本文引用GB/T 50123-2019《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中陽(yáng)離子交換量試驗(yàn)

1一般規(guī)定

1.1本試驗(yàn)采用氯化鋇緩沖液法、1mol●L1乙酸銨交換法、乙酸鈉-火焰光度法測(cè)定土中陽(yáng)離子交換總量。

1.2氯化鋇緩沖液法適用于非鹽漬化的各種土類，1mol●L-1乙酸銨交換法適用于酸性土，乙酸鈉-火焰光度法適用于石灰性土和鹽堿土。

2氯化鋇緩沖液法

2.1本試驗(yàn)使用的主要儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：

1離心機(jī)(轉(zhuǎn)速為3000r/min～4000r/min)及離心管(容量為100mL);

TD50123-LX4型土工試驗(yàn)陽(yáng)離子交換量試驗(yàn)離心機(jī)

2分析天平：稱量100g,分度值0.0001g;天平，分度值0.1g;

3其他：移液管、滴定管、容量瓶、三角瓶等。

以上產(chǎn)品我公司均有生產(chǎn)和銷售

2.2本試驗(yàn)使用的試劑應(yīng)符合下列規(guī)定：

1 lmol●L?1氯化鋇(BaCl?)溶液：稱取244g氯化鋇(BaCl?●2H?O),溶于純水中，移入1000mL容量瓶中，用純水稀釋至刻度，搖勻；

2氯化鋇緩沖試劑：將等體積的三乙醇胺溶液與濃度為lmol●L-1的氯化鋇溶液混合，調(diào)節(jié)pH值至8.1;

3 pH=10的氨緩沖溶液：稱取67.5g氯化氨于純水中，加入570mL濃氨水(p=0.9g/cm3,含氨25%),加純水稀釋至1000mL;

4 0.025mol●L?1硫酸鎂(MgSO)溶液：稱取6.2g硫酸鎂(MgSO●7H?O),用純水稀釋至1000mL;

5 0.01mol●L-1EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取3.720g EDTA,用純水稀釋至1000mL,其標(biāo)定見本標(biāo)準(zhǔn)第53.6.3條第2款第7條的規(guī)定；

6三乙醇胺溶液：量取90mL三乙醇胺，用純水稀釋至1000mL,加入140mL濃度為2mol●L-1的鹽酸，移入2000mL容量瓶中，用純水稀釋至刻度，搖勻，貯存期間防止吸收二氧化碳；

7 1.0g●L-1鉻黑T:稱取0.1g鉻黑T,與5g鹽酸羥胺共溶于100mL酒精中。

2.3氯化鋇緩沖液法試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1稱取2g左右通過0.15mm篩孔的風(fēng)干土樣，放入離心管中準(zhǔn)確稱量；

2若土樣系石灰性土，加入40mL氯化鋇緩沖液試劑，間歇搖晃1h,用離心機(jī)轉(zhuǎn)3min～5min,棄去清液；若土樣系非石灰性土，則此步驟可以省略；

3加入80mL氯化鋇緩沖液，搖晃后放置過夜，離心棄去上部清液；

4加入80mL純水，搖晃至土塊碎裂，再離心，棄去上部清液，將離心管及內(nèi)容物一起稱量；

5用移液管向離心管中注人40mL的0.025 mol●L?1硫酸鎂溶液，間歇搖晃2h,離心后，將上部清液仔細(xì)移入有蓋三角瓶中；

6從三角瓶中吸出5mL溶液，加8滴pH=10的氨緩沖溶液和4滴鉻黑T指示劑，使呈紫色，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至顏色從紅變藍(lán)為止(滴定量為VEa);

7另吸5mL的0.025 mol●L-1硫酸鎂溶液用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)(滴定量為VE?),根據(jù)2份滴定結(jié)果之差計(jì)算交換量。

2.4計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：

1考慮到離心過的土樣用純水洗后殘留體積的影響，對(duì)土樣的滴定量(VE)應(yīng)按下式的規(guī)定進(jìn)行校正：

V_E3=V_E4(40+m_g2-m_g1)/40     (2.4-1)

式中：V_E3——EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積的數(shù)值(mL);

m_g1——試樣加離心管質(zhì)量(g);

m_g2——離心后土液混合物加離心管質(zhì)量(g)。

2陽(yáng)離子交換量應(yīng)按下式計(jì)算：

CEC=(V_E5-V_E3)×40/5×C(EDTA)×100/m_d            (2.4-2)

式中：CEC——陽(yáng)離子交換量(cmol●kg?1);

V_E5——滴定硫酸鎂溶液所消耗Na?-EDTA的體積(mL);

V_E3——滴定經(jīng)硫酸鎂處理的土樣溶液所消耗的EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積(mL);

40/5——分取倍數(shù)；

C(EDTA)——EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度(mol●L-1);

100——mol與cmol的換算系數(shù)。

2.5本試驗(yàn)的記錄格式應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄D表D.101的規(guī)定。

3 1mol●L-1乙酸銨交換法

3.1本試驗(yàn)使用的儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：

1離心機(jī)(轉(zhuǎn)速為3000r/min～4000r/min)及離心管(容量為100mL);

2分析天平：稱量100g,分度值0.0001g;天平，稱量200g,分度值0.01g;

3其他：移液管、滴定管、容量瓶、三角瓶、開氏瓶(150mL)、蒸餾裝置。

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3.2本試驗(yàn)使用的試劑應(yīng)符合下列規(guī)定：

1固體氧化鎂：將氧化鎂(化學(xué)純)放在鎳蒸發(fā)皿或坩堝內(nèi)，在500℃~600℃高溫電爐中灼燒半小時(shí)，冷后貯藏在密閉的玻璃器皿內(nèi)。

2 lmol●L-1乙酸銨溶液(pH=7.0):稱取乙酸銨(CH?COONH,化學(xué)純)77.09g用水溶解，用純水稀釋至近1000mL。如pH≠7.0,使用1:1氨水溶液或稀乙酸溶液調(diào)節(jié)pH=7.0,然后用純水稀釋至1000mL。

3 95%乙醇溶液。

4液體石蠟(化學(xué)純)。

5 20g●L?1硼酸指示劑溶液：稱取硼酸(H?BO?,化學(xué)純)20g,溶于1000mL水中；每升硼酸溶液中加入甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑20mL,并用稀酸或稀堿調(diào)節(jié)至紫紅色(葡萄酒色),此時(shí)該溶液的pH=4.5。

6 pH=10的氨緩沖溶液：稱取氯化銨(化學(xué)純)67.5g溶于無二氧化碳的水中，加入新開瓶的濃氨水(分析純，p=0.9g●mL-1,含氨25%)570mL,用水稀釋至1000mL,貯于塑料瓶中，并注意防止吸收空氣中的二氧化碳。

7 0.05mol●L?1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)0.05mol●L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：吸取鹽酸(HCl,p≈1.19g/cm3,分析純)4.5mL,放入1000mL容量瓶中，用純水稀釋至刻度，搖勻；

2)0.05 mol●L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定：標(biāo)定劑硼砂(Na?BO?●10H?(,分析純)必須保存于相對(duì)濕度為60%～70%的空氣中，以確保硼砂含10個(gè)結(jié)合水，通?？稍诟稍锲鞯牡撞糠胖寐然c和蔗糖的飽和溶液(并有二者的固體存在),密閉容器中空氣的相對(duì)濕度即為60%～70%。稱取硼砂2.3825g溶于水中，用純水稀釋至250mL,得標(biāo)準(zhǔn)溶液。

吸取上述溶液25mL置于250mL錐形瓶中，加2滴溴0.05mol●L^-1(1/2Na₂B₄O₇)甲酚綠-甲基紅指示劑(或2.0g●kg?1甲基紅指示劑),用配好的0.05mol●L?1鹽酸溶液滴定至溶液變酒紅色為終點(diǎn)(甲基紅的終點(diǎn)為由黃突變?yōu)槲⒓t色)。同時(shí)做空白試驗(yàn)。鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度應(yīng)按下式計(jì)算，取3次標(biāo)定結(jié)果的平均值：

C_bl=（C_b2×V_hbl2）/（V_hbl0-V_hbl1）       (3.2)

式中：C_bl—鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度(mol●L1);

C_b2——硼砂(1/2 Na?BO?)標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(mol●L?1);

V_hbl0——鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積的數(shù)值(mL);

V_hbl1——空白試驗(yàn)用去鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積的數(shù)值(mL);

V_hbl2——吸取硼砂標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積的數(shù)值(mL)。

8納氏試劑：稱取氫氧化鉀(KOH,分析純)134g溶于460mL水中。另稱取碘化鉀(K1,分析純)20g溶于50mL水中，加入碘化汞(HgI?,分析純)大約3g,使溶解至飽和狀態(tài)。然后將兩溶液混合即成。

9甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑：稱取溴甲酚綠0.099g和甲基紅0.066g置于瑪瑙研缽中，加少量95%乙醇，研磨至指示劑完全溶解為止，最后加95%乙醇至100mL。

3.3 1mol●L?1乙酸銨交換法試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1稱取通過2mm篩孔的風(fēng)干土樣2.0g,質(zhì)地較輕的土壤稱取5.0g,放入100mL離心管中，沿離心管壁加入少量1mol●L-1

酸銨溶液，用橡皮頭玻璃棒攪拌土樣，使其成為攪拌均勻的泥漿狀態(tài)。再加1mol●L?1乙酸銨溶液至總體積約60mL,并充分?jǐn)嚢杈鶆?，然后? mol●L?1乙酸銨溶液洗凈橡皮頭玻璃棒，溶液收入離心管內(nèi)。

2將離心管成對(duì)放在粗天平的兩盤上，用乙酸銨溶液使之質(zhì)量平衡。平衡好的離心管對(duì)稱地放入離心機(jī)中，離心3min~5min,轉(zhuǎn)速為3000r/min～4000r/min,如不測(cè)定交換性鹽基，離心后的清液即棄去，如需測(cè)定交換性鹽基時(shí)，每次離心后的清液收集在250mL容量瓶中，如此用1mol●L?1乙酸銨溶液處理3次～5次，直到最后浸出液中無鈣離子反應(yīng)為止。最后用1mol●L-1乙酸銨溶液定容，留著測(cè)定交換性鹽基。

3往載土的離心管中加少量95%乙醇，用橡皮頭玻璃棒攪拌土樣，使之其成為泥漿狀態(tài)，再加95%乙醇約60mL,用橡皮頭玻璃棒充分?jǐn)噭颍员阆慈ネ亮１砻娑嘤嗟囊宜徜@，切不可有小土團(tuán)存在。然后將離心管成對(duì)放在粗天平的兩盤上，用95%乙醇溶液使之質(zhì)量平衡，并對(duì)稱放人離心機(jī)中，離心3min～5min,轉(zhuǎn)速為3000r/min～4000r/min,棄去酒精溶液。如此反復(fù)用酒精洗3次～4次，直到最后1次乙醇溶液中無銨離子為止，用納氏試劑檢查銨離子。

4用水沖洗離心管的外壁，往離心管內(nèi)加少量水，并攪拌成糊狀，用水把泥漿洗入150mL開氏瓶中，并用橡皮頭玻璃棒擦洗離心管的內(nèi)壁，使全部土樣轉(zhuǎn)人開氏瓶?jī)?nèi)，洗入水的體積應(yīng)控制在50mL～80mL。蒸餾前往開氏瓶?jī)?nèi)加入液狀石蠟2mL和氧化鎂1g,立即把開氏瓶裝在蒸餾裝置上。

5將盛有20g●L?1硼酸指示劑吸收液25mL的錐形瓶(250mL),放置在用緩沖管連接的冷凝管的下端。打開螺絲夾(蒸汽發(fā)生器內(nèi)的水要先加熱至沸),通入蒸汽，隨后搖動(dòng)開氏瓶?jī)?nèi)的溶液使其混合均勻。打開開氏瓶下的電爐電源，接通冷凝系統(tǒng)的流水。用螺絲夾調(diào)節(jié)蒸汽流速度，使其一致，蒸餾約20min,餾出液約達(dá)80mL以后，應(yīng)檢查蒸餾是否完全。檢查方法：取下緩沖管，在冷凝管下端取幾滴餾出液于白瓷比色板的凹孔中，立即往餾出液內(nèi)加1滴甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑，呈紫紅色，則表示氨已蒸完，呈藍(lán)色則需繼續(xù)蒸餾(如加滴納氏試劑，無黃色反應(yīng)，即表示蒸餾完全)。

6將緩沖管連同錐形瓶?jī)?nèi)一起取下，用水沖洗緩沖管的內(nèi)外壁(洗入錐形瓶?jī)?nèi)),然后用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。同時(shí)做空白試驗(yàn)。

3.4陽(yáng)離子交換量應(yīng)按下式計(jì)算：

CEC=C_bl(V_hbl0-V_hbl1)/m_d×100       (3.4)

式中：CEC——陽(yáng)離子交換量(cmol●kg^-1);

C_bl——鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(mol●L1)。

3.5本試驗(yàn)的記錄格式應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄D表D.102的規(guī)定。

4乙酸鈉-火焰光度法

4.1本試驗(yàn)，適用于石灰性土和鹽堿土，所用的儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：

1離心機(jī)(轉(zhuǎn)速為3000r/min～4000r/min)及離心管(容量為100mL);

2分析天平：稱量100g,分度值0.0001g;天平，分度值0.1g;

3火焰光度計(jì)；

以上產(chǎn)品我公司均有生產(chǎn)和銷售

4其他：移液管、容量瓶。

4.2試劑應(yīng)符合下列規(guī)定：

1 1mol●L?1乙酸鈉溶液(pH=8.2):稱取乙酸鈉(CH?COONa●3H?O,分析純)136g用蒸餾水溶解并稀釋至1000mL。此溶液pH=8.2;

2異丙醇(99%)或乙醇(95%);

3 1mol●L-1NHOAc溶液(pH=7.0):取冰乙酸(99.5%)57mL,加蒸餾水至500mL,加69mL濃氨水(NH?●H?O,再加蒸餾水至約980mL,用氨水溶液或乙酸溶液調(diào)節(jié)溶液pH=7.0,然后用純水稀釋到1000mL;

4鈉(Na)標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取氯化鈉(分析純，105℃烘4h)2.5423g,以pH=7.0的0.1mol●L-1NH?OAc溶液為溶劑，定容于1000mL,即為1000μg●mL-1鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后逐級(jí)用醋酸銨溶液稀釋成3μg●mL?1、5μg●mL-1、10μg●mL?1、20μg●mL-1、30μg●mL-1、50μg●mL-1鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，貯于塑料瓶中保存。

4.3乙酸鈉-火焰光度法試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1稱取過1mm篩孔的風(fēng)干土樣4.00g～6.00g(黏土4g,砂土6g),置于5 0mL離心管中。

2當(dāng)含鹽量較大時(shí)，于離心管中加入50℃左右的50%乙醇溶液30mL,攪拌，離心，棄去清液，反復(fù)數(shù)次至用BaCl?溶液檢查清液僅有微量BaSO?反應(yīng)為止。

3加pH=8.2的1mol●L-1Na(Ac溶液3 3mL,使各管質(zhì)量一致，塞住管口，振蕩5min后離心，棄去清液。重復(fù)用NaOAc提取4次。然后以同樣方法，用異丙醇或乙醇溶液洗滌試樣3次，最后1次盡量除盡洗滌液。

4將上述土樣加1mol●L-1NH?OAc溶液3 3mL,振蕩5min(必要時(shí)用玻棒攪動(dòng)),離心，將清液小心地傾入100mL容量瓶中；按同樣方法用1mol●L-1NH?OAc溶液交換洗滌兩次，收集的清液最后用1mol●L1NH,OAc溶液稀釋至刻度。

5用火焰光度計(jì)測(cè)定溶液中Na+濃度，計(jì)算土壤交換量。

4.4陽(yáng)離子交換量應(yīng)按下式計(jì)算：

CEC=ρ_Na(V_hbl0-V_hd)/(m_d×23)×100      (4.4)

式中：ρ_Na——標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的待測(cè)液中鈉離子的質(zhì)量濃度(μg●mL-1);

V_hd——測(cè)定時(shí)定容的體積的數(shù)值(mL);

N——吸取濾液的稀釋倍數(shù)；

23——鈉的摩爾質(zhì)量(g●mol?1)。

4.5本試驗(yàn)的記錄格式應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄D表D.103的規(guī)定。

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