土壤pH測定
土壤ph測定
ph的化學定義是溶液中h+離子活度的負對數。土壤ph是土壤酸堿度的強度指標，是土壤的基本性質和肥力的重要影響因素之—。它直接影響土壤養分的存在狀態、轉化和有效性。ph值對土壤中氮素的硝化作用和有機質的礦化等都有很大的影響，因此對植物的生長發育有直接影響。
土壤ph易于測定，常用作土壤分類、利用、管理和改良的重要參考。在鹽堿土中測定ph值，可以大致了解是否含有堿金屬的碳酸鹽和發生堿化，作為改良和利用土壤的參考依據，同時在一系列的理化分析中，土壤ph與很多項目的分析方法和分析結果有密切的聯系，也是審查其他項目結果的一個依據。
土壤ph分水浸ph和鹽浸ph，前者是用蒸餾水浸提土壤測定的ph，代表土壤的活性酸度(堿度)，后者是用某種鹽溶液浸提測定的ph，大體上反映土壤的潛在酸。鹽浸提液常用1moll-1 kcl溶液或用0.5 moll-1 cacl2溶液，在浸提土壤時，其中的k+或ca2+即與膠體表面吸附的al3+和h+發生交換，使其相當部分被交換進入溶液，故鹽浸ph較水浸ph低。
土壤ph的測定方法包括比色法和電位法。電位法的**度較高。ph誤差約為0.02單位，現已成為室內測定的常規方法。野外速測常用混合指示劑比色法，其**度較差，ph誤差在0.5左右。
4.1.1混合指示劑比色法
4.1.1.1方法原理：利用指示劑在不同ph的溶液中顯示不同顏色的特性。因而可根據指示劑顯示的顏色確定溶液的ph值。
4.1.1.2主要儀器：白瓷板(或石蠟浸紙和聚乙烯薄膜)；瑪瑙研缽。
4.1.1.3試劑：ph4—11混合指示劑：稱0.2g甲基紅，0.4g溴百里酚藍，0.8g*在瑪瑙研缽中混合研勻，溶于400ml95%酒精中，加蒸餾水580ml，用0.1mol/lnaoh調至ph=7(草綠色)，定容至1升。此指示劑的ph變化范圍如下：
ph：
4
5
6
7
8
9
10
11
顏色：
紅
橙
黃(稍帶綠)
草綠
綠
暗藍
紫藍
紫
4.1.1.4操作步驟：用角匙取少量土壤樣品，放于白瓷板凹槽中，加蒸餾水1滴，再加ph混合指示劑3～5滴，以能潤濕樣品而稍有余為宜用玻璃棒充分攪拌。稍澄清，傾斜瓷板，觀察溶液色度，與相應的土壤酸堿度(ph)比色卡進行比較，確定ph。也可用寬約2～3厘米、長約6～8厘米的白色石蠟浸紙代替白瓷板。
4.1.2電位測定法
4.1.2.1方法原理：以電位法測定土壤懸液ph，通用ph玻璃電極為指示電極，甘汞電極為參比電極。此二電極插入待測液時構成一電池反應，其間產生一電位差，因參比電極的電位是固定的，故此電位差之大小取決于待測液的h+離子活度或其負對數ph。因此可用電位計測定電動勢。再換算成ph，一般用酸度計可直接測讀ph。
4.1.2.2 操作步驟：稱取通過1mm篩孔的風干土10克兩份，各放在50ml的燒杯中，一份加無c02蒸餾水，另一份加1moll-1 kcl溶液各25ml(此時土水比為1：2.5，含有機質的土壤改為1:5)，間歇攪拌或搖動30分鐘，放置30分鐘后用酸度計測定。
附：phs-3c型酸度計使用說明
（一）準備工作
把儀器電源線插入220v交流電源，玻璃電極和甘汞電極安裝在電極架上的電極夾中，將甘汞電極的引線連接在后面的參比接線柱上。安裝電極時玻璃電極球泡必須比甘汞電極陶瓷芯端稍高一些，以防止球泡碰壞。甘汞電極在使用時應把上部的小橡皮塞及下端橡皮套除下，在不用時仍用橡皮套將下端套住。
在玻璃電極插頭沒有插入儀器的狀態下，接通儀器后面的電源開關，讓儀器通電預熱30分鐘。將儀器面板上的按鍵開關置于mv位置，調節后面板的“零點”電位器使讀數為±0之間。
(二)測量電極電位
1、按準備工作所述對儀器調零。
2、接入電極。插入玻璃電極插頭時，同時將電極插座外套向前按，插入后放開外套。插頭拉不出表示已插好。拔出插頭時，只要將插座外套向前按動，插頭即能自行跳出。
3、用蒸餾水清洗電極并用濾紙吸干。
4、電極浸在被測溶液中，儀器的穩定讀數即為電極電位（mv值）。
（三） 儀器標定
在測量溶液ph值之前必須先對儀器進行標定。一般在正常連續使用時，每天標定一次已能達到要求。但當被測定溶液有可能損害電極球泡的水化層或對測定結果有疑問時應重新進行標定。
標定分“一點”標定和“二點”標定二種。標定進行前應先對儀器調零。標定完成后，儀器的“斜率”及“定位”調節器不應再有變動。
1、一點標定方法
(1)、插入電極插頭，按下選擇開關按鍵使之處于ph位，“斜率”旋鈕放在100%處或已知電極斜率的相應位置。
(2)、選擇與待測溶液ph值比較接近的標準緩沖溶液。將電極用蒸餾水清洗并吸干后浸入標準溶液中，調節溫度補償器使其指示與標準溶液的溫度相符。搖動燒杯使溶液均勻。
(3)、調節“定位”調節器使儀器讀數為標準溶液在當時溫度時的ph值。
2、二點標定方法
（1）、插入電極插頭，按下選擇開關按鍵使之處于ph位，“斜率”旋鈕放在100%處。
（2）、選擇二種標準溶液，測量溶液溫度并查出這二種溶液與溫度對應的標準ph值（假定為phs1和phs2）。將溫度補償器放在溶液溫度相應位置。將電極用蒸餾水清洗并吸干后浸入**種標準溶液中，穩定后的儀器讀數為ph1。
（3）再將電極用蒸餾水清洗并吸干后浸入**種標準溶液，儀器讀數為ph2。計算s=[（ph1-ph2）/（phs1-phs2）]×100%，然后將“斜率”旋鈕調到計算出來的s值相對應位置，再調節定位旋鈕使儀器讀數為**種標準溶液的phs2值。
（4）再將電極浸入**種標準溶液，如果儀器顯示值與phs1相符則標定完成。如果不符，則分別將電極依次再浸入這二種溶液中，在比較接近ph7的溶液中時“定位”，在另一溶液中時調“斜率”，直至二種溶液都能相符為止。
（四）測量ph值
1、已經標定過的儀器即可用來測量被測溶液的ph值，測量時“定位”及“斜率”調節器應保持不變，“溫度補償”旋鈕應指示在溶液溫度位置。
2、將清洗過的電極浸入被測溶液，搖動燒杯使溶液均勻，穩定后的儀器讀數即為該溶液的ph值。
4.1.2.3 注意事項
（1）土水比的影響：一般土壤懸液愈稀，測得的ph愈高，尤以堿性土的稀釋效應較大。為了便于比較，測定ph的土水比應當固定。經試驗，采用1:1的土水比，堿性土和酸性土均能得到較好的結果，酸性土采用1:5和1:1的土水比所測得的結果基本相似，故建議堿性土采用1：1或1：2.5土水比進行測定。
(2)蒸餾水中c02會使測得的土壤ph偏低，故應盡量除去，以避免其干擾。
（3）待測土樣不宜磨得過細，宜用通過1mm篩孔的土樣測定。
(4)玻璃電極不測油液，在使用前應在0.1moll-1 nac1溶液或蒸餾水中浸泡24小時以上。
(5)甘汞電極一般為kcl飽和溶液灌注，如果發現電極內已無kcl結晶，應從側面投入一些kcl結晶體，以保持溶液的飽和狀態。不使用時，電極可放在kcl飽和溶液或紙盒中保存。
4.1.2.4 試劑配制
（1)1moll-1 kcl溶液：稱取74.6克kcl溶于400ml蒸餾水中，用10％koh或kcl溶液調節ph至5.5—6.0，而后稀釋至1升。
(2)標準緩沖溶液
ph4.03緩沖溶液：苯二甲酸氫鉀在105℃烘2—3小時后，稱取10.21克，用蒸餾水溶解稀釋至l升。
ph6.86緩沖溶液：稱取在105℃烘2—3小時的kh2po44.539克或na2hpo4 。2h2o5.938克，溶解于蒸餾水中定容至1升。
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土壤ph易于測定，常用作土壤分類、利用、管理和改良的重要參考。在鹽堿土中測定ph值，可以大致了解是否含有堿金屬的碳酸鹽和發生堿化，作為改良和利用土壤的參考依據，同時在一系列的理化分析中，土壤ph與很多項目的分析方法和分析結果有密切的聯系，也是審查其他項目結果的一個依據。
土壤ph分水浸ph和鹽浸ph，前者是用蒸餾水浸提土壤測定的ph，代表土壤的活性酸度(堿度)，后者是用某種鹽溶液浸提測定的ph，大體上反映土壤的潛在酸。鹽浸提液常用1moll-1 kcl溶液或用0.5 moll-1 cacl2溶液，在浸提土壤時，其中的k+或ca2+即與膠體表面吸附的al3+和h+發生交換，使其相當部分被交換進入溶液，故鹽浸ph較水浸ph低。
土壤ph的測定方法包括比色法和電位法。電位法的**度較高。ph誤差約為0.02單位，現已成為室內測定的常規方法。野外速測常用混合指示劑比色法，其**度較差，ph誤差在0.5左右。
4.1.1混合指示劑比色法
4.1.1.1方法原理：利用指示劑在不同ph的溶液中顯示不同顏色的特性。因而可根據指示劑顯示的顏色確定溶液的ph值。
4.1.1.2主要儀器：白瓷板(或石蠟浸紙和聚乙烯薄膜)；瑪瑙研缽。
4.1.1.3試劑：ph4—11混合指示劑：稱0.2g甲基紅，0.4g溴百里酚藍，0.8g*在瑪瑙研缽中混合研勻，溶于400ml95%酒精中，加蒸餾水580ml，用0.1mol/lnaoh調至ph=7(草綠色)，定容至1升。此指示劑的ph變化范圍如下：
ph：
4
5
6
7
8
9
10
11
顏色：
紅
橙
黃(稍帶綠)
草綠
綠
暗藍
紫藍
紫
4.1.1.4操作步驟：用角匙取少量土壤樣品，放于白瓷板凹槽中，加蒸餾水1滴，再加ph混合指示劑3～5滴，以能潤濕樣品而稍有余為宜用玻璃棒充分攪拌。稍澄清，傾斜瓷板，觀察溶液色度，與相應的土壤酸堿度(ph)比色卡進行比較，確定ph。也可用寬約2～3厘米、長約6～8厘米的白色石蠟浸紙代替白瓷板。
4.1.2電位測定法
4.1.2.1方法原理：以電位法測定土壤懸液ph，通用ph玻璃電極為指示電極，甘汞電極為參比電極。此二電極插入待測液時構成一電池反應，其間產生一電位差，因參比電極的電位是固定的，故此電位差之大小取決于待測液的h+離子活度或其負對數ph。因此可用電位計測定電動勢。再換算成ph，一般用酸度計可直接測讀ph。
4.1.2.2 操作步驟：稱取通過1mm篩孔的風干土10克兩份，各放在50ml的燒杯中，一份加無c02蒸餾水，另一份加1moll-1 kcl溶液各25ml(此時土水比為1：2.5，含有機質的土壤改為1:5)，間歇攪拌或搖動30分鐘，放置30分鐘后用酸度計測定。
附：phs-3c型酸度計使用說明
（一）準備工作
把儀器電源線插入220v交流電源，玻璃電極和甘汞電極安裝在電極架上的電極夾中，將甘汞電極的引線連接在后面的參比接線柱上。安裝電極時玻璃電極球泡必須比甘汞電極陶瓷芯端稍高一些，以防止球泡碰壞。甘汞電極在使用時應把上部的小橡皮塞及下端橡皮套除下，在不用時仍用橡皮套將下端套住。
在玻璃電極插頭沒有插入儀器的狀態下，接通儀器后面的電源開關，讓儀器通電預熱30分鐘。將儀器面板上的按鍵開關置于mv位置，調節后面板的“零點”電位器使讀數為±0之間。
(二)測量電極電位
1、按準備工作所述對儀器調零。
2、接入電極。插入玻璃電極插頭時，同時將電極插座外套向前按，插入后放開外套。插頭拉不出表示已插好。拔出插頭時，只要將插座外套向前按動，插頭即能自行跳出。
3、用蒸餾水清洗電極并用濾紙吸干。
4、電極浸在被測溶液中，儀器的穩定讀數即為電極電位（mv值）。
（三） 儀器標定
在測量溶液ph值之前必須先對儀器進行標定。一般在正常連續使用時，每天標定一次已能達到要求。但當被測定溶液有可能損害電極球泡的水化層或對測定結果有疑問時應重新進行標定。
標定分“一點”標定和“二點”標定二種。標定進行前應先對儀器調零。標定完成后，儀器的“斜率”及“定位”調節器不應再有變動。
1、一點標定方法
(1)、插入電極插頭，按下選擇開關按鍵使之處于ph位，“斜率”旋鈕放在100%處或已知電極斜率的相應位置。
(2)、選擇與待測溶液ph值比較接近的標準緩沖溶液。將電極用蒸餾水清洗并吸干后浸入標準溶液中，調節溫度補償器使其指示與標準溶液的溫度相符。搖動燒杯使溶液均勻。
(3)、調節“定位”調節器使儀器讀數為標準溶液在當時溫度時的ph值。
2、二點標定方法
（1）、插入電極插頭，按下選擇開關按鍵使之處于ph位，“斜率”旋鈕放在100%處。
（2）、選擇二種標準溶液，測量溶液溫度并查出這二種溶液與溫度對應的標準ph值（假定為phs1和phs2）。將溫度補償器放在溶液溫度相應位置。將電極用蒸餾水清洗并吸干后浸入**種標準溶液中，穩定后的儀器讀數為ph1。
（3）再將電極用蒸餾水清洗并吸干后浸入**種標準溶液，儀器讀數為ph2。計算s=[（ph1-ph2）/（phs1-phs2）]×100%，然后將“斜率”旋鈕調到計算出來的s值相對應位置，再調節定位旋鈕使儀器讀數為**種標準溶液的phs2值。
（4）再將電極浸入**種標準溶液，如果儀器顯示值與phs1相符則標定完成。如果不符，則分別將電極依次再浸入這二種溶液中，在比較接近ph7的溶液中時“定位”，在另一溶液中時調“斜率”，直至二種溶液都能相符為止。
（四）測量ph值
1、已經標定過的儀器即可用來測量被測溶液的ph值，測量時“定位”及“斜率”調節器應保持不變，“溫度補償”旋鈕應指示在溶液溫度位置。
2、將清洗過的電極浸入被測溶液，搖動燒杯使溶液均勻，穩定后的儀器讀數即為該溶液的ph值。
4.1.2.3 注意事項
（1）土水比的影響：一般土壤懸液愈稀，測得的ph愈高，尤以堿性土的稀釋效應較大。為了便于比較，測定ph的土水比應當固定。經試驗，采用1:1的土水比，堿性土和酸性土均能得到較好的結果，酸性土采用1:5和1:1的土水比所測得的結果基本相似，故建議堿性土采用1：1或1：2.5土水比進行測定。
(2)蒸餾水中c02會使測得的土壤ph偏低，故應盡量除去，以避免其干擾。
（3）待測土樣不宜磨得過細，宜用通過1mm篩孔的土樣測定。
(4)玻璃電極不測油液，在使用前應在0.1moll-1 nac1溶液或蒸餾水中浸泡24小時以上。
(5)甘汞電極一般為kcl飽和溶液灌注，如果發現電極內已無kcl結晶，應從側面投入一些kcl結晶體，以保持溶液的飽和狀態。不使用時，電極可放在kcl飽和溶液或紙盒中保存。
4.1.2.4 試劑配制
（1)1moll-1 kcl溶液：稱取74.6克kcl溶于400ml蒸餾水中，用10％koh或kcl溶液調節ph至5.5—6.0，而后稀釋至1升。
(2)標準緩沖溶液
ph4.03緩沖溶液：苯二甲酸氫鉀在105℃烘2—3小時后，稱取10.21克，用蒸餾水溶解稀釋至l升。
ph6.86緩沖溶液：稱取在105℃烘2—3小時的kh2po44.539克或na2hpo4 。2h2o5.938克，溶解于蒸餾水中定容至1升。
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