14土壤酸碱性测定.docx
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14土壤酸碱性测定
14、土壤酸碱性测定
一、所属主题
所属主题:
认识大自然。
所属分主题:
要懂得保护大自然。
二、预期学习结果
1、知道土壤的酸碱性。
2、了解土壤酸碱性的作用。
3、学会土壤酸碱性测定的方法。
三、教学重点和难点
重点:
了解土壤酸碱性的作用。
难点:
学会土壤酸碱性测定的方法。
四、教材分析
所谓“pH”,又名“酸碱度”,即“氢离子浓度指数”,是溶液中氢离子活度的一种标度,也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。
因此pH的测定必须在水溶液中进行才比较有意义。
在第七章第1节“溶液的酸碱性”中,其标题就已经给了学生这样一个意识,而课本32页与36页的“活动与探究”中设计的实验也充分体现了这一原则,所用待测物均是溶液。
在说到溶液酸碱性与生命活动的关系时,给出的表7-1仍然是人体的体液pH范围,但是接下来的表7-2中却给出了几种作物最适宜的pH范围,由此引出土壤pH的概念。
土壤的常态并不是溶液,因此,了解土壤pH的测定方法可以开阔学生的眼界。
接着在第七章第3节“几种常见的盐”中再次由化肥的不合理使用会导致土壤结构遭到破坏引出用熟石灰、草木灰等碱性物质可以改良酸性土壤的知识。
因此土壤pH的测定可以帮助学生学会判断周围的土壤是否酸化了。
最后在第九章第3节“环境污染的防治”中通过空气污染物中二氧化硫对空气的影响介绍酸雨的形成和危害,再次解释了土壤酸化的主要成因。
如此环环相扣,充分体现了化学与生活、化学与环境的联系,并突出强调了化学学科的实用性。
但是,pH的测定有多种方法,生活中需要测定pH的物质也非仅有水溶液一种状态,因此,了解多种测定手段和新兴测定技术、设备对学生将所学知识学以致用有着至关重要的作用。
五、教学活动建议
设计目的:
通过对土壤酸碱性的了解,知道突然酸碱性的作用。
活动建议:
生活中,学生对土壤都有一定的了解,教师通过适当引导,帮助学生了解土壤酸碱性的作用。
活动形式:
1、引导学生了解土壤的酸碱性:
通过一些实验学生会知道突然酸碱性的作用。
2、根据学生汇报总结:
土壤酸碱性的作用可以帮助植物的生长等等。
六、参考教学设计
1.pH指示剂法
在待测溶液中加入pH指示剂,不同的指示剂根据不同的pH值会变化颜色,根据指示剂的研究就可以确定pH值的范围。
这就是初中阶段最常使用的pH试纸对照标准比色卡的方法,其过程为:
用玻棒蘸一点待测溶液到pH试纸上,然后根据试纸的颜色变化并对照比色卡得到溶液的pH值。
该方法在测定时要注意以下几个方面:
(1)pH试纸在测定前要保持干燥,以免测定结果产生误差;
(2)玻璃棒每次使用前都要用蒸馏水擦洗并擦干;
(3)待测液滴到pH试纸上后时间不可过长,应在接触后半分钟内开始读数,防止时间过长,引发后续反应,引起指示剂的其它颜色变化,影响测定结果。
(4)不要将pH试纸浸入待测液,因为试纸浸入待测液会有指示剂流失,从而导致所测值不准,而指示剂流失的同时,会污染待测液。
(5)pH试纸不能够显示出油份的pH值,由于pH试纸以氢铁制成和以氢铁来量度待测溶液的pH值,但油中没含有氢铁,因此pH试纸不能够显示出油份的pH值。
2.电极法
利用玻璃电极及参考电极,测定水样中电位变化,可决定氢离子活性,而以氢离子浓度指数(pH)表示之(于25℃,理想条件下,氢离子活性改变10倍,即改变一个pH单位,电位变化为59.16mV)。
通常所说的pH计(图1)测定就是最常见的电极测定法。
pH计是一种测量溶液pH值的仪器,它通过pH选择电极(如玻璃电极)来测量出溶液的pH值。
良好的pH计可得精密度为±0.02,准确度为±0.05。
其测定过程为:
将电极冲洗拭干后置入水样中,以磁石搅拌,待稳定后读取pH值并记录温度。
该方法在测定时要注意以下几个方面:
(1)每更换水样均应先将电极淋洗干净并拭干;
(2)每隔一段时间应用标准缓冲液对pH计进行校正(或依照制造商提供之仪器操作手册之说明来校正),校正后的pH计有效使用期限一般为四个星期;
(3)温度影响电极电位和水的电离平衡,温度补偿器、标准缓冲液、待测液温度要一致。
(4)每批样品量测前必须先校正;连续量测十个样品后,须再量测校正液确保稳定性。
在测定土壤的pH时,由于土壤常态下是固体,无法直接用以上两种方法进行测量,需要进行处理后再测定,因此,测定土壤pH时一般先制成土壤浸出液再行测定。
在制作土壤浸出液时要注意如下问题:
(1)土水比的影响:
一般土壤悬液愈稀,测得的pH愈接近于7,尤以碱性土的稀释效应较大。
为了便于比较,测定pH的土水比应当固定。
经试验,采用1∶1的土水比,碱性土和酸性土均能得到较好的结果,酸性土采用1∶5和1∶1的土水比所测得的结果基本相似,故建议碱性土采用1∶1或1∶2.5土水比进行测定。
(2)蒸馏水中CO2会使测得的土壤pH偏低,故应尽量除去,以避免其干扰。
(3)待测土样不宜磨得过细,宜用通过1mm筛孔的土样测定。
注意到这些问题后,一般土壤浸出液的制作方法为:
称取通过2mm孔径筛的风干试样20g(精确至0.1g)于50ml高型烧杯中,加去除CO2的水20mL,以搅拌器搅拌1min,使土粒充分分散,放置30min后进行过滤,其滤液即可用于测定制成土壤浸出液后,即可按需要采用以上介绍的电极法和pH指示剂法进行测定。
3.其他常用测定方法
(1)测细泥糊状物pH值
将足够量的蒸馏水加到土壤样品中搅成很细的糊状物,放置5分钟插入pH计,经过15-20秒后读取仪器示值。
注意在两次测量之间要充分洗涤电极。
(2)水分饱和的土壤糊状物pH值
在土壤样品中加入少量蒸馏水,用刮勺搅动混成水分饱和的土壤糊状物,使其均匀,然后在专用的器皿中轻轻敲打糊状物,直至这种糊状物能够反射光线以及稍能流动。
当将器皿翻转过来时糊状物应能自由滑出,如有粘附可用刮刀将其刮净。
将糊状物放置1小时以上,再检查一次样品的水分饱和程度(按照上述方法)。
在放置过程中样品表面不应有游离水分出现,糊状物也不应显著变硬或失去光泽,如果样品变硬或失去光泽,应添加水重新混合,如果糊状物太潮湿则应添加一些干燥的土壤。
样品制备后,将电极插入糊状物内不断升高或降低电极的位置直至获得重现的pH读数为止。
以上方法都可以进行测定,但对于同一样品不同方法所得数据稍有较大差异,因此在给出土壤pH值时应指明所采用的测定方法。
4.土壤酸碱度计测定法
使用过程中要注意:
(1)如果测定点的土壤太干燥或肥份过多,无法测土壤的酸碱度时,须先泼水在测定点位置上,待半小时后再行测定。
(2)使用测定器前须先用研磨布,在金属吸收板的部位,完全地擦拭清洁,以防影响测定值。
若是未使用新品,金属板表层有保护油,须先插入土壤数次,磨净保护油层后再使用。
(3)酸碱值测定时,直接插入测试点土内,金属板面必须全部入土,约10分钟所得的才是正确值。
土壤的密度、湿度和肥份过多都可能影响测定值,故必须在不同的位置测定数次,以求平均值。
(4)测定器在10分钟后酸碱值很稳定,此时按下侧边白色按钮,湿度立即显现。
七、参考资料
1.利用土壤浸出液进行测定
(1)土壤浸出液的制作
在制作土壤浸出液时,过滤速度较慢。
为了加快过滤速度,可先将上层较清的液体少量倒入滤纸内,多分几次进行过滤。
(2)不同测定方法的测量结果
用广范pH试纸去进行测定时,无法得到精确结果,只能粗略读为pH=7。
用pH计对该土壤浸出液进行测量,其结果显示为pH=6.7
2.用土壤酸碱度计直接测量
将土壤酸碱度计直接插入土中,测得结果并不精确,大至在6.7~7之间。
3.三种方法比较
在测定过程中,土壤酸碱度计测定最简单易操作,但土壤的湿度不易把握,需要积累一定的经验,且测量结果受所用仪器精度限制,精度好的仪器价格相对较高。
广范pH试纸测定的精确度较差,无法测定。
pH计测定的方法精确度好,但土壤浸出液的制作较为烦琐。
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