Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8569:2010 về Chất lượng đất - Phương pháp xác định các cation bazơ trao đổi - Phương pháp dùng amoni axetat

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 8569:2010

CHẤT LƯỢNG ĐẤT – PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC CATION BAZƠ TRAO ĐỔI – PHƯƠNG PHÁP DÙNG AMONI AXETAT

Soil quality- Method for determination of base cation exchange by ammonium acetate method

Lời nói đầu

TCVN 8569:2010 được chuyển đổi từ 10 TCN 370-99 theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 ĐIều 7 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ qui định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.

TCVN 8569:2010 do Viện Thổ nhưỡng Nông hóa biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn đo lường chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

TCVN 8569:2010

CHẤT LƯỢNG ĐẤT - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC CATION BAZƠ TRAO ĐỔI PHƯƠNG PHÁP DÙNG AMONI AXETAT

Soil quality - Method for determination of base cation exchange by ammonium acetate

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định các cation bazơ trao đổi ( bao gồm Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺) áp dụng cho các mẫu đất mịn đã làm khô không khí và qua rây có đường kính lỗ 2 mm.

2 Tài liệu viện dẫn

 Các tài liệu viện dẫn sau là rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 6647 : 2007 (ISO 11464 : 2006 ), Chất lượng đất – Xử lý sơ bộ mẫu để phân tích hóa - lý.

TCVN 7538 -1: 2006 (ISO 10381 -1 : 2002), Chất lượng đất – Lấy mẫu – Phần 1: Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu.

TCVN 8246: 2009, Chất lượng đất - Xác định kim loại bằng phương pháp phổ hấp thụ nhuyên tử ngọn lửa.

TCVN 4851: 1989 ( ISO 3696: 1987), Nước dùng cho phòng thí nghiệm phân tích – Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử.

3 Nguyên tắc

3.1 Phương pháp này dùng amoni axetat (NH₄CH₃COO) 1 mol/l (pH = 7,0 cho tất cả các loại đất có pH_H2O < 6,8 và pH = 8,2 cho các loại đất có pH_H2O ≥ 6,8) làm dung dịch trao đổi cation.

3.2 Các cation hòa tan ngoài dung tích hấp thu (CEC) được rửa bằng etanol 80% trước khi tiến hành trao đổi cation (tiến hành đối với các loại đất có độ dẫn điện EC _1:5 >0,5 mS/cm).

3.3 Xác định hàm lượng cation K⁺, Na⁺ trong dung dịch bằng quang kế ngọn lửa (FES).

3.4 Xác định hàm lượng cation Ca²⁺, Mg²⁺ trong dung dịch bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS).

CHÚ THÍCH: Thường kết hợp sử dụng dung dịch thu được sau khâu bão hòa cation bằng dung dịch amoni axetat (NH₄CH₃COO) 1 mol/l khi xác định (CEC) để xác định cation trao đổi.

4 Thuốc thử

Khi phân tích, ngoại trừ trường hợp có những chỉ dẫn riêng, chỉ dùng các thuốc thử tinh khiết phân tích và nước cất tinh khiết, nước cất đạt theo TCVN 4851 ( ISO 3696) hoặc nước có độ tinh khiết tương đương.

4.1Dung dịch amoni axetat (NH₄CH₃COO) 1 mol/l (pH =7,0)

Hòa tan 77,08 g amoni axetat (NH₄CH₃COO) vào 400 ml nước cất, sau đó cho thêm nước đến khoảng 950 ml, lắc đều. Kiểm tra độ pH của dung dịch bằng máy đo pH met [ sử dụng amon hydroxit (NH₄OH) 10% và axit axetic (CH₃COOH) 10% để điều chỉnh sao cho đến độ pH quy định]. Sau đó thêm nước cho đủ 1000 ml.

4.2 Etanol (C₂H₅OH).

4.3 Nhôm nitrat [ Al(NO₃)₃.9H₂O].

4.4Dung dịch hỗn hợp, chứa 0,2% Cs và 0,36% Al.

Hòa tan 2,5 g xesi clorua (CsCl) và 50 g nhôm nitrat [Al(NO₃)₃.9H₂O] trong 1000 ml dung dịch HNO₃ 0,1 mol/l hoặc HCl 0,1 mol/l.

4.5Lantan clorua (LaCl₃.6H₂O) có hàm lượng Ca nhỏ hơn 0,0001% ; Mg nhỏ hơn 0,001%.

4.6Dung dịch tiêu chuẩn : Ca, Mg, K, Na.

4.7Nước cất, có độ pH từ 5,6 -7,0 và có độ dẫn điện nhỏ hơn 0,2 μS/cm.

4.8Nước cất, có độ pH từ 5,6 -7,0 và có độ dẫn điện 16 MEG Ω.

4.9Axit nitric (HNO₃ ).

4.10Axit clohydric (HCl).

4.11 Dung dịch lantan clorua (LaCl₃) 10%.

Hòa tan 100 g lantan clorua (LaCl₃.6H₂O) trong dung dịch axit (HCl) 1% định mức 1000 ml.

4.12Dung dịch axit clohydric (HCl) 10%.

Hòa tan 236,4 ml axit clohydric (HCl ) đặc (loại có độ tinh khiết quang phổ) rồi định mức 1000 ml.

4.13Cát sạch đã xử lý bằng axit.

5 Thiết bị , dụng cụ

Sử dụng các thiết bị, dụng cụ thông thường trong phòng thí nghiệm và các thiết bị, dụng cụ như sau:

5.1Cột trao đổi, có đường kính 2,5 cm, chiều dài 30 cm có khóa điều khiển tốc độ giọt.

5.2Máy quang kế ngọn lửa.

5.3Máy phổ hấp thụ nguyên tử, có đèn catot rỗng (HCL) của canxi và magiê.

5.4 Buret, có sai số không quá 0,05 ml.

5.5 Bình định mức, có dung tích 50; 100; 500; 1000 ml.

5.6Pipet, có dung tích 5; 10; 25 ml.

5.7Cân, có độ chính xác 0,01 g.

5.8Cân phân tích, có độ chính xác 0,1 mg và 0,01 mg.

5.9Máy lắc.

5.10Bình nón, có dung tích 100; 250 ml.

6 Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu

6.1 Lấy mẫu đất phải đại diện theo TCVN 7538 -1 (ISO 10381-1).

6.2 Các mẫu đất được xử lý sơ bộ theo TCVN 6647( ISO11464).

7 Cách tiến hành

7.1 khái quát

Thường xác định các cation trao đổi trong dung dịch bão hòa cation amoni khi xác định dung tích hấp thu (CEC).

Trường hợp không tiến hành cùng quá trình xác định (CEC), sẽ được tiến hành trao đổi theo tỷ lệ đất và dung dịch trao đổi với tỷ lệ 1:10.

7.2 Cho mẫu vào cột trao đổi.

7.2.1 Lắp cột trao đổi vào giá, dưới đuôi có bình hứng dung dịch (Hình 1)

7.2.2 Đặt một nút bông nhỏ dưới đáy cột và trên đó phủ một lớp cát dày khoảng 1 cm .

7.2.3 Cân khoảng 10 g đất, chính xác đến 0,01 g trộn đều với 5 g đến 10 g cát sạch đã xử lý axit và cho vào ống trao đổi.

7.2.4 Trên phủ một lớp cát dày khoảng 1 cm và trên cùng phủ bằng giấy lọc.

7.2.5 Tiến hành đồng thời mẫu trắng không có đất.

Hình 1 - Cột trao đổi cation

7.3 Tiến hành trao đổi

7.3.1 Những loại đất có độ dẫn điện EC (1:5) ≤ 0,5 mS/cm

Bão hòa cation NH₄⁺ bằng 100 ml dung dịch amoni axetat (NH₄CH₃COO)1 mol/l với tốc độ khoảng 25 giọt/ min, thời gian rửa liên tục 120 min đến 180 min.

7.3.2 Những loại đất có độ dẫn điện EC (1:5) ≥ 0,5 mS/cm ở 25 ⁰C

7.3.2.1 Rửa các cation ngoài (CEC) qua cột trao đổi bằng 100 ml etanol 80% với tốc độ khoảng 25 giọt/ min, thời gian rửa liên tục 90 min đến 120 min.

7.3.2.2 Bão hòa cation NH₄⁺ bằng 100 ml dung dịch amoni axetat (NH₄CH₃COO)1 mol/l với tốc độ khoảng 25 giọt/ min, thời gian rửa liên tục 120 min đến 180 min.

7.3.2.3 Dung dịch hứng được dùng để xác định các cation Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺.

7.4 Xác định kali, natri bằng phép đo quang kế ngọn lửa

7.4.1 Lập dãy chuẩn có nồng độ theo khoảng xác định của máy ví dụ:

Từ dung dịch tiêu chuẩn 1000 mg/l pha thành dung dịch 100 mg/l. Sau đó pha dãy chuẩn

0 – 5 – 10 – 20 – 40 - 60 mg/l (đo kali)

0 – 5 – 10 – 15 – 20 – 30 mg/l (đo natri)

7.4.2 Các mẫu chuẩn, mẫu trắng và mẫu phân tích đều thêm dung dịch hỗn hợp chứa 0,2 % Cs và 0,36 % Al.

7.4.3 Tiến hành xác định kali ở bước sóng 768 nm và natri ở 589 nm với các kính lọc màu tương ứng.

CHÚ THÍCH:

1 ) Tiến hành xác định trên máy tùy thuộc vào thông số của từng hãng sản xuất.

2 ) Trong quá trình xác định trên máy luôn phải kiểm tra mẫu chuẩn để đảm bảo kết quả của phép đo.

7.5 Xác định canxi, magiê bằng phép đo phổ hấp thụ nguyên tử

Dùng dung dịch (7.3.2.3) xác định các cation Ca²⁺, Mg²⁺ theo TCVN 8246: 2009 Chất lượng đất - Xác định kim loại bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa.

8. Tính kết quả

8.1 Từ nồng độ (mg/l) của các nguyên tố dựa vào số đo trên máy tính số mili đương lượng gam (meq) trong 100 g đất khô kiệt theo công thức sau:

Trong đó:

ahàm lượng của nguyên tố được xác định trong dung dịch mẫu đã pha loãng tính bằng miligam/lit ( mg/l);

b hHàm lượng của nguyên tố được xác định trong dung dịch mẫu trắng đã pha loãng tính bằng miligam/lit (mg/l);

f hệ số pha loãng;

V thể tích dung dịch trao đổi với mẫu tính bằng mililit(ml);

M khối lượng mẫu tính bằng gam (g);

Đg đương lượng gam của các nguyên tố (K = 39,10 ; Na = 22,99 ; Ca = 20,04 ; Mg = 12,16)

K hệ số chuyển đổi về mẫu khô kiệt.

8.2 Sai số của hailần lặp lại so với giá trị trung bình không lớn hơn 0,5% là được chấp nhận.

9 Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm cần bao gồm những thông tin sau:

a) Viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) Đặc điểm nhận dạng mẫu;

c) Kết quả xác định các cation trao đổi;

d) Mọi thao tác không quy định trong tiêu chuẩn này hoặc những điều được coi là tùy chọn và các yếu tố có thể ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm.

PHỤ LỤC A

( tham khảo)

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CATION CANXI( Ca²⁺), CATION MAGIÊ (Mg²⁺)

BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ TRILON B

Do điều kiện của từng phòng thí nghiệm không trang bị  được máy quang phổ hấp thụ nguyên tử khi đã thu được dịch hứng ở mục(7.3) có thể tham khảo phương pháp dưới đây.

A.1 Thuốc thử

A.1.1Dung dịch trilon B 0,02 N: Cân chính xác 3,722 g trilon B bằng cân phân tích (5.8) hòa tan trong nước cất và định mức đến vạch 1000 ml.

A.1.2Dung dịch natri hydroxit NaOH 10%.

A.1.3Dung dịch đệm có độ pH = 10 : Cân 67,5 g NH₄Cl hòa tan vào 400 ml nước cất, thêm 570 ml NH₄OH rồi định mức đến vạch 1000 ml ( điều chỉnh pH = 10).

A.1.4Dung dịch hydroxilamin 5%.

A.1.5Dung dịch kali feroxyanuaK₄Fe(CN)₆ 4%.

A.1.6Dung dịch kali xyanua KCN 1 %.

A.1.7Trietanonlamin.

A.1.8Dung dịch chỉ thị màu eriocromeden T.

A.1.9Murexit.

A.2 Cách tiến hành

A.2.1 Vô cơ hoá dung dịch hứng thu được ở mục (7.3)

A.2.1.1 Lấy chính xác một thể tích dung dịch ( có khoảng 2 mg Ca ²⁺) đem cô cạn ,để nguội và cho thêm 3 ml HNO₃1 mol/l khuấy cho tan hết.

A.2.1.2 Cô tiếp trên bếp cách thủy cho gần cạn, cho thêm 1 ml H₂SO₄ 3 mol/l và 34 ml etanol. Ngâm qua đêm sau đó li tâm . Dung dịch thu được dùng để xác định Ca ²⁺ và Mg ²⁺ bằng dung dịch tiêu chuẩn trilon B.

A.2.2 Chuẩn độ mẫu

A.2.2.1 Xác định tổng Ca ²⁺ và Mg ²⁺:

Lấy chính xác thể tích dung dịch thu được (A.2.1.2) cho vào bình tam giác 100 ml; Cho thêm 15 ml dung dịch (A.1.3) và thêm 10 giọt mỗi loại kali feroxyanua K₄Fe(CN)₆ 4%, hydroxilamin 5%, kali xyanua KCN 1 %, Trietanonlamin, 3 giọt chỉ thị màu eriocromeden T, lắc đều; Chuẩn độ bằng dung dịch tiêu chuẩn trilon B 0,02 N dung dịch chuyển từ màu đỏ nho sang màu xanh biển. Ghi số thể tích dung dịch trilon B tiêu tốn (a). Làm tương tự với mẫu trắng.

A.2.2.2 Xác định tổng Ca ²⁺:

Lấy chính xác thể tích dung dịch thu được (A.2.1.2) cho vào bình tam giác 100 ml; Cho thêm 5 ml dung dịch (A.1.2) và thêm 10 giọt mỗi loại hydroxilamin 5%, kali xyanua KCN 1 %, Trietanonlamin và vài tinh thể murexit, lắc đều. Chuẩn độ bằng dung dịch tiêu chuẩn trilon B 0,02 N dung dịch chuyển từ màu hồng đào sang màu tím hoa cà. Ghi số thể tích dung dịch trilon B tiêu tốn (b). Làm tương tự với mẫu trắng.

Ghi chú:

1) Nồng độ dung dịch tiêu chuẩn trilon B phải chính xác, cần được chuẩn lại bằng dung dịch tiêu chuẩn MgSO₄ 0.02 N.

2) Dung dịch đệm (A.1.3) phải có độ pH trong khoảng 10 – 11.

3) Có hể dùng chất chỉ thị là fluorexon, ion Ca ²⁺ (tại pH = 13) sẽ tạo phức màu hồng có ánh huỳnh quang lục. Chuẩn độ tới khi mất màu huỳnh quang .

A.3 Tính kết quả

Số mili đương lượng gam ( meq)Ca ²⁺ trong 100 g đất được tính theo công thức (1)

Số mili đương lượng gam ( meq)Mg ²⁺  trong 100 g đất được tính theo công thức (2)

Trong đó:

a: Thể tích dung dịch tiêu chuẩn trilon B tiêu tốn khi chuẩn độ tổng Ca ²⁺ và Mg ²⁺ tính bằng mililit ( ml).

b: Thể tích dung dịch tiêu chuẩn trilon B tiêu tốn khi chuẩn độ Ca ²⁺ tính bằng mililit ( ml).

mt: Thể tích dung dịch tiêu chuẩn trilon B tiêu tốn khi chuẩn độ mẫu trắng tính bằng mililit ( ml).

N: Nồng độ đương lượng của dung dịch tiêu chuẩn trilon B.

m: Khối lượng mẫu quy từ thể tích dịch trích để chuẩn độ tính bằng gam (g).

k: Hệ số khô kiệt của mẫu.