Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4050:1985 về đất trồng trọt - Phương pháp xác định tổng số chất hữu cơ do Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước ban hành

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 4050 – 85

ĐẤT TRỒNG TRỌT - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỔNG SỐ CHẤT HỮU CƠ

Soil - Method for the determination of total organic matter

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định tổng số chất hữu cơ của đất trồng, dùng kali biđromat làm chất oxy hóa.

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các loại đất có hàm lượng tổng số chất hữu cơ nhỏ hơn 15% và không áp dụng cho các loại đất có hàm lượng chất khử vô cơ trong đất lớn (như đất phèn, đất trũng ngập nước quanh năm…).

1. LẤY MẪU VÀ CHUẨN BỊ MẪU

Theo TCVN 4046 – 85 và TCVN 4047 – 85

2. DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT

Cân phân tích có sai số không quá 0,001 g;

Cân kỹ thuật có độ chính xác 0,1 g;

Bình tam giác dung tích 100; 250 ml;

Phễu nhỏ;

Bình định mức 1000; 2000 ml sai số không quá 0,5 ml;

Buret dung tích 50 ml, sai số không quá 0,1 ml;

Buret tự động có bộ phận chống oxy của không khí;

Bếp điện bọc hoặc bếp điện có lưới amiăng;

Đồng hồ cát hoặc đồng hồ bấm;

Kali bicromat tinh khiết hoặc tinh khiết để phân tích;

Muối Mo tinh khiết hoặc tinh khiết để phân tích;

Kali pemanganat phichxana 0,1 N;

Natri cacbonat tinh khiết;

Axit antranilic – chỉ thị màu;

Axit sunfuric, tinh khiết để phân tích, đậm đặc, có khối lượng riêng 1,84 g/cm³.

Pyrogalol tinh khiết;

Kali hydroxit tinh khiết;

3. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH

3.1. Phương pháp oxy hóa có đun (phương pháp trọng tài)

3.1.1. Nội dung của phương pháp:

Phương pháp dựa theo phương pháp Thiurin, ôxy hóa chất hữu cơ trong đất bằng dung dịch K₂Cr₂O₇, 0,4N pha trong axit sunfuric 18N, thời gian đun 5 phút kể từ khi bắt đầu sôi. Lượng kali bicromat dư được xác định theo phép chuẩn độ ngược bằng dung dịch chuẩn muối Mo.

3.1.2. Chuẩn bị xác định:

3.1.2.1. Chuẩn bị dung dịch K₂Cr₂O₇ 0,4 N trong dung dịch axit sunfuric 18N.

Cân chính xác 39,23 g K₂Cr₂O₇ tinh khiết để phân tích đã được sấy khô ở 200 ^oC bằng cân có sai số nhỏ hơn 0,01 g. Hòa tan với nước cất thành 1 lit dung dịch trong bình định mức 1 lít. Sau đó rót dung dịch qua bình định mức 2 lít, rồi cẩn thận thêm từng lượng ít H₂SO₄ đậm đặc, vừa thêm vừa làm lạnh cho đến vạch định mức 2 lít. Dung dịch có nồng độ K₂Cr₂O₇ đúng 0,4 N được sử dụng làm dung dịch chuẩn.

Dung dịch K₂Cr₂O₇ bền, bảo quản lâu không biến đổi nồng độ. Cần tránh các chất hữu cơ.

Trường hợp sử dụng K₂Cr₂O₇ không đạt tiêu chuẩn tinh khiết, cần cân 40 g K₂Cr₂O₇ và pha thành 2 lít dung dịch trong H₂SO₄ như ở trên. Sau đó xác định nồng độ K₂Cr₂O₇ bằng dung dịch chuẩn muối Mo như sau:

Dùng burett lấy 1000 ml dung dịch K₂Cr₂O₇ cho vào bình tam giác có dung tích 100 ml, thêm 3 giọt chỉ thị axit phenyl antranilic. Chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn muối Mo cho đến khi màu từ tím chuyển sang xanh. Lập lại 3 lần và lấy kết quả trung bình.

Nồng độ đương lượng của dung dịch kali bicomat (N₁) tính theo công thức:

N₁ = ,

Trong đó:

V₁: Thể tích dung dịch Kali bicromat (ml);

N₂: Nồng độ đương lượng dung dịch muối Mo;

V₂: Thể tích dung dịch muối Mo (ml);

3.1.2.2. Chuẩn bị dung dịch muối Mo 0,2 N

Cân 80 g muối Mo FeSO₄ (NH₄)₂ SO₄.6H₂O bằng cân kỹ thuật có sai số không quá 0,1 g. Hòa tan trong khoảng 700 ml dung dịch H₂SO₄ 1N. Lọc dung dịch qua giấy lọc và cho dung dịch vào bình định mức 1 lít. Thêm nước cất đến vạch định mức. Khuấy đều dung dịch. Bảo quản dung dịch trong lọ màu, có bộ phận chống oxy của không khí xâm nhập.

Muối Mo kém bền, dễ bị ôxy hóa; nồng độ dung dịch cần được thường xuyên xác định trước khi dùng bằng cách chuẩn độ với dung dịch chuẩn KMnO₄.

Dùng pipét hút 10 ml dung dịch muối Mo cho vào bình tam giác có dung tích 250 ml. Thêm 1 ml H₂SO₄ đậm đặc và 50 ml nước cất. Chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn KMnO₄ 0,1 N cho đến khi xuất hiện màu hồng không biến mất sau 1 phút. Lặp lại 3 lần và lấy kết quả trung bình.

Nồng độ đương lượng muối Mo (N₁) tính theo công thức:

N₁ =

Trong đó:

V₁: Thể tích dung dịch muối Mo (ml);

N₂: Nồng độ đương lượng dung dịch KMnO₄;

V₂: Thể tích dung dịch KMnO₄ (ml).

3.1.2.3. Chuẩn bị dung dịch axit phenyl antranilic

Cân 0,2 g axit phenyl antranilic cho vào bát sứ, thêm một ít dung dịch Na₂CO₃ 0,2% và trộn đều thành dạng sền sệt, sau đó cho thêm dung dịch Na₂CO₃ 0,2% thành 100 ml.

3.1.2.4. Chuẩn bị dung dịch pyrogallol trong kiềm:

Hòa tan 12g pyrogallol với 50 ml nước cất (dung dịch A).

Hòa tan 180 g kali hyđroxit với 300 ml nước cất (dung dịch B).

Trộn dung dịch A với dung dịch B. Dung dịch thu được dùng để chống oxy của không khí xâm nhập oxy hóa muối Mo.

3.1.3. Tiến hành xác định

Cân chính xác bằng cân phân tích có sai số không lớn hơn 0,001 g khối lượng đất (0,5000) đã được chuẩn bị theo TCVN 4047 – 85.

Khối lượng đất có thể ít hơn nếu hàm lượng chất hữu cơ trong đất cao. Có thể quy định như sau:

Cho đất vào đáy bình tam giác chịu nhiệt có dung tích 100 ml. Sau đó cho vào bình tam giác một thể tích chính xác 10,00 ml dung dịch K₂Cr₂O₇ 0,4N trong axit sunfuric 18N. Lắc đều và dùng phễu con đậy bình (cuống phễu ở phía dưới).

Đun trên bếp điện có lưới amiăng (hoặc bếp điện bọc) cho sôi nhẹ trong 5 phút kể từ khi bắt đầu sôi.

Lấy bình tam giác ra khỏi bếp và để nguội bình đến nhiệt độ trong phòng. Thêm 3 giọt chỉ thị màu axit phenyl antranilic. Chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn muối Mo 0,2N cho đến khi màu chuyển từ tím sang xanh.

3.1.4. Tính kết quả

Tổng số chất hữu cơ tính bằng phần trăm khối lượng (CHC) theo các công thức:

3.1.4.1. Tính theo nồng độ dung dịch kali bicromat

CHC =

Trong đó:

V: thể tích dung dịch K₂Cr₂O₇ dùng để ôxy hóa (ml);

a: thể tích dung dịch muối Mo chuẩn độ trắng (ml);

b: thể tích dung dịch muối Mo chuẩn độ lượng dư (ml);

N: nồng độ đương lượng dung dịch K₂Cr₂O₇;

g: khối lượng đất khô không khí cần để xác định (g);

0,003: mili đương lượng gam cacbon (g);

K: hệ số tính ra đất khô tuyệt đối;

100: hệ số tính phần trăm;

1,724: hệ số chuyển thành tổng số chất hữu cơ.

3.1.4.2. Tính theo nồng độ dung dịch muối Mo

CHC =

Trong đó:

a: Thể tích dung dịch muối Mo chuẩn độ trắng (ml);

b: Thể tích dung dịch muối Mo chuẩn độ lượng dư (ml);

N: Nồng độ dung dịch muối Mo;

g: Khối lượng đất khô không khí cần để xác định (g);

K: Hệ số tính ra đất khô tuyệt đối;

100: Hệ số tính phần trăm;

1,724: Hệ số chuyển thành tổng số chất hữu cơ.

3.2. Phương pháp ôxy hóa không đun

3.2.1. Nội dung của phương pháp

Phương pháp dựa theo phương pháp wallkley và Blackôxy hóa chất hữu cơ trong đất bằng dung dịch K₂Cr₂O₇0,5 N trong dung dịch H₂SO₄ 25 N, dùng nhiệt độ do nhiệt hòa tan H₂SO₄ vào dung dịch K₂Cr₂O₇ làm nhiệt độ ôxy hóa. Lượng K₂Cr₂O₇ dư được xác định theo phép chuẩn độ ngược bằng dung dịch chuẩn muối Mo.

3.2.2. Chuẩn bị xác định:

3.2.2.1. Chuẩn bị dung dịch K₂Cr₂O₇ 1 N

Cân chính xác 49,040 g K₂Cr₂O₇ tinh khiết để phân tích đã được sấy khô ở 200 ^oC bằng cân có sai số nhỏ hơn 0,01 g. Hòa tan với nước cất thành 1 l trong bình định mức.

Trường hợp pha từ K₂Cr₂O₇ không đạt tiêu chuẩn tinh khiết cần cân 50 g K₂Cr₂O₇ pha với nước cất thành 1 l dung dịch. Sau đó xác định nồng độ dung dịch K₂Cr₂O₇ bằng dung dịch chuẩn muối Mo.

Dùng pipét hút 5,00 ml dung dịch K₂Cr₂O₇  cho vào bình tam giác, thêm 10 ml H₂SO₄ đậm đặc và 3 giọt chỉ thị màu axit phenyl antranilic. Chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn muối Mo cho đến khi màu chuyển từ tím qua xanh. Lặp lại 3 lần và lấy kết quả trung bình.

Nồng độ đương lượng dung dịch K₂Cr₂O₇ (N₁) tính theo công thức:

N₁ =

Trong đó:

V₁: Thể tích dung dịch K₂Cr₂O₇ (ml);

N₂: Nồng độ đương lượng dung dịch muối Mo;

V₂: Thể tích dung dịch muối Mo (ml)

3.2.2.2. Chuẩn bị dung dịch muối Mo 0,2 N theo 3.1.2.2.

3.2.2.3. Chuẩn bị dung dịch axit phenyl antranilic theo 3.1.2.3.

3.2.3. Tiến hành xác định

Cân chính xác bằng cân phân tích có sai số lớn hơn 0,001 g, khối lượng đất 0,5000 g đã được chuẩn bị theo TCVN 4047 – 85.

Khối lượng đất có thể ít hơn nếu hàm lượng chất hữu cơ trong đất cao, có thể quy định theo 3.1.3.

Cho đất vào đáy bình tam giác có dung tích 100 ml cho vào bình tam giác một thể tích chính xác 5,00 ml dung dịch K₂Cr₂O₇ 1 N. Thêm một cách cẩn thận 10 ml H₂SO₄ đậm đặc. Lắc đều và sau đó để yên 30 phút. Thêm khoảng 20 – 30 ml nước, 4 – 5 giọt axit phenyl antranilic. Chuẩn độ lượng K₂Cr₂O₇ dư bằng dung dịch chuẩn muối Mo cho đến khi chuyển màu từ tím sang xanh.

3.2.4. Tính kết quả

Tổng số chất hữu cơ tính bằng phần trăm khối lượng (CHC) theo đất khô tuyệt đối bằng các công thức:

3.2.4.1. Tính theo nồng độ dung dịch K₂Cr₂O₇

CHC =

Trong đó:

a: thể tích dung dịch muối Mo chuẩn độ trắng (ml);

b: thể tích dung dịch muối Mo chuẩn độ lượng dư (ml);

V: thể tích dung dịch K₂Cr₂O₇ dùng để ôxy hóa (ml);

N: nồng độ đương lượng dung dịch K₂Cr₂O₇;

0,003: mili đương lượng gam của cacbon (g);

g: khối lượng đất khô không khí cần để xác định (g);

1,16: hệ số quy hàm lượng tổng số chất hữu cơ tương đương với phương pháp trọng tài;

100: hệ số tính phần trăm;

K: hệ số tính ra đất khô tuyệt đối;

1,724: hệ số chuyển thành tổng số chất hữu cơ;

3.2.4.2. Tính theo nồng độ dung dịch muối Mo:

CHC =

Trong đó:

a: thể tích dung dịch muối Mo chuẩn độ trắng (ml);

b: thể tích dung dịch muối Mo chuẩn độ lượng dư (ml);

N: nồng độ đương lượng dung dịch muối Mo;

0,003: mili đương lượng gam cacbon (g);

g: khối lượng đất khô không khí cần để xác định (g);

1,16: hệ số quy hàm lượng tổng số chất hữu cơ tương đương với phương pháp trọng tài.

100: hệ số tính phần trăm;

K: hệ số tính ra đất khô tuyệt đối;

1,724: hệ số chuyển thành tổng số chất hữu cơ.

3.2.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng.

Các chất khử vô cơ như Cl–, Fe²⁺, Mn²⁺, S^2-và các dạng thử khác… tác dụng với K₂Cr₂O₇ làm tiêu tốn một lượng K₂Cr₂O₇ và do đó làm tăng hàm lượng chất hữu cơ, gây sai số.

a) Các loại đất mặn có hàm lượng Cl- bé hơn 0,6% trong đất gây sai số không đáng kể. Những loại đất mặn có hàm lượng Cl- lớn hơn 0,6% cần loại bỏ ảnh hưởng do Cl- gây ra theo công thức:

% C thực tế = % C xác định -

b) Với các loại đất có nhiều chất khí vô cơ khác như Fe²+, Mn²+ và các sản phẩm khử của S (S^2-, FeS₂) như đất phèn, đất trũng ngập nước quanh năm…, sai số phân tích lớn cần sử dụng phương pháp Knốp.

c) Phương pháp được sử dụng với đất có hàm lượng tổng số chất hữu cơ bé hơn 15%.