第19章 綜合性實驗(2)(2 / 3)

【實驗儀器和材料】

1.儀器和設備

分析天平、硬製試管(18~80mm)、油浴鍋、鐵絲籠、溫度計(0~200°C)、電爐、滴定管、5mL移液管、漏鬥、三角瓶、量筒、草紙或衛生紙等。

2.材料

(1)0.1333mol·L+1重鉻酸鉀溶液:稱取經過130°C烘3~4h的分析純重鉻酸鉀39.216g,溶解於400mL蒸餾水中,必要時可加熱溶解,冷卻後加蒸餾水定容到1000mL,搖勾備用。

(2)0.2mol·L-1硫酸亞鐵或硫酸亞鐵銨溶液:稱取化學純硫酸亞鐵55.60g或硫酸亞鐵銨78.43g,溶於蒸餾水中,加6mobL+1硫酸1.5mL,再加蒸餾水定容到1000mL備用。

(3)硫酸亞鐵溶液的標定:準確吸取3份0.1333mol·L+1重鉻酸鉀標準溶液各5.0mL於250mL三角瓶中,各加5mL 6mol·L_1硫酸溶液和15mL蒸餾水,再加入鄰啡羅啉指示劑3~5滴,搖勻,然後用0.2mob L4硫酸亞鐵溶液滴定至棕紅色為止,其濃度為c=6*0.1333*5.0/V

式中,c為硫酸亞鐵溶液的摩爾濃度,mol·L-1為用去的硫酸亞鐵溶液的體積,mL;6為6mol硫酸亞鐵與1mol鉻酸鉀完全反應的摩爾係數比值。

(4)鄰啡羅啉指示劑:稱取化學純硫酸亞鐵0.695g和分析純鄰啡羅啉1.485g溶於100mL蒸餾水中,貯於棕色瓶中備用。

(5)石蠟(固體)或磷酸或植物油2.5kg。

(6)6mol·L-1硫酸溶液:在2體積水中加入1體積硫酸。

(7)濃硫酸:化學純,密度為1.84*10?kg.m-3。

【操作建議】

1.采集不同類型生態係統(如森林生態係統、農田生態係統、城市生態係統等,根據情況自行選擇兩三種;或在某山地的陰坡和陽坡分別選取坡穀、坡麓、坡中、坡頂4個生境)的土壤樣品,準確稱取通過60號篩的風幹土樣0.1~0.5g(稱取的量依據有機質含量而定),放入幹燥的硬製試管中,用移液管準確加入0.1333mol·L-1重鉻酸鉀溶液5mL,再用量筒加入濃硫酸5mL,小心搖勻。

2.在試管上加一小漏鬥,將試管插入鐵絲籠內,放入預先加熱至185~190°C的油浴鍋內,此時將溫度控製在170~180°C,自試管內大量出現氣泡開始計時,保持溶液沸騰5min,取出鐵絲籠,待試管稍冷卻後,用草紙擦淨試管外部油液,放涼。

3·經冷卻後,將試管內溶物洗入250mL的三角瓶中,使溶液的總體積達60~80mL,加入鄰啡羅啉指示劑3~5滴,搖勻。

4.用標準的硫酸亞鐵溶液滴定,溶液顏色由橙紅(或黃綠)經綠色突變到棕紅色即為終點,數據記錄在表。

5.在滴定樣品的同時,必須做兩個空白實驗,取其平均值,空白實驗用石英砂或灼燒的土代替土樣,其餘步驟同上。

6.有機質含量計算

P=c(V?-V)*0.003*1.724*1,1/m

式中,P為有機質含量,g/kg;c為標準硫酸亞鐵的摩爾濃度,mol·L-1;V。為空白實驗消耗的硫酸亞鐵溶液的體積,mL;V為待測土樣消耗的硫酸亞鐵溶液的體積,mL;m為烘幹土重,g;0.003為0.25mmol碳的克數;1.172為由土壤有機碳換算成有機質的換算係數;1.1為校正係數(用此法氧化率為90%)。

【實驗注意事項】

1.注意硫酸具有強腐蝕性。

2·土壤采集需具代表性。對於每個生態係統或生境的土壤,取三四個50cm*50cm的樣方,每個樣方分4層(可根據具體情況設定):0~5cm、5~10cm、10~15cm和15~20cm。

【實驗拓展】

實驗拓展土壤有機質含量與土壤動物間的相互作用在土壤生態係統中,土壤的理化性質(如有機質含量等)能夠影響土壤動物的種類、豐度和分布等;反之,土壤動物能夠改變或改善土壤的理化性質:兩者是相互作用和相互影響的。

隨著農業的大力發展和土地資源的城市化,土壤的結構和組成發生了不同程度的變化。例如,土壤動物與農業耕作製度及管理方式密切相關,農業耕作或施肥在改變了土壤某些理化性質的同時,也改變了土壤動物生存的環境,導致土壤動物種類的複雜程度和總數量減少。土壤動物區係和土壤動物多樣性的研究也已經成為土壤生態學研究的熱點和前沿。