土壤有机质测定
3.2.1重铬酸钾容量法——外加热法
3.2.1.1方法原理 在外加热的条件下（油浴的温度为180，沸腾5分钟），用一定浓度的重铬酸钾——硫酸溶液氧化土壤有机质（碳），剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁来滴定，从所消耗的重铬酸钾量，计算有机碳的含量。本方法测得的结果，与干烧法对比，只能氧化90%的有机碳，因此将得的有机碳乘以校正系数，以计算有机碳量。在氧化滴定过程中化学反应如下：
2K2Cr2O7＋8H2SO4+3C→2K2SO4+2Cr2（SO4）3+3CO2+8H2O
K2Cr2O7+6FeSO4→K2SO4+Cr2（SO4）3+3Fe2（SO4）3+7H20
在1mol·L－1H2SO4溶液中用Fe2+滴定Cr2O72－时，其滴定曲线的突跃范围为1.22～0.85V。
表3-4 滴定过和中使用的氧化还原指剂有以下四种
指示剂 | E0 | 本身变色 氧化—还原 | Fe2+滴定Cr2O72－时的变色 氧化—还原 | 特点 |
二苯胺 | 0.76V | 深蓝→无色 | 深蓝→绿 | 须加H3PO4；近终点须强烈摇动，较难掌握 |
二苯胺磺酸钠 | 0.85V | 红色→无色 | 红紫→蓝紫→绿 | 须加H3PO4；终点稍难掌握 |
2-羧基代二苯胺 | 1.08V | 紫红→无色 | 棕→红紫→绿 | 不必加H3PO4；终点易于掌握 |
邻啡罗啉 | 1.11V | 淡蓝→红色 | 橙→灰绿→淡绿→砖红 | 不必加H3PO4；终点易于掌握 |
从表3—4 中，可以看出每种氧化还原指示剂都有自己的标准电位（E0），邻啡罗啉 （E0=1.11V），2-羧基代二苯胺（E0=1.08V），以上两种氧化还原指示剂的标准电位（E0），正落在滴定曲线突跃范围之内，因此，不需加磷酸而终点容易掌握，可得到准确的结果。
例如：以邻啡罗啉亚铁溶液（邻二氮啡亚铁）为指示剂，三个邻啡罗啉（C2H8N2）分子与一个亚铁离子络合，形成红色的邻啡罗啉亚铁络合物，遇强氧化剂，则变为淡蓝色的正铁络合物，其反应如下：
[（C2H8N2）3Fe]3++e [（C2H8N2）3Fe]2+ 淡蓝色 红色
滴定开始时以重铬酸钾的橙色为主，滴定过程中渐现Cr3+的绿色，快到终点变为灰绿色，如标准亚铁溶液过量半滴，即变成红色，表示终点已到。
但用邻啡罗啉的一个问题是指示剂往往被某些悬浮土粒吸附，到终占时颜色变化不清楚，所以常常在滴定前将悬浊液在玻璃滤器上过滤。
从表3-4中也可以看出，二苯胺、二苯胺磺酸钠指示剂变色的氧化还原标准电位（E0）分别为0.76V、0.85V。指示剂变色在重铬酸钾与亚铁滴定曲线突跃范围之外。因此使终点后移，为此，在实际测定过程中加入NaF或H3PO4络合Fe3+，其反应如下：
Fe3++2PO43- Fe（PO4）23-
Fe3++6F- [FeF6] 3-加入磷酸等不仅可消除Fe 3+的颜色，而且能使Fe3+/ Fe2+体系的电位大大降低，从而使滴定曲线的突跃电位加宽，使二苯胺等指示剂的变色电位进入突跃范围之内。
根据以上各种氧化还原指示剂的性质及滴定终点掌握的难易，推荐应用2-羧基二苯胺。价格便宜，性能稳定，值得推荐采用。
3.2.1.2主要仪器 油浴消化装置（包括油浴锅和铁丝笼）、可调温电炉、秒表、自动控温调节器。
3.2.1.3试剂
（1）0.008mol·L-1(1/6K2Cr2O7)标准溶液。称取经130℃烘干的重铬酸钾（K2Cr2O7，GB642-77，分析纯）39.2245g溶于水中，定容于1000ml容量瓶中。。
（2）H2SO4。浓硫酸（H2SO4，GB625-77，分析纯）。
（3）0.2mol·L-1Fe SO4溶液。称取硫酸亚铁（Fe SO4·7H2O，GB664-77，分析纯）56.0g溶于水中，加浓硫酸5mL，稀释至1mL。
（4）指示剂
①邻啡罗啉指示剂：称取邻啡罗啉（GB1293-77，分析纯）1.485g)与Fe SO4·7H2O0.695g，溶于100mL水中。
②2-羧基代二苯胺（O-phenylanthranilicacid，又名邻苯氨基苯甲酸，C13H11O2N））指示剂：称取0.25g试剂于小研钵中研细，然后倒入 100mL小烧杯中，加入0.18mol·L-1 NaOH溶液12mL，并用少量水将研钵中残留的试剂冲洗入100mL小烧杯中，将烧杯放在水浴上加热使其溶解，冷却后稀释定容到250mL，放置澄清或过滤，用其清液。
（5）Ag2SO4。硫酸银（Ag2SO4，HG3-945-76，分析纯），研成粉末。
（6）SiO2。二氧化硅（SiO2，Q/HG22-562-76，分析纯），粉末状。
3.2.1.4操作步骤 称取通过0.149mm（100目）筛孔的风干土样0.1～1g（**到0.0001g），放入一干燥的硬质试管中，用移液管准确加入0.8000mol·L-1(1/6K2Cr2O7)标准溶液5mL （如果土壤中含有氯化物需先加入Ag2SO40.1g），用注射器加入浓H2SO45mL充分摇匀，管口盖上弯颈小漏斗，以冷凝蒸出之水汽。
将8～10个试管放入自动控温的铝块管座中（试管内的液温控制在约170℃），[或将8～10个试管盛于铁丝笼中（每笼中均有1～2个空白试管），放入温度为185～190℃的石蜡油锅中，要求放入后油浴锅温度下降至170～180℃左右，以后必须控制电炉，使油浴锅内始终内维持在170～180℃]，待试管内液体沸腾发生气泡时开始计时，煮沸5min，取出试管（用油浴法，稍冷，擦净试管外部油液）。
冷却后，将试管内容物倾入250mL三角瓶中，用水洗净试管内部及小漏斗，这三角瓶内溶液总体积为60～70mL，保持混合液中（1/2 H2SO4）浓度为2～3 mol·L-1，然后加入2-羧基代二苯胺指示剂12～15滴，此时溶液呈棕红色。用标准的0.2 mol·L-1硫酸亚铁滴定，滴定过程中不断摇动内容物，直至溶液的颜色由棕红色经紫色变为暗绿（灰蓝绿色），即为滴定终点。如用邻啡罗啉指示剂，加指示剂2～3滴，溶液的变色过程中由橙黄→蓝绿→砖红色即为终点。记取Fe SO4滴定毫升数（V）。
每一批（即上述每铁丝笼或铝块中）样品测定的同时，进行2～3个空白试验，即取0.500g粉状二氧化硅代替土样，其他手续与试样测定相同。记取Fe SO4滴定毫升数（V0），取其平均值。
3.2.1.5结果计算
土壤有机碳（g·kg-1）=
式中：c——0.8000 mol·L-1 (1/6K2Cr2O7)标准溶液的浓度；
5——重铬酸钾标准溶液加入的体积（mL）；
V0——空白滴定用去FeSO4体积（mL）；
V——样品滴定用去FeSO4体积（mL）；
3.0——1/4碳原子的摩尔质量（g·mol-1）；
10-3——将mL换算为L；
1.1——氧化校正系数；
m——风干土样质量(g)；
k——将风干土样换算成烘干土的系数。
注释：
注1．含有机质高于50g·kg-1者，称土样0.1g，含有机质高于20～30g·kg-1者，称土样0.3g，少于20g·kg-1者，称土样0.5g以上。由于称样量少，称样时应用减重法以减少称样误差。
注2．土壤中氯化物的存在可使结果偏高。因为氯化物也能被重铬酸钾所氧化，因此，盐土中有机质的测定必须防止氯化物的干扰，少量氯可加少量Ag2SO4，使氯根沉淀下来（生成AgCl）。Ag2SO4的加入，不仅能沉淀氯化物，而且有促进有机质分解的作用。据研究，当使用Ag2SO4时，校正系数为1.04，不使用Ag2SO4时校正系数为1.1。Ag2SO的用量不能太多，约加0.1g，否则生成Ag2Cr2O7沉淀，影响滴定。
在氯离子含量较高时，可用一个氯化物近似校正系数1/12来校正之，由于Cr2O7-1与Cl-1及C的反应是定量的：
Cr2O72-+6Cl-1+14H+→2Cr3++3Cl2+7H2O
2Cr2O72-+3C+16H+→4Cr3+3CO2+8 H2O
由上二个反应式可知C/4Cl-1=12/4×35.5≈1/12
土壤含碳量（g·kg-1）=未经校正土壤含碳量（g·kg-1）-
此校正系数在Cl:C比为5:1以下时适用。
注3．对于水稻土、沼泽土和长期渍水的土壤，由于土壤中含有较多的Fe2+、Mn2+及其它还原性物质，它们也消耗K2Cr2O7，可使结果偏高，对这些样品必须在测定前充分风干。一般可把样品磨细后，铺成薄薄一层，在室内通风处风干10天左右即可使Fe2+全部氧化。长期沤水的水稻土，虽经几个月风干处理，样品中仍有亚铁反应，对这种土壤，*好采用铬酸磷酸湿烧——测定二氧化碳法（见3.2.2）。
注4．这里为了减少0.4 mol·L-1(1/6K2Cr2O7)—H2SO4溶液的黏滞性带来的操作误差，准确加入0.800mol·L-1(1/6K2Cr2O7)水溶液5mL及浓H2SO45mL，以代替0.4 mol·L-1(1/6K2Cr2O7) 溶液10mL。在测定石灰性土壤样品时，也必须慢慢加入K2Cr2O7—H2SO4溶液，以防止由于碳酸钙的分解而引起激烈发泡。
注5．*好不采用植物油，因为它可被重铬酸钾氧化，而可能带来误差。而矿物油或石蜡对测定无影响。油浴锅预热温度当气温很低时应高一些（约200℃）。铁丝笼应该有脚，使试管不与油浴锅底部接触。
注6．用矿物油虽对测定无影响，但空气污染较为严重，*好采用铝块（有试管孔座的）加热自动控温的方法来代替油浴法。
注7．必须在试管内溶液表面开始沸腾才开始计算时间。掌握沸腾的标准尽量一致，然后继续消煮5min，消煮时间对分析结果有较大的影响，故应尽量记时准确。
注8．消煮好的溶液颜色，一般应是黄色或黄中稍带绿色，如果经绿色为主，则说明重铬酸钾用量不足。在滴定时消耗硫酸亚铁量小于空白用量的1/3时，有氧化不完全的可能，应弃去重做。
