测定土壤中铁(Fe)、铝(Al)、钙(Ca)的氧化物形态(如游离态、无定形、晶质氧化物)是理解土壤磷固定、重金属吸附、酸化缓冲及矿物风化过程的关键。这些元素常以不同结合态存在,需采用选择性化学提取法进行分级测定。
常用分级提取方法(按结合强度递增)
1. 无定形/游离氧化物提取
(1)草酸铵-草酸法(Ammonium Oxalate, AO)
提取对象:无定形 Fe、Al 氧化物(包括水铁矿、水铝矿)
原理:草酸根络合 + 光还原(需避光或光照)
试剂:0.2 M (NH₄)₂C₂O₄ + 0.2 M H₂C₂O₄,pH ≈ 3.0
条件:
避光振荡 4 h → 提取无定形氧化物
光照 2–4 h(紫外或日光)→ 可额外提取部分晶质氧化物(如针铁矿)
测定:ICP-OES / AAS 测 Feₒ、Alₒ
国际标准:常用于表征热带/亚热带土壤活性铁铝
(2)连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠法(DCB 法)
提取对象:游离氧化铁(Free Fe oxides),包括无定形+部分晶质
原理:Na₂S₂O₄ 强还原剂将 Fe³⁺ → Fe²⁺ 溶解
试剂:
柠檬酸钠(0.3 M)+ NaHCO₃(1.0 M)缓冲
新鲜配制 Na₂S₂O₄(0.5 M)
条件:70℃ 水浴,避光振荡 15–30 min
测定:Fed(dithionite-extractable Fe)
注意:DCB 对 Al 提取效率低,主要用于 Fe
2. 晶质氧化物提取
焦磷酸钠法(Na₄P₂O₇)
提取对象:有机质络合的 Fe、Al(非氧化物!)
说明:虽不直接测氧化物,但用于区分有机态 vs 矿物态
结果:Fep、Alp(p = pyrophosphate)
组合使用:
Fed – Fep ≈ 游离氧化铁含量
3. 碳酸钙(CaCO₃)测定
醋酸缓冲液法 或 酸溶解法
原理:CaCO₃ + 2CH₃COOH → Ca²⁺ + 2CH₃COO⁻ + CO₂↑
常用方法:
Schoeneberger 法:1 M 醋酸钠(pH 5.0)振荡 5 h
简易法:0.1 M HCl 滴定至无气泡(半定量)
精确测定:提取液用 EDTA 滴定 或 ICP 测 Ca²⁺
注意:避免强酸(如 HNO₃)溶解硅酸盐矿物中的 Ca
来源:网络
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