5/12.5=24ml b.配制0.5mol/LNaHCO3 20L，需要稱取多少NaHCO3？20L0.5mol/L84g/mol(分子量)=840g(4

4、)體積比濃度： 如1：1，11HCl溶液，表示用1份體積濃HCl與1份水混合。6二、常用定量分析方法 1、酸堿滴定法 H+OH-H2O 關鍵：根據滴定終點時的pH值，再查相關資料正確選用指標劑。 （1）強酸強堿溶液或強堿滴定弱酸： 氫氧化鈉滴定鹽酸溶液（標定酸時）： HCl+NaOH=NaCl+H2O，滴定終點pH為7,滴定終點時稍過量一點堿，指示劑應用大于7的酚酞（無色變紅，變色范圍pH8.69.0）。7鹽酸滴定氫氧化鈉（標定堿時）：滴定終點時稍過量一點酸，指示劑應用小于7的甲基紅（紅變黃，變色范圍pH4.46.2）。（2）其它溶液：強堿滴定弱酸（如氫氧化鈉滴定乙酸），滴定終點為堿性，pH9

5、左右。強酸滴定弱堿（如鹽酸滴定氨水），滴定終點為弱酸性，pH=5左右。8 2、絡合滴定法金屬離子與絡合劑形成穩定的絡合物，如EDTA（乙二胺四乙酸，常用絡合劑）與鈣鎂的絡合滴定。Ca2+H2Y=CaY+2H+ Mg2+ H2Y =MgY+2H+關鍵：（1）溶液的酸度控制，上述的反應，不斷有H+釋放，因此要加入緩沖溶液控制溶液的pH值。（2）對共存離子的掩蔽，如在鈣鎂測定中，利用強堿溶液使Mg形成沉淀而不干擾鈣的測定。9 3、氧化還原滴法 如有機質的測定：在酸性溶液下，過量定量加入K2Cr2O7氧化樣品中的有機物，剩余的K2Cr2O7通過硫酸亞鐵滴定來測定，通過計算消耗的硫酸亞鐵計算出樣品中有機

6、物的含量。 反應式：Cr2O72-+Fe2+14H+=2Cr3+Fe3+7H2O 關鍵：溶液的酸度，因為反應中要消耗一定的H+。10 4、沉淀分析法（1）重量法 兩種離子反應生成沉淀，通過計算沉淀中的重量來計算樣品中某種離子的含量。 在肥料的分析中常用，如磷、鉀的測定。 K+四苯硼鈉四苯硼鉀（白色沉淀） 11（2）沉淀滴定法如土壤中Cl-的測定：以K2Cr2O4為指示劑，用AgNO3標準溶液滴定溶液中的Cl-。反應式：首先Ag+Cl-AgCl白色沉淀，過量一滴AgNO3，則形成2Ag+ +Cr2 O42-Ag2 Cr2 O4磚紅色沉淀指示終點。關鍵：K2Cr2O4指示劑要定量，不能太多，也不能

7、太少。 125、吸光光度法朗伯比耳定律：AKbc溶液的吸光度與溶液的吸光物質的濃度及吸收層厚度成正比。當吸收層厚度固定時，吸光度僅與溶液吸光物質的濃度成正比。AKc定量方法：先測定被測成分的不同濃度的吸光度，求出濃度與吸光度的直線方程，再根據待測液的吸光度通過方程求出被測成分的濃度。13土壤中有效硫的測定上述方程中Y為吸光度，X為硫的濃度，那么測定液的濃度X（濃度）Y(吸光度)-0.001/0.020214速效磷的測定：Y為吸光度，X為磷的濃度，方程如下：測定液濃度（X）吸光度（Y）/1.02815利用電子表格求方程步驟 1. 先在電子表格輸入不同濃度及吸光度，再點“插入”選擇“圖表”，選擇“

8、XY散點圖”，選擇“下一步”16利用電子表格求方程步驟 2.選擇“下一步”，數據選擇區域即“C1:I2,點完成。17利用電子表格求方程步驟 3.鼠標對準其中某個散，點右鍵，選擇“添加趨勢線”，點“選項”，在“顯示公式、顯示R平方值(R)”處打鉤，點“確定”。18利用電子表格求方程步驟 結果如下：方程中Y為吸光度，X為濃度，求濃度時 X（濃度）Y（ABS）0.0019(截距）/1.0236（斜率）19利用電子表格求方程步驟4.求測定液濃度：計算公式為x（ABS-截距）/斜率 即在E5格輸入“(D5-0.0019)/1.0236”回即可。5.求其它樣品濃度：點E5格，右下方出現+號時往下拉即可。2

9、0光度法關鍵點：（1）波長選擇：要根據“吸收最大、干擾最小”的原則來選擇波長。如鉬藍法測磷時吸收峰有2個，一個是760nm，一個是880nm，選擇880nm可消除樣品中有機物的顏色干擾。因為有機物的黃顏色在880nm處幾乎無吸收。（2）比色皿的選擇：要檢查比色皿的吸光度，不同比色皿的吸光度不能超過0.002，盡量用同一個比色皿可減少測定誤差。21 （3）控制適當的吸光度范圍：一般控制吸光度在0.10.6較好，可通過兩種方式：1）改變溶液的濃度通過增加或減少稱量、稀釋或標準加入等。如有效硫的測定，在低濃度的地方不成直線，為了測定低濃度的樣品，可在樣品和標準曲線中加入相同量的S標準溶液，一般加入量

10、為曲線中最低點的加入量。2）選擇不同厚度的比色皿。上述S的測定是選擇1cm的比色皿，如選擇2cm或3cm的比色皿，效果會更好。22 （4）樣品溶液的吸光度要盡可能落在曲線的中間位置。吸光度過高或過低都會存在一定誤差。注意：超出曲線最高點時一定要稀釋。在較低點時可通過標準加入被測成份，計算時再減去加入量。（5）有色顯色劑用量要定量。如硼的測定中，顯色劑甲亞胺為淡黃色，硼與甲亞胺形成的絡合物也是黃色，不同樣品中甲亞胺用量不一會對結果產生較大誤差。23 6、發射光譜法與原子吸收法發射光譜法：被測金屬離子在高溫下發射光譜線，其譜線強度與溶液中金屬離子的濃度成正比。用IKc表示火焰光度計法測定鉀、鈉及原

11、子分光光計計中鉀鈉發射法測定即是該原理。關鍵點：火焰溫度不能太高，太高則容易產生電離，曲線下彎。如用原子吸收測定鉀時，火焰要盡可能調小。24原子吸收法：空芯陰極燈發射特征譜線，待測溶液的金屬離子在高溫下原子化，對特征譜線進行吸收，其吸光度與金屬離子的濃度成正比。用AKc關鍵點：（1）波長選擇：與分光光度法相似，按“吸收最大、干擾最小”的原則來選擇波長。（2）選擇適當靈敏度：如土壤有效鉀的測定濃度較高，要降低靈敏度，應選擇靈敏度稍低的波長，由766.5改為769.9nm；調整燃燒頭的角度，由180度轉至90120度。25（3）空白測定問題：建議一般不要在儀器上進行直接扣除，特別是曲線做得不太好，

12、樣品溶液濃度較低時，扣除空白極容易出現負數。空白溶液吸光度較低，與標準曲線的0點吸光度差不多時可不扣空白。26三、測試結果的表示1.表示方式： (1)保留小數點后幾位數。土壤有效磷：保留小數點后1位。 20.8mg/kg (2)保留幾位有效數字。土壤有機質，保留3位有效數字。1.25g/kg，0.985g/kg27土壤中交換性鈣、鎂含量單位換算問題：交換性鈣（1/2Ca，cmol/kg）=13.1如何換算為mg/kg？交換性鈣（1/2Ca，mg/kg）=13.11001/2Ca的摩爾質量100013.1102010002720mg/kg交換性鎂（1/2Mg，cmol/k）=2.76換算為mg/

13、kg方法：交換性鎂（1/2Mg，mg/kg）=2.761001/2Mg的摩爾質量1000 =2.76100121000=331.2mg/kg28 2.什么叫有效數字位數？ 從左邊第一個非零數字起,至最未一位數字止的位數叫有效數字.如: 0.00560 有效位數字3位. 52.0 有效位數3位 52 有效位數2位 3.準確數 52.0, 小數后一位的0為可疑數,非準確數字 52 2為非準確數字 0.00 與 0 是不一樣.29 4.有效數字的運算規則 采取四舍六入，超五進位，恰五留雙，用計算器計算時應在取最終結果前多留位有效數字或多留1位小數。如：取兩位小數 0.1250.12，0.1252 0

14、.13 30 四、誤差 1.表達方式：有2種 (1)絕對相差 如有效磷，平行測定10mg/kg時，允許絕對相差是0.5mg/kg。 (2)相對誤差 如土壤速效鉀，平行測定允許相對相差不大于5%。不同實驗室測定，相對相差不大于8%。312.誤差含義：絕對相差測定值1-測定值2 絕對相差 相對相差=-100% 平均值32五、結果計算1、土壤中有效磷的測定：稱取2.50g土壤，加入50ml碳酸氫鈉浸提劑，提取后吸取5ml溶液用25ml比色管進行比色分析，測得待測液濃度為0.35g/ml，求樣品的有效磷含量。計算公式：有效磷（P，mg/kg）=CVD/m =0.352550/5/2.5=35.0mg/

15、kg C：表示待測液濃度0.35g/mlV：表示測定體積25mlD：分取倍數提取液總體積/分取體積50/5 m：樣品質量2.50g332、土壤中微量元素Fe的測定：稱取10.0g樣品加入DTPA50.0ml，提取后吸取10ml溶液稀釋定容至100ml后進行測定，結果測定液濃度超出曲線范圍，然后再從上述100ml溶液中吸取5ml稀釋定容至25ml再進行測定，測得溶液的濃度為8.5g/ml，求樣品中的有效鐵的含量。有效鐵（Fe，mg/kg）=CVD/mC=8.5g/ml,V=25ml，m=10g分取倍數D共分為2步第1步：50ml溶液中取10ml，分取倍數為50/10；第2步：100ml中取5ml

16、，分取倍數為100/5。總的分取倍數為D50/10100/5100有效鐵（Fe，mg/kg）=8.5251002125034六、質量控制 1、標準樣 分別購置1個以上土壤及植株標準樣。可與廣西農儀公司聯系購買，也可以與網上聯系購買。土壤網購地址：地球化學標準物質網：。植株網購地址：國家標準物質網：。 土壤標樣選擇：土壤有效態標準物質中的ASA-2a 或ASA-3a或GBW07413(ASA-2)、BW07414(ASA-3) 植株標樣選擇：GBW(E)080684大米粉成分分析標準物質或GBW10014生物成分分析標準物質圓白菜。35 2、參比樣 (1) 制備3個土壤參比樣，每個不少于50kg

17、。1個植株參比樣，數量不少于5kg(干樣)。 (2)嚴格按要求定值 將參比樣品與標準樣品同時進行多次測定，當標準樣的測定結果在允許差范圍內時，該次的參比樣的結果才予以采用，經取得10次以上有效結果后計算出參比樣的平均值和標準差，上下2倍標準差范圍作為日常質量控制的允許偏差范圍(注意：不得超過實驗室間允許的誤差)。 36舉例有機質定值：用電子表格計算，先求平均值，如下圖得平均值為：34.0g/kg 選定函數選定求平均值函數37求標準偏差，如下圖回車后得標準偏差為：1.4選函數選標準偏差函數因此有機質的定值范圍是：34.02.8g/kg383、日常質量控制(1)準確度控制 每批樣品(50個以下)必

18、須加測標準樣或參比樣1個 ，如超差則要整批樣品重測。(2)精密度控制 (平行測定) 每批土壤樣品必須做10%30%的平行。如果平行測試結果超過規定的允許差，需再加測一次，取符合規定允許差的測定值報出。如果多組平行測試結果超過規定的允許差，應整批重作。 (3)重現性控制(留樣再測) 每批樣品至少抽查上批樣品1個以上。 如測試結果不合格應對上一批樣品進行重測。394、檢測結果的審核 主要審核檢測結果的合理性，是否有異常結果。由化驗室負負責人(或委托熟悉土肥知識的技術人員)負責實施。 審核頻率：100個樣品審核1次。 要求填寫檢測結果審核表與原始記錄一起存檔。 40如何審核？ 將100個樣品的各項檢

19、測結果輸入到電子表格，用數據篩選排序，重點檢查最大5個及最小5個結果，排隊異常值，確保結果在合理范圍內。檢查內容：土壤：(1)土壤養分空間分布規律 (2)土壤養分的垂直分布規律 (3)土壤養分與成土母質的關系 (4)土壤養分與地形地貌的關系 (5)土壤養分與利用狀況的關系 (6)土壤養分之間的關系41 植株：(1)是否在植株的正常范圍內。如：水稻稻桿全氮、磷、鉀一般為0.8%、0.13%、1.8%水稻籽粒全氮、磷、鉀一般為1.3%、0.25%、0.3%左右。 (2)注意不同施肥區的區別。施肥區結果要高于不施肥區。425、檢測質量抽查每年對每人最少進行一次。做法：將參比樣及原已檢測的樣品重新編號

20、后以盲樣形式分發給檢測人員插入某一批次進行測定，如超差則要求檢測人員查找原因，必要時要求檢測人員對某一時段的已檢測的樣品進行重檢。43土壤樣品測試項目要求（08、09年新建項目單位、0507年新建項目縣08年后采的樣品按以下要求檢測）1、必測項目：共16項 (1) 土壤質地(指測法)、 (2)水分(風/烘)、 (3)pH、(4)石灰需要量(pH6.0)、 (5)有機質、(6)全氮、 (7)有效磷、(8)緩效鉀、 (9)速效鉀、(10)交換性鈣鎂(pH6.5)、 (11)有效硫、(12)有效銅、 (13)有效鋅、(14)有效鐵、 (15)有效錳、(16)有效硼。442、選測項目：共10項 (1)質地(比重計法) (2)容重 (3)田間持水量 (4)交換酸 (5)陽離子交換量 (6)水溶性鹽分 (7)氧化還原電位 (8)水解性