復(fù)混肥料中總氮測定方法及注意事項(xiàng)
作者：祎鴻儀器 點(diǎn)擊率： 發(fā)布時間：2017-10-20 13:55:00
凱氏定氮法是最常用的方法，準(zhǔn)確可靠，應(yīng)用范圍廣，是測定氮的國家標(biāo)準(zhǔn)法，也是當(dāng)前分析含氮化肥常用方法。該方法不需復(fù)雜儀器設(shè)備，但操作中每一步都會影響化驗(yàn)結(jié)果。整個分析過程分為3步，即消化、蒸餾、滴定。在實(shí)際工作中每一步驟的操作都需謹(jǐn)慎、認(rèn)真，也常因多種因素影響導(dǎo)致檢測結(jié)果偏低。
氮肥是提供作物生長的重要營養(yǎng)成分之一。它容易被作物吸收，對作物的影響比其他大量元素更為敏感。氮肥用量大，品種較多。在相同的條件下，氮肥增產(chǎn)較穩(wěn)定，目前深受農(nóng)戶歡迎。在生產(chǎn)中提供氮素養(yǎng)分的主要原料有尿素、氯化銨、硫酸銨，磷酸一銨、磷酸二銨、硝酸銨及一些含氮量較高的有機(jī)物。原料的多樣性決定了肥料中氮以多種形態(tài)存在，酰胺態(tài)氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮及有機(jī)氮。
1 原理
含硝態(tài)氮的氮肥在堿性介質(zhì)中用定氮合金將硝酸根還原，直接蒸餾出氨，而不含硝態(tài)氮的其他氮素在混合催化劑存在下，用濃硫酸消化，將有機(jī)態(tài)或酰胺態(tài)等轉(zhuǎn)化為硫酸銨。從堿性溶液中蒸餾氨，用硼酸吸收，再用標(biāo)準(zhǔn)硫酸或鹽酸溶液滴定。
2 試劑
分析操作中的試劑配制，所用藥品如濃硫酸、氫氧化鈉、硼酸、硫酸銅、無水硫酸鉀或硫酸鈉、定氮合金、硫酸銨等均為分析純；標(biāo)定硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液無水碳酸鈉為基準(zhǔn)試劑；以溴甲酚綠-甲基紅作混合指示劑。操作所用的凱氏瓶、燒杯、三角瓶、試劑瓶等要清洗干凈，干燥后備用。蒸餾水制備都要嚴(yán)格按照有關(guān)要求。
3 樣品處理
檢測樣品時取樣是關(guān)鍵。取樣要具有代表性。樣品粉碎時要迅速，必須按四分法制備，多次縮分，取出約100 g，用研磨器或研缽研磨至全部通過0.5 mm孔徑篩，若試樣難粉碎，可研磨通過2 mm試樣篩，充分混合均勻，置于潔凈、干燥瓶中，作成分分析用。并要防止樣品過熱，影響檢測結(jié)果。液體樣品要充分搖勻。
4 稱取試樣
固體樣品一般稱取范圍為0.2～2.0 g，液體樣品取樣范圍10～25 mL（約相當(dāng)于氮30～40 mg）。稱樣后，樣品要小心放入干燥的凱氏瓶內(nèi)，不要把樣品黏在瓶頸上。如黏附在瓶頸上，要用少量的水沖下，以免被測樣品消化不完全，造成氮素?fù)p失，結(jié)果偏低。
5 消化（消解過程）
5.1 樣品消化時間
消化時間要掌握好，時間過長會引起氨的損失；消化時間不夠，消化不完全也會導(dǎo)致總氮量偏低。 在消化過程中，除加入濃硫酸共熱，尚須加入催化劑硫酸銅、無水硫酸鈉或硫酸鉀加速樣品的分解。此外，硫酸銅還可用作下一步蒸餾時堿性反應(yīng)的指示劑。加入無水硫酸鈉或硫酸鉀，可適當(dāng)提高濃硫酸的沸點(diǎn)，以加速樣品的氧化。但無水硫酸鈉或硫酸鉀也不宜多加，否則將消耗過多的硫酸，生成硫酸氫鈉，而使消化液中缺乏足夠的硫酸以吸收生成的氨，影響檢測結(jié)果。推薦XTG5000紅外碳纖維消解儀，智能溫度段設(shè)置、碳纖維加熱源及納米云更熱材料、杜絕干燒等優(yōu)秀功能。
5.2 樣品消解溫度
在消化剛開始火力不要太強(qiáng)，特別是有機(jī)復(fù)合肥消化時易產(chǎn)生大量泡沫，試樣易溢出凱氏瓶，如遇到這樣情況，操作時要注意，開始以小火炭化，待泡沫消失后再緩慢加大火力，逐步提高溫度至360～400 ℃。直到凱氏消化管內(nèi)物質(zhì)變綠，再繼續(xù)消化20～30 min使之清徹透明。
消化時要避免沸騰過猛，溫度過高，可能有部分氮被氧化成游離氮，以致不能被硫酸吸收而自行揮發(fā)，使結(jié)果偏低。
在樣品消解樣品同時做空白試驗(yàn)。空白試驗(yàn)即在測定的同時，按同樣的操作步驟，使用同樣的試劑，但不含試樣，經(jīng)消化蒸餾，測出有無雜質(zhì)存在，以便檢查整個過程有無其他因素干擾。
5.3 稀釋
消化好試樣后，稍冷，應(yīng)加入適量的蒸餾水搖勻，由于消化液內(nèi)無水硫酸鈉或硫酸鉀濃度高，呈黏稠狀，易結(jié)塊，不易從凱氏消化管內(nèi)倒出，必要時加入熱蒸餾水稀釋或放在電爐上微熱溶解。也可將其稀釋一定體積，吸出部分進(jìn)行蒸餾。
6 蒸餾
6.1 測定氮素回收率
蒸餾前要先對蒸餾裝置進(jìn)行檢查，再加蒸餾水空蒸5 min，然后用分析純硫酸銨按測試試樣的相同條件進(jìn)行蒸餾，測定其含量，以便進(jìn)一步評估各次操作，對氮素回收率做出判斷。精確稱取0.1000 g分析純的硫酸銨代替試樣，直接蒸餾，滴定。國家標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的是測得的硫酸銨的含氮量應(yīng)為（21.19±0.2）%，但此處所說的硫酸銨的含量是按100%計(jì)算，但實(shí)際中的硫酸銨（分析純）的含量一般是99%，所以測得的硫酸銨的含量應(yīng)與（21.19×0.99±0.2）%比較，以檢驗(yàn)蒸餾和滴定各步驟是否準(zhǔn)確。但當(dāng)然，應(yīng)多做幾次回收率避免出現(xiàn)偏差。
6.2 控制溶液總體積
蒸餾時要注意反應(yīng)室內(nèi)溶液總體積的控制，沖洗試樣用蒸餾水要少，否則反應(yīng)室內(nèi)溶液體積過大，液面升高，容易噴賤到緩沖球內(nèi)；冷凝管不能斷水或水量太少，否則冷凝效果不好，易引起硼酸接收液溫度過高，致使氨的吸收減弱，導(dǎo)致結(jié)果偏低。
6.3 加堿
在蒸餾時加入氫氧化鈉溶液必須過量，以免出現(xiàn)氨蒸不出來的現(xiàn)象。加氫氧化鈉溶液時一定要放慢速度，慢慢加入，減慢與酸的激烈反應(yīng)，特別是測定硝酸態(tài)氮肥時，需加入定氮合金，加堿后反應(yīng)室易形成大量泡沫。為此應(yīng)調(diào)整蒸餾功率，避免激烈反應(yīng)，防止泡沫沖入蒸汽發(fā)生裝置內(nèi)。
6.4 蒸餾溫度
蒸餾時電壓要穩(wěn)，蒸餾裝置受熱要均勻，溫度不宜過低，如溫度低蒸餾中途蒸汽不足或中途斷氣，反應(yīng)室內(nèi)溫度降低，易產(chǎn)生硼酸倒吸現(xiàn)象，溫度過高反應(yīng)室內(nèi)反應(yīng)激烈，氣流過快，硼酸吸收不完全。
6.5 蒸餾結(jié)束
蒸餾出150 mL左右蒸餾液后，用pH試紙檢查冷凝管出口，如中性說明蒸餾結(jié)束。用少量蒸餾水沖洗冷凝管出口外部，取下接收瓶。（如果用全自動凱氏定氮儀，不用這么操作。）
6.6 其他
2%硼酸接收液不宜配制太多，放置過久易形成沉淀，有可能導(dǎo)致終點(diǎn)不靈敏現(xiàn)象發(fā)生。最好在使用時將指示劑與硼酸混合，調(diào)至pH 4.5。
蒸餾時冷凝管的下端一定要浸入硼酸接收液面下至少0.5 cm，以防止氨的逸出。
7 滴定
滴定時注意要排空滴定管底部氣泡，確保滴定結(jié)果準(zhǔn)確，滴定一定要把握滴定速度，掌握好滴定顏色的變化，終點(diǎn)應(yīng)是藍(lán)綠色變?yōu)榘导t色或灰紅色，如顏色復(fù)現(xiàn)藍(lán)綠色，應(yīng)再滴入標(biāo)準(zhǔn)酸0.5～1.0滴，顏色轉(zhuǎn)紅色而不變化則視為滴定到達(dá)終點(diǎn)。滴定用的標(biāo)準(zhǔn)酸必須按照標(biāo)準(zhǔn)配制和標(biāo)定，標(biāo)準(zhǔn)酸濃度的準(zhǔn)確度將影響檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。（采用全自動凱氏定氮儀，此步驟可以省略）
總之，檢測人員要做到心中有數(shù)，步步按其原理：樣品與濃硫酸共熱時，是為把樣品的氮素變成硫酸銨；蒸餾是把樣液加堿，酸性變?yōu)閴A性后，加熱使氫氧化氨逸入冷凝管，而當(dāng)樣液含硝態(tài)氮時，加入定氮合金以便其中硝態(tài)氮還原為氨態(tài)氮，并蒸至冷凝管；經(jīng)過冷凝管的冷凝作用使氫氧化氨的氣體或液體進(jìn)入硼酸吸收瓶中，吸收瓶中形成硼-氨絡(luò)離子，將氨固定于吸收液中。而滴定，則為了使吸收瓶中的氨與滴定管中的標(biāo)準(zhǔn)硫酸中和，根據(jù)滴定液標(biāo)準(zhǔn)硫酸的消耗體積及其濃度，計(jì)算出樣品含氮量。
建議檢測人員嚴(yán)格按照廠家培訓(xùn)的規(guī)范步驟進(jìn)行試驗(yàn)，每一步驟都要認(rèn)真操作，減少各步驟的操作誤差，以提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度。
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