土壤中全量硼的测定碳酸钠熔融甲亚胺

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方法原理

土壤中大部分硼存在于电气石中。电气石是复杂的酸不溶性铝硅酸盐,而且析出的硼酸,如果在酸性条件下加热与水蒸气一起挥发损失,所以土壤全硼测定的样品分解都采用碳酸钠碱融法(见土壤矿物全量分析),熔融物用1∶1HCl溶解,加饱和BaCO3溶液使溶液呈碱性,大量金属离子产生氢氧化物沉淀,分离除去干扰物质后用甲亚胺比色法测定。

甲亚胺(Azomethime-H)为H酸和水杨酸的缩合物,缩合反应和结构式如下

甲亚胺可以自己制备,国外现已有商品试剂出售,有的方法也建议将H酸和水杨酸分别加到试样溶液中。

硼与甲亚胺在pH5.1~5.8的NH4OAc-HOAc缓冲溶液中,配合形成棕黄色配合物,它们的配合比/=1∶3(M代表B,R代表甲亚胺),配合稳定常数为5.1×10°。此法可以测定硼(B)0.05~1.0μg·mL=’,最大吸收峰在~mm。根据试验对测定有影响的干扰离子有F、Al3+、Fe3+、Cur2+。当溶液中含有mg·L-1(F7)、mg·L-1(Al*)、mg*L-1(Cur*)以上时,可以加EDTA溶液抑制其干扰。而Fe的允许含量为10mg·L-

,且不能用EDTA克服其干扰。因为EDTA与Fe3+的配合物是黄色的。所幸的是溶液可先用饱和BaCO溶液沉淀去除其干扰。该法的主要缺点是土壤或植物样本分解或提取溶液中可能存在的浅黄色会给测定结果带来误差。适宜的显色温度在20~35℃范围内,一般控制在23℃左右为宜,否则随着温度的升高吸光度显著减小。显色达到稳定所需的时间约2h。本法可以在水溶液中显色,操作简便,准确、快速,测定的浓度范围广,更适用于自动化分析5。目前已较广泛地应用在水、土壤和植物中硼的分析。

主要仪器白金坩埚、高温电炉、分光光度计等。

试剂

(1)无水碳酸钠(Na2CO3)(分析纯)。

(2)1∶1HCl(优级纯)。

(3)饱和BaCO3溶液。

(4)甲亚胺制备。将H酸18g溶于水mL中,稍加热使溶解完全。必要时过滤。用g·L~1KOH溶液中和至pH7,加水杨醛20mL,然后滴加浓HCI,同时加以搅拌使酸度为pH1.5(试纸试之,约加浓HCl15mL)直至黄色沉淀产生。小心加热(约40℃)1h,并加以搅拌,放置3~4天并间隙振荡。用平瓷漏斗过滤或离心,用无水乙醇洗涤沉淀5~6次,收集合成的甲亚胺在℃干燥3h,冷却后,在玛瑙研钵中磨细,储于塑料瓶中备用。产品为橘黄色。甲亚胺显色溶液将甲亚胺0.9g和抗坏血酸2g溶于60mL去离子水中,在水浴稍加热使溶解完全,稀释成mL,必要时过滤,储于塑料瓶中备用。最好新鲜配制,当时使用。若置于冰箱中约可保存7天。

(5)乙酸铵缓冲溶液。将NH4OAc(分析纯)g溶于mL去离子水中,缓缓加入冰乙酸(分析纯)mL,混匀,储于塑料瓶中。

(6)硼(B)标准溶液。称取H3BO3(优级纯)0.g溶于去离子水中,定容为1L,将溶液移入干塑料瓶中保存。此即为gg·mL-

标准硼(B)储备溶液。用时再将其稀释20倍成5μg·mL-

的硼(B)标准工作溶液。

操作步骤

(1)待测液的制备。称取通过目筛子的风干或烘干土样1.g,用无水碳酸钠熔融,按11.3.1.4操作步骤进行,同时做空白试验,融熔后取出冷却,放在mL石英(或聚四氟乙烯)烧杯中,加少量水于坩埚中,用表面皿盖在烧杯上,小心加1∶1HC.溶液溶解融块,切忌加热,直至熔块完全溶解。取出并洗净坩埚,加饱和BaCO,溶液至产生棕红色沉淀为止(*),加热至微沸,用中密定量滤纸过滤。滤液收集在mL的容量瓶中。用热水洗涤烧杯及沉淀,洗至总体积约mL,用水定容。

(2)溶液中硼的测定。吸取待测液(B,2.5-20gg·mL-1)于25mL容量瓶中,加乙酸铵缓冲液10mL和甲亚胺显色液5mL混匀(*2),用水稀释至刻度,摇匀。保持在23℃左右2h后

2),在分光光度计上用mm波长进行比色测定(4h内颜色很稳定)。标准曲线的制作。分别吸取5μg·mL-

的硼(B)标准工作溶液0、0.25、0.50、1.0、1.5、2.0、2.5mL置于7个25mL的容量瓶中,加乙酸铵缓冲溶液10mL,摇匀,加甲亚胺显色液5.00mL,混匀,加水至刻度,摇匀,即相当于0、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5煤*mL-的系列硼标准溶液,保存在23℃左右恒温箱中,2h后在分光光度计上用mm波长进行比色。

结果计算

注释:

注1.溶液中Si、Fe、Ai等会影响甲亚胺与硼的显色,用BaCO3中和,使Fe、Al等呈氢氧化物而沉淀,硅形成硅酸钡沉淀而除去。

注2.加甲亚胺试剂时必须尽量准确,因试剂本身颜色较深,影响吸光值。每批样品标准样品最好要重新测定。

注3.避免甲亚胺试剂为光所分解,加显色剂后,宜放在暗处保存。实验室如果无空调设备,可将显好色的溶液置于23℃恒温箱中显色2h。



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