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土壤阳离子交换量的测定离子选择电极法

1范围

本文件规定了测定土壤中阳离子交换量的离子选择电极法。

本文件适用于测定土壤在pH6.0-pH10.0条件下的阳离子交换量。

本文件在称样量为3.000g，加碱体积为50.00mL，pH8.4±0.2条件下测定阳离子交换量的方法检出限为0.41cmol(+)/kg，测定下限为1.64cmol(+)/kg。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

HJ/T166土壤环境监测技术规范

HJ168环境监测分析方法标准制定技术导则

GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。阳离子交换量

阳离子交换量（CationExchangeCapacity，简称CEC）是指在一定pH值条件下，每千克土壤或胶体所能吸附的全部交换性阳离子折合成一价离子的厘摩尔数（cmol(+)/kg）。

阳离子交换量是土壤和胶体的重要化学性质之一，它反映了土壤颗粒吸附和保持阳离子养分（如钾、钙、镁、铵等）的能力。阳离子交换量的大小与土壤类型、质地、有机质含量、黏土矿物种类和数量等因素密切相关。较高的阳离子交换量意味着土壤颗粒能够吸附和储存更多的阳离子养分，从而为植物生长提供更丰富和稳定的营养来源；较低的阳离子交换量则反映土壤肥力不足，需要通过施肥等措施来补充养分。在土壤学、环境科学等领域，阳离子交换量是评估土壤肥力、土壤改良、环境污染治理等方面的重要参数。

4方法原理

根据界面原子轨道非对称杂化理论，首先将硅氧烷表面（恒电荷表面）转换成[≡Si-O]-?H+、将可变电荷表面（羟基化表面）转换成[≡Si-OH2]+，然后加入NaOH并借助于快速的“表面酸碱反应”来调节悬液pH，并使[≡Si-O]-?H+快速转换成[≡Si-O]-?Na+，同时将可变电荷表面[≡Si-OH2]+快速转换成[≡Si-OH]或[≡Si-O]-?Na+(转换数量都由pH决定)。所释放的负电荷被Na+平衡。根据轨道非对称杂化理论，Na+只发生静电吸附而无“极化诱导共价吸附”（用“?”表示静电吸附），因此Na+吸附量就是该pH条件下的阳离子交换量。土壤颗粒吸附的所有可交换的阳离子之和称为有效态阳离子交换量，缩写为CEC。

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5试剂和材料

除非另有说明，实验所用纯水均使用满足GB/T6682所规定的二级水。

5.1盐酸：ρ（HCl）=1.19g/mL。

5.2氢氧化钠（NaOH）。

使用前110℃~120℃烘干2h。

5.3氯化钠（NaCl）：优级纯。

使用前在550℃±50℃的高温炉中灼烧至恒重。

5.4邻苯二甲酸氢钾（C8H5KO4）。

使用前110℃~120℃烘干2h。

5.5磷酸二氢钾（KH2PO4）。

使用前110℃~120℃烘干2h。

5.6无水磷酸氢二钠（Na2HPO4）。

使用前110℃~120℃烘干2h。

5.7四硼酸钠（Na2B4O7·10H2O）。

与饱和溴化钠（或氯化钠加蔗糖）溶液（室温）共同放置在干燥器中48h，使四硼酸钠晶体保持稳定。

5.8冰醋酸（C2H4O2）：优级纯。

5.9盐酸溶液：c(HCl)=0.1mol/L。

量取浓盐酸（3.1）8.3mL稀释至1L，充分摇匀。

5.10盐酸溶液：c(HCl)=0.001mol/L。

移取1.00mL盐酸溶液（3.9），转移至100mL容量瓶中，纯水稀释至标线，摇匀。

5.11氢氧化钠溶液：c(NaOH)=0.020mol/L。

称取0.800g氢氧化钠（3.2），纯水溶解后稀释至1000mL。贮存于聚乙烯瓶中，可在2℃~5℃保存1个月；或购买市售有证标准溶液。

5.12钠离子标准溶液：c(Na+)=0.100mol/L。

称取5.844g氯化钠（3.3），纯水溶解后，转移至1000mL容量瓶中，定容至标线，摇匀，贮存于聚乙烯瓶中，2～5℃冷藏；或购买市售有证标准溶液。

5.13钠离子标准溶液：c(Na+)=0.010mol/L。

移取10.00mL钠离子标准溶液（3.12），转移至100mL容量瓶中，纯水稀释至标线，摇匀。临用现配。

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5.14钠离子标准溶液：c(Na+)=0.001mol/L。

移取10.00mL钠离子标准溶液（3.13），转移至100mL容量瓶中，纯