1、土粒粒徑分析實驗一、實驗方法：吸管法二、實驗原理：土粒的粒徑分析大致分為分散、篩分和沉降 3個步驟。1 土粒分散：化學法(酸性土壤加氫氧化鈉，中性土壤加草酸鈉，堿性土壤加六偏磷酸鈉)、物理法(機械研磨、煮沸法、震蕩法、氣流激蕩法)2粗土粒的篩分：常規粒徑分析只對0.25mnH勺土粒進行篩分，但由于0.1mm 的顆粒在水中沉降速度太快，用吸管吸取懸液常常得不到好的結果，因此篩分范圍可放寬到此到0.1 mm,即對0.1 mm的土粒進行篩分。3細土粒的沉降分離：吸管法沉降分離原理：篩分的細土粒(0.1mm依據司篤克斯(G. G. Stokes )定律。(1)(4)Fr =6二 rv 3 4二r (

2、：s - f)gFg 二一3一d2( Ps - Pf)gvt 二1818Lt 二:d (; s - ; f)g式中：Fr-摩擦力，Fg-顆粒所受重力，刀-水的粘滯度(g/cm s) , r顆粒半徑(cnrj), v顆粒沉降速度(cm/s), 4/3兀r3是球體顆粒的體積，p s為顆粒密度g/cm3, p f為流體的密度g/cm3,g為重力加速度(981cm/s2),u t為終端速度cm /s , d為顆粒直徑cm,顆粒沉降深度Lem,所需時間t s用沉降法的幾點假設(1)顆粒是堅固的球體且表面光滑；(2)所有顆粒密度相同；（3）顆粒直徑應大到不受流體（水）布朗運動的影響；（4）供沉降分析的懸液

3、必須稀釋到顆粒沉降互不干擾，即每一個顆粒的沉降都不受鄰顆粒的影響。（5）環繞顆粒的流體（水）保持層流運動，沒有顆粒的過快沉降引起流體的紊流運動。以上幾點，除（3）、（4）可以大致滿足外，（5）很難完全保證，（1）、（2） 兩條根本無法滿足。細土粒不是球形的（大多為扁平狀），表面也不光滑，其密 度也不相同，只有大多硅酸鹽的密度在 2.62.7 g/cm3之間，其他重礦物和氧 化鐵的密度可達到5.0 g/cm3或更高，所以粒徑分析只能給出近似的結果。具體測定各級細土粒的方法，可根據Stokes定律，按公式（4）計算某一粒徑的土粒沉降到深度L （L 一般取10cm）所需時間。在測定前用特制的攪拌棒

4、均勻地攪拌顆粒懸液（見測定程序 5.4.3.3 ）,在沉降一開始記時，按公式（4） 計算的沉降時間用移液管在深度 L處緩慢吸取一定容量的懸液，烘干稱重，由 此可計算小于某一相應粒徑土粒的累積量。兩次測定的累積量相減可得某一粒 徑范圍的土粒量。三、儀器及設備吸管；吸管架；攪拌棒；洗耳球；沉降筒：即為1000mLs筒；洗篩直徑6cm, 篩網孔徑0.25mm 50mL量筒；皮頭玻棒；250mL高型燒杯；50mL小燒杯，電 熱板；烘箱；天平（感量 0.01g;感量0.001g;感量0.0001g）等。四、試劑：1六偏磷酸鈉溶液c1/6（NaPO3）6= 0.5mol L-1:51g 六偏磷酸鈉1/6（

5、NaPO3）6,化學純溶于水，稀釋至1L （用于堿性土壤）。2過氧化氫溶液（o（H2O2）=6%: 200mL過氧化氫溶液3 （H2O2）=30%腑釋至1L。3 異戊醇(CH3)2CHCH2CH2QHt學純五、測定步驟1樣品處理(1)稱取過1m麻的風干土樣約20g-m1 ,精確至0.01g,放入250ml高型燒杯中。根據換算系數K求得烘干土質量m2(2)加少量蒸儲水使土樣濕潤。然后加入過氧化氫( (o(H2O2)=6% 20mL用 玻璃棒攪拌，使有機質充分與過氧化氫接觸反應。反應過程中會產生大量氣泡， 過量的過氧化氫用加熱方法去除。2制備懸液(1)分散向高型燒杯中加c1/6(NaPO3)6=

6、0.5mol - L-1溶液10mL然后加蒸儲水至150 mL將懸液在電熱板上煮沸，在沸騰前應用玻棒經常攪動土粒， 以防止土粒粘底，保持沸騰1h。煮沸時特別要注意用異戊醇消泡，以免溢出。(2)篩分和定容將分散好的樣品轉移到1000mL的沉降筒中。沉降筒上置一直徑7cm9cm的漏斗，上面再放一直徑6cm,孔徑0.25mm標準篩，將分散好的土 樣全部過篩，并用橡皮頭玻棒輕輕地將土粒洗擦，用蒸儲水沖冼標準篩，確認 小于0.25mm直徑的土壤顆粒全部轉移到沉降筒中。特別注意沖洗到沉降筒的水 量不能超過1000mL然后加蒸儲水到沉降筒中定容至 1000 mL備用。(3)稱量大于0.25mm粒在小于0.2

7、5mmE徑的土樣顆粒全部轉移到沉降筒后，將篩上的土粒轉移到小燒杯中，傾去清水，在電熱板上蒸干，放入105c110c 烘箱中烘至恒重，在感量為0.001g的天平上稱量，然后計算1mnr0.25mmi粒 質量m33細土粒的沉降分析測量實驗室當時的水溫，按水溫計算 0.05mm 0.01mm 0.001mm土粒沉降 至10cm處所需的時間。用攪拌棒攪拌懸液1min,攪拌懸液時上下速度要均勻， 一般速度為上下各30次。攪拌棒向下時一定要觸及沉降筒底部，使全部土粒都 能懸浮。攪拌棒向上時，有孔金屬片不能露出液面，一般至液面下3cm5cm即可，否則會使空氣壓入懸液，致使懸液產生渦流，影響土粒沉降規律。沉降

8、時 間以攪拌結束為起始時間。用吸管吸取懸液操作，事先應反復練習，以避免實際操作時的失誤。分別吸取9.431mL 0.05mm顆粒、0.01mm顆粒和0.001mm顆粒懸液于吸管中，懸液全部移入50mL的小燒杯內，并用蒸儲水沖冼吸管壁，使吸附在吸管 壁上的土粒全部沖入小燒杯內。然后將小燒杯內的懸液在電熱板上蒸干(特別 小心防止懸液濺出)再移至105c110c烘箱中烘至恒重，在天平上稱量(感 量0.0001g),然后計算0.05mmW粒質量 m4 0.01mm顆粒質量 m5和0.001mm 顆粒的質量m64分散劑空白測定吸取10mL分散劑，放入沉降處理品，定容至1000mL攪勻，和樣品同樣 吸取9

9、.431mL于知質量的50mL燒杯中，蒸干烘至恒重，在天平上稱量(感量 0.0001g),然后計算分散劑質量m%六、計算結果一般以烘干土為計算基礎，求得各粒級所占百分比。烘干土質量m2=1mrrr 0.25mmW粒含量 = 他 100m20.05mm-0.01mm顆粒含量 = -(m4-m5) ts 100m20.01mm-0.001mn粒含量 = (mLm6)ts 100m2m20.001mn粒含量 =(皿皿 ts 1000.25mnrr0.05mm顆粒含量 =100%(1) +(2) +(3) +(4)%式中：m風干土質量，g; K為風干土換算為烘干土的系數；m2烘干土質量，g;m3Imrrr 0.25mmW粒質量，g;m40.05mmi粒與分散劑質量，g;m50.01mm5粒與分散劑質量，g;m60.001mmW粒與分散劑質量，g;m7分散劑質量，g;ts分取倍數，1000/9.431 。列表說明土壤的顆粒分析結果，根據表5-3中國土壤質地分類表查出土壤質地。測定允差取三份土樣進行平行測定，吸管法允許平行絕對誤差：粘粒級 1%粉砂粒 級2% (中國科學院南京土壤研究所，1978)-釉型梯忖停；nun)