高頻紅外碳硫儀測定土壤中的有機碳

劉任貴

(中國人民武裝警察部隊黃金第二支隊 實驗室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

土壤中有機碳是農(nóng)業(yè)土壤、生態(tài)環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查的重要指標(biāo)，在日常的檢測工作中發(fā)現(xiàn)，目前使用的重鉻酸鉀滴定法在硫含量大于0.5%以上，引起有機碳測定數(shù)據(jù)偏高，造成有機碳數(shù)據(jù)大于總碳。針對這類問題展開工作，檢測樣品采用1:1鹽酸預(yù)處理，在高頻紅外碳硫儀的有機碳通道中測定。

1 實驗部分

1.1 主要儀器

COERY-205型高頻紅外碳硫儀，LE84E型電子天平，德陽市科瑞儀器設(shè)備廠。

1.2 工作條件

打開氧氣，開機預(yù)熱約30min左右，選擇有機碳通道，設(shè)定條件和儀器參數(shù)，沖洗時間為：35s，燃燒時間為：20s，分析時間為：40s-45s。

表1 工作條件

1.3 試劑

氧氣純度99.99%；COREY坩堝25*25mm；

純鐵粒：粒度1.25mm，含C<0.0005%，S<0.0005%；

鎢粒：40目，含C<0.0005%，S<0.0005%；

高氯酸鎂干燥劑約20目，高效干燥劑約20目，高二氧化碳吸收劑10-20目；

鹽酸：分析純，濃度1∶1。

2 實驗步驟

2.1 坩堝處理

坩堝中的水分對碳的影響很大，如果處理不好，測定時會出現(xiàn)偏差較大。把預(yù)先準(zhǔn)備好的坩堝放入高溫爐內(nèi)進(jìn)行焙燒處理，溫度設(shè)定在1 000℃-1 200℃，灼燒2h-4h，(目的是除去坩堝自身帶的碳硫)而后取出放置50℃-60℃左右，存入干燥皿內(nèi)備用。

2.2 稱取樣品

首先稱取0.05g樣品，精確至0.1mg，放入處理準(zhǔn)備好的坩堝內(nèi)。

2.3 樣品處理

用滴管把配制好的鹽酸滴入坩堝內(nèi)，(滴的過程中要一滴一滴進(jìn)入)等待樣品與鹽酸充分溶解反應(yīng)結(jié)束后，停止滴入(大約4滴-6滴，可根據(jù)含量高低適當(dāng)?shù)渭?。之后把坩堝放入電熱板上進(jìn)行加熱約2h-4h，電熱板的溫度由低到高逐漸升高，最大設(shè)定為200℃，待樣品徹底蒸干后取下冷卻，依次加入0.5g的鐵粒和鎢粒助溶劑，待測。

2.4 建立工作曲線

首先選取低中高每個含量段都有的國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)5個或5個以上，開始測定前，應(yīng)在儀器性能穩(wěn)定后開始建立工作曲線。測定前一定要選擇含量較高的樣品來飽和管道，從而達(dá)到穩(wěn)定性效果更佳，然后開始測定，最好選定的樣品每個測定3遍，系統(tǒng)校正時，每個點選擇兩個重現(xiàn)性較好較接近值，全部選取后選擇F1或F2根據(jù)儀器條件設(shè)定選擇，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)算，觀察數(shù)據(jù)是否在誤差范圍內(nèi)?；蚩梢赃x擇多點校正使其測定的樣品數(shù)據(jù)更佳穩(wěn)定。

2.5 樣品測定

待工作曲線建立好后，開始測定樣品即可。

3 實驗數(shù)據(jù)

見表2、表3、表4。

表2土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)有機碳分析結(jié)果

表3 方法精密度

表4 與重鉻酸鉀滴定法的比較

從以上表格中可以看出，兩種方法在硫含量較少甚至可以忽略的情況下，得出來的結(jié)果更加真實可靠，這說明兩種方法在一般情況下不會出現(xiàn)本質(zhì)上的差異，但是在遇到硫含量較高時，兩種方法得出來的結(jié)果差異會很大，這是因為在濃硫酸介質(zhì)中，硫與重鉻酸鉀同時發(fā)生反應(yīng)，從而使得出來的結(jié)果偏高，不可靠。

4 討論與結(jié)論

①樣品要均勻的平鋪在坩堝底部，切勿放成一團(tuán)，利于鹽酸與樣品中的碳酸鹽充分反應(yīng)；②切勿在電熱板高溫時放入坩堝，容易造成樣品迸濺，造成不必要的誤差和損失；③坩堝一般在干燥皿內(nèi)存放3d左右為宜，如處理特殊樣品或進(jìn)行測定曲線時，最好現(xiàn)燒現(xiàn)用。取用坩堝時，一定要用專用的坩堝鉗，不能用手直接碰。

部分土壤中含硫較高的樣品，用重鉻酸鉀滴定法只會造成有機碳的值偏高，甚至超過總碳，從上述可以看出，通過用酸來溶解樣品可以有效快速的去除樣品中的硫，避免了高含量的硫?qū)τ袡C碳的測定，達(dá)到數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可靠的效果。