土壤中氢氧化钙(Ca(OH)₂)的检测主要用于评估土壤改良效果(如酸性土壤的石灰施用)、建筑回填土的稳定性、工业污染场地(如电石渣、钢铁废渣填埋)或考古遗址的化学特性。由于氢氧化钙在土壤中不稳定，易与空气中的CO₂反应生成碳酸钙(CaCO₃)，因此检测需快速、准确，并区分Ca(OH)₂与CaCO₃。

　　一、 检测原理

　　氢氧化钙具有强碱性，其检测主要基于以下性质：

　　碱性：溶于水后显著提高pH值。

　　与酸反应：可与酸发生中和反应。

　　与糖类络合：与蔗糖形成可溶性络合物，便于滴定。

　　热稳定性差异：Ca(OH)₂在~580°C分解为CaO和H₂O，而CaCO₃在~800°C分解。

　　二、 常用检测方法

　　1. 蔗糖法 + 酸碱滴定法(常用、标准方法)

　　原理：氢氧化钙与蔗糖形成可溶性的蔗糖钙，可用标准盐酸滴定;而碳酸钙不与蔗糖反应，不干扰测定。

　　适用：土壤中同时存在Ca(OH)₂和CaCO₃时，可选择性测定Ca(OH)₂。

　　标准参考：

　　《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)中的 T 0801-2009 石灰有效钙和镁含量试验方法(蔗糖法)

　　ASTM C25/C25M(石灰化学分析标准)

　　操作步骤：

　　取风干、过0.5mm筛的土壤样品，称重(约0.8–1.0g)。

　　加入蔗糖溶液(预先煮沸除CO₂)，搅拌15分钟，使Ca(OH)₂完全溶解形成蔗糖钙。

　　加入酚酞指示剂(变粉红色)。

　　用标准盐酸溶液(如0.5N HCl)滴定至粉红色消失，记录耗酸体积。

　　计算Ca(OH)₂含量：

　　V：盐酸消耗体积(mL)

　　NN：盐酸当量浓度

　　mm：样品质量(g)

　　37.05：Ca(OH)₂的毫克当量

　　优点：选择性好，可排除CaCO₃干扰。

　　缺点：操作需快速，避免空气中CO₂干扰;土壤中高含量粘土可能吸附Ca²⁺，影响结果。

　　2. pH值法(快速筛查)

　　原理：Ca(OH)₂溶于水后pH可达12–12.5，而CaCO₃饱和溶液pH约9.4。

　　方法：

　　取土壤样品与无CO₂水(煮沸冷却)按1:5比例混合。

　　搅拌30分钟，静置后用pH计测定上清液pH。

　　若pH > 12.0，提示可能存在Ca(OH)₂。

　　优点：快速、简便，适合现场初筛。

　　缺点：非定量，且受其他碱性物质(如NaOH、Mg(OH)₂)干扰，不能区分Ca(OH)₂与CaCO₃。

　　3. 热重分析法(TGA)

　　原理：Ca(OH)₂在加热至~580°C时分解：

　　失重对应于H₂O的质量，可计算Ca(OH)₂含量。

　　操作：

　　取少量土壤样品(5–10mg)。

　　在氮气或空气氛围中，从室温升至800–1000°C。

　　记录失重曲线，580°C左右的失重峰对应Ca(OH)₂分解。

　　优点：可同时测定Ca(OH)₂、CaCO₃(~800°C分解)和水分。

　　缺点：设备昂贵，样品量小，需专业操作，土壤中其他含水矿物(如粘土)可能干扰。

　　4. X射线衍射法(XRD)

　　原理：不同晶体结构具有特征衍射峰。

　　特征峰：

　　Ca(OH)₂(氢氧化钙，Portlandite)：2θ ≈ 18.0°, 34.1°, 39.0°, 40.9°

　　CaCO₃(方解石)：2θ ≈ 29.4°, 39.4°

　　优点：非破坏性，可定性识别矿物相。

　　缺点：半定量，对低含量Ca(OH)₂(<1%)不敏感，无法区分活性与非活性组分。

　　三、 推荐检测流程

　　现场初筛：用pH法快速判断是否存在强碱性物质。

　　实验室定量：

　　首选 蔗糖法 + 酸碱滴定，准确测定Ca(OH)₂含量。

　　若需同时分析CaCO₃和其他矿物，可补充 TGA 或 XRD。

　　数据验证：结合总钙(ICP-OES)和碳酸钙含量(气量法或TGA)进行交叉验证。

　　四、 注意事项

　　样品保存：采集后应密封、冷藏、尽快分析，防止Ca(OH)₂碳化。

　　避免CO₂干扰：使用无CO₂水、快速操作、减少暴露时间。

　　土壤基质影响：高有机质或粘土可能影响滴定终点判断，可做空白校正。

　　安全防护：Ca(OH)₂具强碱性，操作时戴手套、护目镜。

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