A. 求土壤里腐殖酸含量測定方法和提取方法
土壤學上有關「有機質」、「腐殖質」、「腐植酸」的概念非常混亂。一般認為,能溶於鹼性溶液的土壤有機質就是腐殖質,實際上與腐植酸是同義詞。我介紹的下述《土壤腐殖質組成的測定》,實際就是腐植酸(包括胡敏酸和富里酸)的測定方法。你提問的腐植酸的提取方法,也可參考本方法中的6.2等的操作部分。因本格式對Word中的公式、表格等格式不相容,故有許多錯誤之處。請直接在網上搜索」土壤腐殖質組成的測定」主題詞,可查到原文。
土壤腐殖質組成的測定—重鉻酸鉀氧化法
1 范圍
本方法適用於土壤腐殖質組成的測定。
2 原理
土壤腐殖質由胡敏酸、富啡酸和存在於殘渣中的胡敏素等組成。採用焦磷酸鈉-氫氧化鈉浸提液提取腐殖質,浸提液具有極強的絡合能力,能將土壤中的難溶於水和易溶於水的結合態腐殖質,結合成易溶於水的腐殖酸鈉鹽,從而較完全地將腐殖質提取到溶液中。取一部分浸出液測定碳量,作為胡敏酸和富啡酸的總量。再取一部分浸出液,經酸化後使胡敏酸沉澱,分離出富啡酸,然後將沉澱溶解於氫氧化鈉中,測定碳量作為胡敏酸含量。富啡酸可按差數算出。留在土樣殘渣中的有機質胡敏素,由腐殖質測定中的全碳量減去胡敏酸和富啡酸的含碳量算出。碳量的測定採用重鉻酸鉀氧化外加熱法。
3 試劑
3.1 浸提液:0.1mol/L焦磷酸鈉-0.1mol/L氫氧化鈉混合液,稱取44.6g焦磷酸鈉(Na4P2O7·10H2O)和4.0g氫氧化鈉,用水溶解,再用水稀釋至1000mL,溶液pH在13左右。
3.2 氫氧化鈉溶液:0.05mol/L,稱取2g氫氧化鈉,用水溶解,再用水稀釋至1000mL。
3.3 硫酸溶液:0.5mol/L,取28mL硫酸(ρ1.84g/mL),緩慢注入水中,再加水稀釋至1000mL。
3.4 硫酸溶液:0.025mol/L,取20mL 0.5mol/L硫酸溶液,用水稀釋至1000mL。
3.5 重鉻酸鉀標准溶液:0.8000mol/L,稱取經150℃烘乾2h的39.2248g重鉻酸鉀(K2Cr2O7),精確至0.0001g,加400mL水,加熱溶解,冷卻後,加水稀釋至1000mL。
3.6 硫酸亞鐵銨標准溶液:0.2mol/L,稱取80g硫酸亞鐵銨[Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O],溶解於水,加15mL硫酸(ρ 1.84g/mL),再加水稀釋至1000mL。
標定:吸取10.00mL重鉻酸鉀標准溶液置於250mL錐形瓶中,加入40mL水和10mL(1+1)硫酸,再加3滴~4滴鄰菲啰啉指示劑,用硫酸亞鐵銨標准溶液滴定至溶液由橙黃色經藍綠色至棕紅色為終點。同時做空白試驗。
硫酸亞鐵銨標准溶液濃度按下式計算:
1211VVVCC−×=
式中:
C——硫酸亞鐵銨標准溶液濃度,mol/L;
C1——重鉻酸鉀標准溶液濃度,mol/L;
V1——重鉻酸鉀標准溶液體積,mL;
V2——硫酸亞鐵銨標准溶淮用量,mL;
V0——空白試驗消耗硫酸亞鐵銨標准溶液體積,mL。
3.7 鄰菲啰啉指示劑:稱取1.485g鄰菲啰啉(C12H8N2·H2O)和0.695g硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O),溶於100mL水中,形成的紅棕色絡合物貯於棕色瓶中。
3.8 石英砂,黃豆大小。
3.9 硫酸,(ρ 1.84g/mL)。
3.10 硫酸銀,研成粉末。
4 儀器
4.1 油浴鍋,內裝固體石蠟或植物油。
4.2 水浴。
1
4.3 鐵絲籠架,形狀與油浴鍋配套,內設若干小格,每格內可插一支試管。
4.4 硬質試管,25mm×100mm。
4.5 注射器,5mL。
4.6 溫度計,250℃。
4.7 錐形瓶,250mL。
4.8 振盪機。
5 試樣制備
取10g未磨過的均勻風干土樣,挑去礫石和植物殘體,研磨,並通過0.149mm 篩孔,裝於小廣口瓶中備用。稱樣測定時,同時另稱樣測吸附水,最後換算成烘乾樣計算結果。
6 操作步驟
6.1 腐殖質中全碳量的測定:同F-HZ-DZ-TR0046土壤有機質的測定(重鉻酸鉀氧化外加熱法)。
6.2 待測溶液的制備:稱取5.0000g土樣(精確至0.0001g)置於250mL錐形瓶中,加入100.00mL浸提液,加塞,振盪5min後,放在沸水浴中加熱1h。搖勻,用慢速濾紙過濾。如有渾濁,可倒回重新過濾。如過濾太慢,也可用離心機離心澄清,清液收集於錐形瓶中,加塞,待測。棄去殘渣。
6.3 胡敏酸和富啡酸中總碳量的測定:吸取5.00mL~15.00mL浸出液(視溶液顏色深淺而定),置於盛有少量石英砂的硬質試管中,逐滴加入0.5mol/L硫酸溶液中和至pH7(用pH試紙試驗),使溶液出現混濁為止。將硬質試管放在水浴上蒸發至近干,然後用重鉻酸鉀氧化外加熱法測定胡敏酸和富啡酸總碳量,操作步驟同F-HZ-DZ-TR-0046土壤有機質的測定(重鉻酸鉀氧化外加熱法)5。
6.4 胡敏酸中碳量的測定
6.4.1 胡敏酸和富啡酸的分離:吸取20.00mL~50.00mL浸出液(視溶液顏色深淺而定),置於250mL錐形瓶中,加熱近沸,逐滴加入0.5mol/L硫酸溶液中和至pH1~1.5(用pH試紙試驗),此時應出現胡敏酸絮狀沉澱。將錐形瓶在80℃水浴上保溫半小時,使胡敏酸充分分離。冷卻後,取慢速濾紙,先用0.025mol/L硫酸溶液濕潤濾紙,過濾,用0.05mol/L硫酸溶液洗滌錐形瓶和沉澱,直到濾液無色為止,沉澱即為胡敏酸。棄去濾液。
6.4.2 胡敏酸的測定:沉澱用熱的0.05mol/L氫氧化鈉溶液少量多次地洗滌溶解於100mL容量瓶中,直到濾液無色為止,用水稀釋至刻度,搖勻。吸取10.00mL~25.00mL溶液(視溶液顏色深淺而定),置於盛有少量石英砂的硬質試管中,逐滴加入0.5mol/L硫酸溶液中和至pH 7(用pH試紙試驗),使溶液出現混濁為止。將硬質試管放在水浴上蒸發至近干,然後用重鉻酸鉀氧化外加熱法測定胡敏酸中碳量,操作步驟同F-HZ-DZ-TR-0046土壤有機質的測定(重鉻酸鉀氧化外加熱法)5。
註:測定土壤腐殖質與土壤腐殖質組成的樣品必須採用同一個樣品,測定前在放大鏡下將肉眼能看清的全部有機殘體挑選干凈,然後磨細通過0.149mm篩孔。
7 結果計算
土壤腐殖質全碳量按(1)式計算,胡敏酸和富啡酸總碳量按(2)式計算,胡敏酸碳量按(3)式計算,富啡酸碳量按(4)式計算,胡敏素碳量按(5)式計算:
腐殖質全碳量(g/kg)=10001.1003.0)(00.58000.0100××××−××KmVVV……(1)
胡敏酸和富啡酸總碳量(g/kg)= 10001.1003.0)(00.58000.0200×××××−××KmtVVV……(2)
2
胡敏酸碳量(g/kg)=10001.1003.0)(00.58000.0300×××××−××KmtVVV……(3)
富啡酸碳量(g/kg)=胡敏酸和富啡酸總碳量(g/kg)―胡敏酸碳量(g/kg)……(4)
胡敏素碳量(g/kg)=腐殖質全碳量(g/kg)―胡敏酸和富啡酸總碳量(g/kg)……(5)
式中:
0.8000——重鉻酸鉀標准溶液濃度,mol/L;
5.00——重鉻酸鉀標准溶液體積,mL;
V0——空白試驗消耗硫酸亞鐵銨標准溶液體積,mL;
V1——測定腐殖質全碳量消耗硫酸亞鐵銨標准溶液體積,mL;
V2——測定胡敏酸和富啡酸總碳量消耗硫酸亞鐵銨標准溶液體積,mL;
V3——測定胡敏酸碳量消耗硫酸亞鐵銨標准溶液體積,mL;
0.003——1/4碳原子的毫摩爾質量,g/m mol;
1.1——氧化校正系數;
t——分取倍數;
m——風干土樣質量, g;
K——風干土樣換算成烘乾土樣的水分換算系數。
8 允許差
樣品進行兩份平行測定,取其算術平均值,取一位小數。兩份平行測定結果允許差按表1規定。
表1 腐殖質測定允許差 腐殖質量(g/kg)
允許差(g/kg)
>100
>5
70~100
3.5~5
40~70
2.0~3.5
10~40
0.5~2.0
<10
<0.5
B. 泥炭腐殖酸含量的測定
泥炭腐殖酸是指泥炭中能夠被稀氫氧化鈉溶液提取的有機混合酸,是泥炭的植物殘體經過化學、地質力學作用等許多復雜的變化而形成的有機酸。它的結構不是單一的,而是由許多種結構十分復雜的、分子質量較大而又不定地帶有羧基的芳香族化合物組成。根據泥炭腐殖酸在不同溶劑中的溶解度和顏色,將泥炭腐殖酸分為 3 個組分。通常將用鹼直接溶出的部分稱為腐殖酸,其中能夠溶於酸的部分稱為黃腐酸 (或稱為富里酸) ; 而溶於丙酮或己醇等溶劑的部分稱為棕腐酸 (或稱為草木樨酸) ; 最後的沉澱部分稱為黑腐酸; 把黑腐酸和棕腐酸兩者稱為胡敏酸。黃腐酸、棕腐酸、黑腐酸這 3 種組分本身仍是復雜的混合物。
泥炭腐殖酸是泥炭有機質中的重要組分,它在泥炭有機質中含量較高,一般在20%~ 50% ,其含量主要與有機質含量和不同泥炭類型有關。通常木本泥炭腐殖酸含量最高,草本泥炭次之,蘚類泥炭最低; 此外隨著分解度增高,各種泥炭腐殖酸含量都有所增長。測定腐殖酸的含量,對於研究泥炭的化學組成、理化性質和泥炭的質量評價及利用途徑具有重要意義。
73.16.5.1 總腐殖酸的測定
方法提要
用焦磷酸鈉和氫氧化鈉混合液,在沸水浴的條件下抽提,使難溶解的腐殖酸鹽轉化為可溶性腐殖酸鈉。用已知濃度的重鉻酸鉀-硫酸溶液氧化腐殖酸中的碳成為二氧化碳,過量的重鉻酸鉀以鄰菲羅啉為指示劑,用硫酸亞鐵銨標准溶液進行滴定,間接求出在氧化過程中所消耗的重鉻酸鉀溶液的量,然後按照泥炭中腐殖酸的含碳量換算出試樣中腐殖酸的含量。
岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術
試劑
硫酸。
焦磷酸鈉和氫氧化鈉混合液稱取15gNa2P2O7·10H2O和7gNaOH溶於水中,用水稀釋至1000mL。
鄰菲羅啉指示劑稱取1.5g鄰菲羅啉和0.7g硫酸亞鐵銨溶於100mL水中,存於棕色瓶中。
重鉻酸鉀溶液c(1/6K2Cr2O7)=0.4mol/L稱取20gK2Cr2O7溶於水中,用水稀釋至1000mL。
重鉻酸鉀標准溶液c(1/6K2Cr2O7)=0.1000mol/L稱取4.9035g在130℃烘乾2~3h的基準重鉻酸鉀置於燒杯中,以水溶解,用水稀釋至1000mL。
硫酸亞鐵銨標准溶液(約0.1mol/L)稱取40g硫酸亞鐵銨(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,溶於水中,加40mL(1+1)H2SO4,用水稀釋至1000mL,貯存於棕色瓶中。
標定:吸取10.00mL0.1mol/L重鉻酸鉀標准溶液置於200mL錐形瓶中,用水稀釋至50mL,加10mL(1+1)H2SO4,加2~3滴鄰菲羅啉指示劑,用硫酸亞鐵銨標准溶液滴定至溶液顏色由橙色變為綠色,最後變為磚紅色為終點。根據所取重鉻酸鉀標准溶液的濃度和體積以及滴定消耗硫酸亞鐵銨標准溶液的體積,計算硫酸亞鐵銨標准溶液的濃度(mol/L)。
分析步驟
稱取0.2g(精確至0.0001g)0.25mm風干泥炭試樣置於100mL容量瓶中,加70mL焦磷酸鈉和氫氧化鈉混合液,於沸水浴上加熱30min,取出冷卻至室溫,加水稀釋至刻度,搖勻。干過濾。分取5.00mL清液於250mL錐形瓶中,加入5.00mL0.4mol/L重鉻酸鉀溶液,加30mL(1+1)H2SO4,搖勻,立即置於沸水浴中氧化30min。取出冷卻至室溫,用水稀釋至100mL左右,加2~3滴鄰菲羅啉指示劑,用硫酸亞鐵銨標准溶液滴定至溶液由橙紅色變為綠色,最後變為磚紅色為終點。同時做空白試驗。
按下式計算總腐殖酸(%)的含量:
岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術
式中:c為硫酸亞鐵銨標准溶液的濃度,mol/L;V0為空白消耗硫酸亞鐵銨標准溶液的體積,mL;V為試樣消耗硫酸亞鐵銨標准溶液的體積,mL;0.003為由硫酸亞鐵銨的物質的量(mmol)換算成碳的質量的系數;m為分析試樣的質量,g;k為腐殖酸的含碳比。泥炭腐殖酸為0.58;泥煤腐殖酸為0.51;褐煤腐殖酸為0.59;風化煤腐殖酸為0.62。
注意事項
1)在測定過程中,必須嚴格控制抽提和氧化條件。
2)稱樣量應視腐殖酸的含量高低而定,一般稱樣以0.2g為宜。如腐殖酸含量超過40%,應減至0.1g以防止鹽析作用和氧化不完全,影響結果偏低。
73.16.5.2 游離腐殖酸的測定
方法提要
用10g/L氫氧化鈉溶液在沸水浴的條件下抽提,使泥炭中的腐殖酸及腐殖酸的一價鹽轉化為腐殖酸鈉。用已知濃度的重鉻酸鉀-硫酸溶液氧化腐殖酸中的碳成為二氧化碳,過量的重鉻酸鉀以鄰菲羅啉為指示劑,用硫酸亞鐵銨標准溶液進行滴定,間接求出在氧化過程中所消耗的重鉻酸鉀溶液的量,然後按照泥炭中腐殖酸的含碳量換算試樣中腐殖酸的含量。
岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術
試劑
與73.16.5.1總腐殖酸的測定相同。
分析步驟
稱取0.2g(精確至0.0001g)0.25mm風干泥炭試樣置於100mL容量瓶中,加70mL10g/LNaOH溶液,於沸水浴上加熱30min,取出冷卻至室溫,用水稀釋至刻度,搖勻。干過濾。以下操作與73.16.5.1總腐殖酸的測定相同。
C. 廢水中的腐植酸如何測定
目前還沒有專門測定水中腐植酸含量的方法,一般參考腐植酸鈉或液體肥料中腐植酸含量分析方法。如農業行業標准NY/T1106-2006《含腐植酸水溶肥料》、化工行業標准HG/T3278-1987《腐植酸鈉》(在後者中,把原取樣數量「克」改為「升」,把原計算結果的表示方法「%」改為「g/L」,並將計算公式做2相應修改就可以了)。
D. 腐殖酸的測定
腐殖酸是一種結構不固定的單一有機酸,是許多種結構十分復雜、分子質量較大而又不固定的帶羧基的芳香族化合物的混合物。含有原生腐殖酸是褐煤和泥煤的主要特徵之一。一般泥煤的乾燥無灰基腐殖酸產率可達20%~50%,褐煤的腐殖酸產率從10%以下至40%以上均有。
日常煤質分析中只測定游離腐殖酸和總腐殖酸。其測定原理是根據它們的不同溶解特性用氫氧化鈉溶液或焦磷酸鈉與氫氧化鈉的混合液分別將它們從煤中抽提出來,然後用適當的方法進行測定。可用的方法有容量法、殘渣法、質量法和光度法。
73.14.5.1 容量法
方法提要
用焦磷酸鈉鹼液或氫氧化鈉溶液從煤樣中抽提腐殖酸,再在強酸性溶液中用重鉻酸鉀將腐殖酸中的碳氧化成二氧化碳,根據重鉻酸鉀消耗量和腐殖酸含碳比,計算腐殖酸的產率。
裝置
恆溫水浴鍋8孔,溫差±1℃。
試劑
硫酸。
焦磷酸鈉鹼液抽提液稱取15gNa4P2O7·10H2O和7gNaOH溶解到1000mL水中,密閉保存。
氫氧化鈉抽提液(10g/L)密閉保存。
重鉻酸鉀標准溶液c(1/6K2Cr2O7)=0.1000mol/L將優級純重鉻酸鉀在130℃下乾燥3h,放入乾燥器中冷卻,然後稱取4.9036g放入250mL燒杯中,加水溶解轉移至1000mL容量瓶中,加水稀釋至刻度,搖勻。
重鉻酸鉀溶液c(1/6K2Cr2O7)=0.4mol/L稱取20gK2Cr2O7置於250mL燒杯中,加水溶解後稀釋至1000mL。
硫酸亞鐵銨標准溶液稱取40g硫酸亞鐵銨[FeSO4(NH4)2SO4·6H2O]溶於水中,加入20mLH2SO4,移入棕色1000mL容量瓶中,加水稀釋至刻度,搖勻。
標定吸取25.00mL0.1000mol/L重鉻酸鉀標准溶液放入250mL錐形瓶中,加入70mL水和10mLH2SO4,冷卻後加3滴鄰啡羅啉指示劑,用硫酸亞鐵銨標准溶液滴定至溶液由橙色轉變成磚紅色。硫酸亞鐵銨標准溶液的濃度c=0.1000×25/V(mol/L)。
鄰啡羅啉指示劑稱取1.5g鄰啡羅啉和1g硫酸亞鐵銨溶於100mL水中,用棕色瓶保存。
分析步驟
稱取0.2g(精確至0.0001g)粒度小於0.2mm的空氣乾燥煤樣置於250mL錐形瓶中,加入100mL焦磷酸鈉鹼抽提液,搖動使煤潤濕。在錐形瓶口中蓋一小漏斗,置於(100±1)℃水浴中(溫度達不到時,適當加甘油提高沸點)加熱抽提2h,每隔30min搖動一次,使煤樣全部沉下。取出錐形瓶,冷卻到室溫。將抽提液及殘渣全部轉入200mL容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。用中速定性濾紙干過濾,棄去最初的10mL左右溶液,隨後濾出約50~100mL濾液供測定用。
吸取5.00mL濾液置於250mL錐形瓶中,准確加入5.00mL0.4mol/LK2Cr2O7溶液和30mL(1+1)H2SO4,於(100±1)℃水浴中加熱氧化30min,取下冷卻至室溫,用水稀釋至100mL左右,加3滴鄰啡羅啉指示劑,用硫酸亞鐵銨標准溶液滴定至磚紅色。另外准確吸取2份0.4mol/L的重鉻酸鉀溶液,每份5.00mL,各加5mL焦磷酸鈉鹼抽提液和15mLH2SO4,按同樣操作進行氧化和滴定,測定空白值。
煤中游離腐殖酸的測定除用10g/LNaOH溶液代替焦磷酸鈉鹼液抽提液外,其他操作均同總腐殖酸測定。
按下式計算總腐殖酸或游離腐殖酸產率:
岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術
式中:r(HAad)為煤樣的總腐殖酸或游離腐殖酸產率,%;V為鹼抽提液的總體積,mL;V1為測定時所取試液的體積,mL;V2為滴定時消耗的標准硫酸亞鐵銨溶液的體積,mL;V0為空白滴定消耗的標准硫酸亞鐵銨溶液的體積,mL;c為硫酸亞鐵銨溶液的濃度,mol/L;3為1/4碳的摩爾質量的數值,單位用g/mol;Rc為腐殖酸的含碳比,褐煤和低變質程度煙煤為0.59,風化煤為0.62;m為煤樣的質量,g。
取平行測定結果的平均值作為報告值,修約到小數點後2位。
73.14.5.2 殘渣法
方法提要
用焦磷酸鈉鹼液或氫氧化鈉溶液抽提煤樣,用灰化方法測定煤樣和鹼抽提後的殘留物中有機質,從有機質的差值求得總腐殖酸或游離腐殖酸產率。
裝置
離心機轉速0~4000r/min可調,離心杯容積為200mL。
恆溫水浴鍋8孔或8孔以上,控溫精度±1℃。
乾燥箱控溫范圍0~120℃,控溫精度±1℃,可鼓風。
試劑
焦磷酸鈉鹼液抽提液和氫氧化鈉抽提液配製同73.14.5.1容量法。
分析步驟
按73.14.5.1容量法所述用焦磷酸鈉鹼液抽提煤樣。將冷卻到室溫的抽提液連同殘渣全部轉入200mL離心杯中,離心20min。上層溶液用傾瀉法過濾,然後將殘渣完全轉移到預先在105~110℃下乾燥到質量恆定的慢速定量濾紙上,用水洗滌至濾液呈中性。
將殘渣連同濾紙轉入已知質量的稱量瓶中,放入乾燥箱內,在105~110℃下乾燥2h。取出稱量瓶立即蓋上蓋,稍冷卻,放入乾燥器中冷卻到室溫後稱量(精確至0.0001g)。再乾燥直至恆量。
將乾燥至質量恆定的殘渣和濾紙移入已知質量的坩堝中,放入冷高溫爐內。使爐門留15~20mm的縫隙,從室溫逐漸升高溫度使殘渣緩慢灰化,最後在(815±10)℃下灼燒1h。取出坩堝,再放入乾燥器中冷卻到室溫(約20min)後稱量(精確至0.0001g)。
煤中游離腐殖酸的測定,除用10g/LNaOH溶液代替焦磷酸鈉鹼液抽提液外,其他操作均同總腐殖酸測定。
按下式計算總腐殖酸或游離腐殖酸產率:
岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術
式中:r(HAad)為煤樣的總腐殖酸或游離腐殖酸產率,%;m為分析煤樣的質量,g;m1為殘渣的質量,g;m2為殘渣灰分的質量,g;Mad為空氣乾燥煤樣的水分的質量分數;Aad為空氣乾燥煤樣的空氣乾燥基灰分的質量分數。
73.14.5.3 稱量法
方法提要
在室溫下以焦磷酸鈉鹼液與事先除去瀝青質(甲苯可溶萃取物)的煤樣作用,再用熱氫氧化鈉溶液抽提煤樣一次,用過量的無機酸沉澱腐殖酸,稱量沉澱,求出總腐殖酸產率。
裝置
萃取器分離瀝青用。
乾燥箱能控溫在(90±5)℃,或紅外乾燥燈。
離心機最小轉速210r/s,離心管容量至少100mL。
振盪機。
沸水浴。
試劑
甲苯沸騰范圍110~111℃,甲苯易燃,有毒,勿吸入或沾在皮膚上。
鹽酸。
氫氧化鈉溶液(10g/L)。
焦磷酸鈉鹼液稱取44.6gNa4P2O7·10H2O和4gNaOH溶於1000mL水中。
分析步驟
將10~15g分析煤樣破碎過1mm篩並抽出瀝青質。將抽提後的煤樣空氣乾燥並研細到過0.2mm篩。按「工業分析」方法測定其水分、灰分。如瀝青質含量低於3%,則可不除瀝青質。
稱取1g(按乾燥無灰基計,精確至0.0001g)分析煤樣(如預計腐殖酸產率低於20%,則稱取雙倍的試樣量)。將煤樣放入250mL錐形瓶A中,加100mL焦磷酸鈉鹼液,用振盪機振盪1h。以210r/s的速度將懸浮物離心15min,將溶液傾濾到另一錐形瓶B中。用100mLNaOH溶液洗滌不溶殘留物兩次,每洗一次離心一次,並將洗液轉入錐形瓶B中。洗滌後的殘煤轉入錐形瓶A中,加100mLNaOH溶液並在沸水浴中加熱2h。冷卻至室溫,將錐形瓶A中煤懸浮物以210r/s的速度離心15min,溶液傾濾到錐形瓶B中。用100mLNaOH溶液洗滌不溶殘留物兩次,每洗一次離心一次,並將洗液轉入錐形瓶B中(腐殖酸的抽提應在7h完成)。
錐形瓶B中溶液濾入1000mL容量瓶中並用水稀釋至刻度。吸取100mL濾液於250mL燒杯中,加60mL(5+95)HCl使腐殖酸沉澱。懸浮物離心,傾濾溶液,用水洗滌殘留物。重復洗滌操作,直到腐殖酸開始膠溶(形成膠體)。於膠體溶液中加5mL(5+95)HCl將腐殖酸再沉澱一次。沉澱和溶液經預先在(90±5)℃的乾燥箱中乾燥至恆量的中速定量濾紙過濾分離。濾紙轉移到預先在(90±5)℃的乾燥箱中乾燥至恆量的稱量瓶中,在(90±5)℃的乾燥箱中乾燥1h。從乾燥箱中取出稱量瓶,放入乾燥器中冷卻到室溫後稱量(精確至0.0001g)。再乾燥、稱量直至恆量。
游離腐殖酸的測定用氫氧化鈉溶液一次抽提,其他操作同總腐殖酸的測定。
按下式將總腐殖酸或游離腐殖酸質量分數(%)計算成乾燥無灰無瀝青質基r(HAdabf)產率:
岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術
式中:r(HAdabf)為乾燥無灰無瀝青質基總腐殖酸或游離腐殖酸產率,%;m1為乾燥腐殖酸質量,g;m2為腐殖酸灰渣質量,g;V為鹼溶液總體積,mL;V1為用於沉澱的鹼溶液體積,mL;m為所取的煤樣(乾燥無瀝青質基)質量,g。
岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術
式中:mz為分析所取的無瀝青質煤樣質量,g;Mbf為無瀝青質煤樣水分的質量分數;Abf為無瀝青質煤樣灰分的質量分數。
測定結果修約到一位小數。
73.14.5.4 光度法
方法提要
用焦磷酸鈉鹼液或氫氧化鈉溶液從煤樣中抽提腐殖酸,測定鹼抽提液的吸光度。用標准腐殖酸鹼溶液系列繪制校準曲線。根據待測煤樣抽提液的吸光度,從校準曲線上查出腐殖酸量,計算腐殖酸產率。
制備標准腐殖酸鹼溶液的煤樣必須與待測煤樣屬於同一礦井,因為它們的腐殖酸的結構相同。因此,本法只適用於褐煤而不適用於風化煙煤,因為同一礦區的煙煤,風化程度不同,生成的次生腐殖酸的結構也可能有很大的差別。
儀器
分光光度計。
試劑
焦磷酸鈉鹼抽提液、氫氧化鈉抽提液的配製方法同73.14.5.1容量法。
腐殖酸標准溶液選擇一個變質程度與待測煤樣相似的煤樣,按73.14.5.1容量法測定其總(或游離)腐殖酸產率。然後取一定量的抽提液用焦磷酸鈉鹼抽提液(或氫氧化鈉抽提液)稀釋至腐殖酸濃度為0.1~0.2mg/mL,該溶液即為腐殖酸標准溶液。
分析步驟
煤樣溶液的制備。稱取一定量的煤樣,按73.14.5.1容量法用焦磷酸鈉鹼抽提液或氫氧化鈉抽提液進行抽提。抽提物轉入體積為V1容量瓶中,用相應的抽提液稀釋至刻度,搖勻。用中速定量濾紙干過濾,製成煤樣溶液。
腐殖酸的測定有目視比色法和光度法兩種:
a.目視比色法。吸取不同量的腐殖酸標准溶液,分別注入25mL或50mL比色管中,用適量的相應抽提液稀釋至刻度,搖勻。根據待測煤樣的腐殖酸估計產率,取5.0mL或10.0mL煤樣溶液注入與標准系列容量相同的比色管中,用相應的抽提液稀釋至刻度並搖勻。然後與標准系列進行對比,找出與待測煤樣溶液色度最相近的標准溶液。按下式計算腐殖酸產率:
岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術
式中:r(HAad)為分析煤樣總(或游離)腐殖酸產率,%;m1為與煤樣溶液色度相近的標准溶液的腐殖酸含量,mg;m為分析煤樣的質量,g;V為待測煤樣溶液總體積,mL;V1為分取的待測溶液體積,mL。
b.光度法。吸取1.00mL、3.00mL、5.00mL、…腐殖酸標准溶液,分別注入100mL容量瓶中,用相應的抽提液稀釋至刻度並搖勻,用1cm比色皿,於波長420nm處測定各溶液的吸光度,繪制校準曲線。
吸取5.00mL待測煤樣溶液,注入100mL容量瓶中,用相應的抽提液稀釋至刻度並搖勻,與校準曲線同樣測定溶液的吸光度。
腐殖酸產率的計算見式(73.116)。
E. 腐殖酸鈉中黃腐酸含量的檢測方法
最好用重量法測定。將先按HG/T3278-1987《腐植酸鈉》中的殘渣法測定總腐植酸含量,再用重量法測定出[棕+黑腐酸]的含量。用總腐植酸-[棕+黃腐酸]就等於黃腐酸含量。