土壤样品中水分和pH的测定
土壤中水分的测定
1. 术语与定义
2. 原理与设备
原理：土壤样品在（105±5）℃烘至恒重，以烘干前后的土样质量差值计算干物质和水分的含量，用质量分数表示。
设备：
鼓风干燥箱：（105±5） ℃
干燥器：装有无水变色硅胶
分析天平：精度为 0.01 g
具盖容器：防水材质且不吸附水分
用于烘干风干土壤时容积应为 25～100 ml，用于烘干新鲜潮湿土壤时容积应至少为 100 ml，
样品勺
样品筛： 2 mm
3. 试样的制备
新鲜土壤试样
取适量新鲜土壤样品撒在干净、不吸收水分的玻璃板上，充分混匀，去除直径大于 2 mm 的石块、树枝等杂质，待测。
注意： 测定样品中的微量有机污染物不能去除石块、树枝等杂质。因此，测定其干物质含量时不剔除石块、树枝等杂质
风干土壤试样
取适量新鲜土壤样品平铺在干净的搪瓷盘或玻璃板上，避免阳光直射，且环境温度不超过 40℃，自然风干，去除石块、树枝等杂质，过 2 mm 样品筛。将大于2 mm 的土块粉碎后过 2 mm 样品筛，混匀，待测。
幻灯片7
4. 试样的测定
风干土壤试样的测定
l 具盖容器和盖子于（105±5）℃下烘干 1 h，稍冷，盖好盖子，然后置于干燥器中至少冷却 45 min，测定带盖容器的质量 m0，精确至 0.01 g。
l 用样品勺将 10～15 g 风干土壤试样转移至已称重的具盖容器中，盖上容器盖，测定总质量 m1，精确至 0.01 g。
l 取下容器盖，将容器和风干土壤试样一并放入烘箱中，在（105±5）℃下烘干至恒重，同时烘干容器盖。
l 盖上容器盖，置于干燥器中至少冷却 45 min，取出后立即测定带盖容器和烘干土壤的总质量 m2，精确至 0.01 g。
4. 试样的测定
新鲜土壤试样的测定
l 具盖容器和盖子于（105±5）℃下烘干 1 h，稍冷，盖好盖子，然后置于干燥器中至少冷却 45 min，测定带盖容器的质量 m0，精确至 0.01 g。
l 用样品勺将 30～40 g 新鲜土壤试样转移至已称重的具盖容器中，盖上容器盖，测定总质量 m1，精确至 0.01 g。
l 取下容器盖，将容器和新鲜土壤试样一并放入烘箱中，在（105±5）℃下烘干至恒重，同时烘干容器盖。
l 盖上容器盖，置于干燥器中至少冷却45 min，取出后立即测定带盖容器和烘干土壤的总质量 m2，精确至 0.01 g。
5. 结果计算
土壤样品中的干物质含量 wdm 和 水分含量 wH2O
wdm ——土壤样品中的干物质含量， %；
wH2O——土壤样品中的水分含量， %；
m0——带盖容器的质量， g；
m1——带盖容器及风干土壤试样或带盖容器及新鲜土壤试样的总质量， g；
m2——带盖容器及烘干土壤的总质量， g。
测定结果精确至 0.1%
6. 质量控制
当干物质含量＞96%，水分含量≤4%时，两次测定结果之差的绝对值应≤0.2%（质量分数）；
当干物质含量 ≤ 96%，水分含量＞4%时，两次测定结果的相对偏差应≤0.5%。
当水分含量≤30%时，两次测定结果之差的绝对值应≤1.5%（质量分数）；
当水分含量＞30%时，两次测定结果的相对偏差应≤5%。
7. 注意事项
l 试验过程中应避免具盖容器内土壤细颗粒被气流或风吹出。
l 一般情况下，在（105±5）℃下有机物的分解可以忽略。但是对于有机质含量＞10%（质量分数）的土壤样品（如泥炭土），应将干燥温度改为 50℃，然后干燥至恒重，必要时，可抽真空，以缩短干燥时间。
l 一些矿物质（如石膏）在 105℃干燥时会损失结晶水。
l 如果样品中含有挥发性（有机）物质，本方法不能准确测定其水分含量。
l 如果待测样品中含有石膏、测定含有石子、树枝等的新鲜潮湿土壤，以及其他影响测定结果的内容，均应在检测报告中注明。
l 土壤水分含量是基于干物质量计算的，所以其结果可能超过 100%。
土壤pH的测定
1. 原理与设备
l 原理：以水为浸提剂， 水土比为 2.5:1， 将指示电极和参比电极（或 pH 复合电极） 浸入土壤悬浊液时， 构成一原电池， 在一定的温度下， 其电动势与悬浊液的 pH 值有关， 通过测定原电池的电动势即可得到土壤的 pH 值。
l 设备：
pH 计：精度为 0.01 个 pH 单位， 具有温度补偿功能。
电极： 玻璃电极和饱和甘汞电极， 或 pH 复合电极。
磁力搅拌器或水平振荡器： 具有温控功能。
土壤筛： 孔径 2 mm（ 10 目） 。
2. 试剂
实验用水： 去除二氧化碳的新制备的蒸馏水或纯水。 将水注入烧瓶中， 煮沸 10 min， 放置冷却。临用现制。
邻苯二甲酸氢钾（C8H5KO4） ：使用前 110℃~120℃烘干 2 h。
磷酸二氢钾（KH2PO4） ：使用前 110℃~120℃烘干 2 h。
无水磷酸氢二钠（Na2HPO4） ：使用前 110℃~120℃烘干 2 h。
四硼酸钠（Na2B4O7·10H2O）：与饱和溴化钠（或氯化钠加蔗糖） 溶液（室温） 共同放置在干燥器中 48 h， 使四硼酸钠晶体保持稳定。
2. 试剂
l pH 4.01（25℃） 标准缓冲溶液：c（C8H5KO4） =0.05 mol/L。称取 10.12 g 邻苯二甲酸氢钾， 溶于水中， 于 25℃下在容量瓶中稀释至 1 L。也可直接采用符合国家标准的标准溶液。
l pH 6.86（25℃） 标准缓冲溶液：c（KH2PO4） =0.025 mol/L， c（Na2HPO4） =0.025 mol/L。分别称取 3.387 g 磷酸二氢钾（4.3） 和 3.533 g 无水磷酸氢二钠（ 4.4）， 溶于水中， 于25℃ 下在容量瓶中稀释至 1 L。也可直接采用符合国家标准的标准溶液。
l pH 9.18（25℃） 标准缓冲溶液：c（Na2B4O7） =0.01 mol/L。称取 3.80 g 四硼酸钠（ 4.5）， 溶于水中， 于 25℃ 下在容量瓶中稀释至 1 L， 在聚乙烯瓶中密封保存。也可直接采用符合国家标准的标准溶液。
3. 样品的制备
l 按照 HJ/T 166 的相关规定进行土壤样品的制备， 包括样品的风干、 缩分、 粉碎和过筛( 土壤筛：孔径 2 mm（10目）)。
l 制备后的样品不立刻测定时， 应密封保存， 以免受大气中氨和酸性气体的影响， 同时避免日晒、 高温、 潮湿的影响。
4. 试样的制备
l 称取 10.0 g 土壤样品置于 50 ml 的高型烧杯或其他适宜的容器中， 加入 25 ml 水（无CO2水）。
l 将容器用封口膜或保鲜膜密封后， 用磁力搅拌器剧烈搅拌 2 min 或用水平振荡器剧烈振荡 2 min。
l 静置 30 min， 在 1 h 内完成测定。
l 注意：水土比，搅拌时间
5. 分析——校准
至少使用两种 pH 标准缓冲溶液对 pH 计进行校准。
先用 pH 6.86（ 25℃ ） 标准缓冲溶液， 再用 pH 4.01（ 25℃ ） 标准缓冲溶液或 pH 9.18（ 25℃ ） 标准缓冲溶液校准。
步骤：
a） 将盛有标准缓冲溶液并内置搅拌子的烧杯置于磁力搅拌器上， 开启磁力搅拌器。
b） 控制标准缓冲溶液的温度在（ 25± 1） ℃ ， 用温度计测量标准缓冲溶液的温度， 并将pH 计的温度补偿旋钮调节到该温度上。有自动温度补偿功能的仪器， 可省略此步骤。
c） 将电极插入标准缓冲溶液中， 待读数稳定后， 调节仪器示值与标准缓冲溶液的 pH值一致。
重复步骤 a 和 b， 用另一种标准缓冲溶液校准 pH 计， 仪器示值与该标准缓冲溶液的 pH 值之差应≤0.02 个 pH 单位。
否则应重新校准。
注意： 用于校准 pH 的两种标准缓冲溶液， 其中一种标准缓冲溶液的 pH 值应与土壤 pH 值相差不超过 2个 pH 单位。
5. 分析——测定
l 控制试样的温度为（25±1） ℃， 与标准缓冲溶液的温度之差不应超过 2℃。
l 将电极插入试样的悬浊液， 电极探头浸入液面下悬浊液垂直深度的 1/3~2/3 处， 轻轻摇动试样。
l 待读数稳定后， 记录 pH 值。
l 每个试样测完后， 立刻用水冲洗电极， 并用滤纸将电极外部水吸干， 再测定下一个试样。
5. 质控措施
l 每批样品应至少测定 10%的平行双样， 每批少于 10 个样品时， 应至少测定 1 组平行双样。两次平行测定结果的允许差值为 0.3 个 pH 单位。
l 每批样品应至少测定一个Ph值相近的
l 土壤标准物质。
l 每测5个~6个样品后需用标准溶液检查定位
l 参考：NY/T 1121.2-2006
l 重复试验结果允许绝对相差:中性、酸性土壤≤0.1 pH单位，碱性土壤≤0.2pH单位
6. 注意事项
l 长时间存放不用的玻璃电极需要在水中浸泡24h,使之活化后才能使用。暂时不用的可浸泡在水中，长期不用时,要干燥保存。玻璃电极表面受到污染时，需进行处理。甘汞电极腔内要充满饱和氯化钾溶液,在室温下应该有少许氯化钾结晶存在,但氯化钾结晶不宜过多, 以防堵塞电极与被测溶液的通路。玻璃电极的内电极与球泡之间、甘汞电极内电极和多孔陶瓷末端芯之间不得有气泡。
l 电极在悬液中所处的位置对测定结果有影响,要求将甘汞电极插人上部清液中，尽量避免与泥浆接触
l pH读数时摇动烧杯会使读数偏低，要在摇动后稍加静止再读数。
l 操作过程中避免酸碱蒸汽侵入。
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