肥料中总氮含量检测方案(定氮仪)

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维普资讯 http：//www.cqvip.com2008年第5期第35卷总第181期广东 化 工www.gdchem.com·103· 凯氏定氮仪在复混肥料总氮含量测定中的运用 陈洁红，邱颂方2，梁嘉敏 (1.广东省化学工业公共实验室广东省石油化工研究院，广东广州510665；2.广州珠江钢铁有有责任公司，广东广州510730) [摘要]我国是一个农业大国。农业的发展是国民经济和社会发展的重要因素。复混肥料在农业中的运用也日益广泛。文章研究的凯氏定氮仪法的检测方法与国标方法 GB/T8572-2001的原理相同。与国标法比较，总氮含量的绝对误差在0.01%~0.29%之间，极差在0.07%~0.18%之间，检测准确度和精密度都符合国家标准的要求。此方法操作简便快速高效、安全可靠，效果令人满意。 [关键词]复混肥料；浓硫酸硝化；蒸馏后滴定；运用 The Determination of Total Nitrogen Content for CompoundFertilizers with Kjeldahl Instrument Using Block Digestion and Steam Distillation Chen Jiehong， Qiu Songfang， Liang Jiamin (1. Guangdong Public Laboratory of Chemical Engineering， Guangdong Research Institute of Petrochemical Industry，Guangzhou 510665；2. Guangzhou Zhujiang Steel Co.， Ltd.， Guangzhou 510730， China) Abstract： China is a country based on agriculture.The development of agriculture has become an important factor of the economyand the society. With the agriculture development， the use of compound fertilizers is abroad. The paper that researched the determinationwith kjeldahl instrument based on the same principle with GB/T8572-2001. On the contrast with national method， the absoluteness errorwas between 0.01%~0.29%； the maximum error was between 0.07%~0.18%. The determine precise and nicety were both accordingwith the demand of National Standard Method. The method was convenient to operate， quick and highly， safe and reliable， result wassatisfactory. 凯氏定氮仪在食品行业检测蛋白质的广泛运用引起了我们的关注。定氮仪的检测原理与国标方法 GB/T 8572-2001复混肥料中总氮含量的测定——蒸馏后滴定法相同。国标方法的原理是：在碱性介质中用定氮合金将硝酸根还原，直接蒸馏出氨或在酸性介质中还原硝酸盐成铵盐，在混合催化剂存在下，用浓硫酸硝化，将有机态氮或酰氨态氮和氰氨态氮 转化为铵盐，从碱性溶液中蒸馏氨。将氨吸收在过量硫酸溶液中，在甲基红-亚甲基蓝混合指示剂存在下，用氢氧化钠标准滴定溶液返滴定。 该标准规定总氮含量的测定是从制备好的试样中称取总氮含量不大于 235 mg 的试样于圆底烧瓶中，小心加入25 mL硫酸，加热至冒硫酸白烟15 min(含硝态氮肥和有机肥料需 ( [收稿日期]2008-01-08 ) ( [作者简介]陈洁红(1967-)，女，广东罗定人，本科，工程师，主要从事化肥农药检测分析。 ) 60 min)， 冷却，加入250 mL水，通过蒸馏装置的滴液漏斗加入适量(20~120 mL)氢氧化纳溶液，蒸馏出至少150 mL馏出液后，用pH试纸检查冷凝管出口无碱性则结束蒸馏，用氢氧化纳标准溶液返滴定过量硫酸至混合指示剂呈现灰绿色为终点。该检测方法准确、重复性好，被国家及各大检测机构广泛使用。但此方法检测时间长、耗电大、效率低。因此，当检测机构遇到检测任务量大，要求完成时间短时，往往采用加班加点来完成任务。凯氏定氮仪在一定范围内可解决这一问题。它可同时消化20~40个样品，消化时间短，蒸馏时间仅需 5~7 min，耗能低，工作效率高。文章用定氮仪与国标法对复混肥料中总氮含量的测定进行了实验比对。 1实验部分 1.1样品的采集与制备 测氮过程中可能影响结果的因素有：样品中含氮状态、含氮质量、消化时间、蒸馏时间、试剂加入量等，找出最佳条件。抽取10个含有铵态氮、酰铵态氮、氰铵态氮的复混肥料试样；10个含硝酸态氮和铵态氮的复混肥料试样；10个含有机物、酰氨态氮和氰氨态氮的有机-无机复混肥料试样；每个样经缩分且按 GB/T8571-2002 规定制备通过 0.5 mm 筛。 1.2仪器和试剂 1.2.1仪器 凯氏定氮仪一套(FOSS TECATOR 公司)； Kjletec 2100；Foss Tecator Digestor； Burette Digital。 1.2.2试剂 氢氧化钠标准滴定溶液， c(NaOH)= 0.5 mol/L；氢氧化钠溶液，40g/L；硫酸溶液， 0.5 mol/L；硫酸，盐酸，铬粉，细度小于 250 um；混合催化剂，甲基红-亚甲基蓝混合指示剂。 1.3分析方法 方法原理：与本文第一段所述国标方法原理一致。 1.4分析步骤 (1)一般昆混肥料——从制备好的含有铵态氮、酰铵态氮、氰铵态氮的复混肥料试样中称取约含氮100 mg的试样于称样管中，加入 15 mL硫酸，置于420℃高温的硝化装置中，硝化15 min， 冷却至室温，加入60mL 水，置于蒸馏装置中加入70 mL NaOH溶液， 加25.0 mL HzSO4溶液作吸收液于 250 mL 的三角锥瓶中，加入3~4滴混合指示剂，蒸馏5 min，蒸馏液用氢氧化钠标准滴定溶液返滴定过量硫酸至混合指示剂呈现灰绿色为终点。记录消耗溶液的体积。 (2)含硝酸态氮的复混肥料——从制备好的含有硝酸态氮、酰铵态氮、氰铵态氮的试样中称取约含100 mg氮的试样于硝化管中，加入铬粉 0.7g， 盐酸5mL， 5g混合催化剂，加入 20 mL 硫酸，置于420℃高温的硝化装置中，硝化45 min， 冷却至室温，加入60 mL 水，置于蒸馏装置中加入 80 mL NaOH溶液，加25.0 mL HzSO4溶液作吸收液于250mL的三角锥瓶中，加入3~4滴混指示剂，蒸馏5 min，蒸馏液用氢氧化钠标准滴定溶液返滴定过量硫酸至混合指示剂呈现灰绿色为终点。记录消耗溶液的体体。 (3)含有有机物的有机-无机复混肥料——从制备好的含有有机物、酰铵态态、氰铵态氮的试样中称取约含氮 100 mg的试样于硝化管中，加入7g混合催化剂，20mL硫酸，置于420℃高温的硝化装置中，硝化45 min， 冷却至室温，加入60 mL水，置于蒸馏装置中加入80 mL NaOH溶液，加25.0 mL HSO4溶液作吸收液于 250 mL 的三角锥瓶中，加入3~4滴混合指示剂，蒸馏5 min， 蒸馏液用氢氧化钠标准滴定溶液返滴定过量硫酸至混合指示剂呈现灰绿色为终点。记录消耗溶液的体积。 (4)空白实验——在测定的同时，按同样的操作步骤，使用同样的试剂，但不含试料进行空白实验。 (5)分析结果的计算 总氮含量(X)以氮(N)的质量分数(%)表示，按下式计算：x=(v2=Vi)c×0.01401×100 112 式中：c——测定及空白试验时，使用氢氧化钠标准滴定溶液的浓度， mol/L；V——测定时，使用氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL；Vz——空白试验时，使用氢氧化钠标准滴定溶液的体积， mL； 0.0140——与 1.00 mL 氢氧化钠标准滴定溶液[c(NaOH)=1.000 mol/L]相当的以克表示的氮的质量；m——试料质量， g。取平行测定结果的算术平均值为测定结果。平行测定结果的绝对差值不大于0.30%。 1.5结果与讨论 1.5.1准确度、精密度试验 虽然定氮仪法与国标法的实验原理一样，但是两种方法在消化时间、试剂量、蒸馏方法等方面仍存在许多差别。因此，定氮仪法的操作方法以及检测数据的可靠性等都需要进一步验证。考虑到肥料中氮存在形式的多样性，以前面3种类型的复混肥料抽取20个样品进行准确度和精密度试验，同时与国标法同步分析测定进行数据比较。所得结果见表1~3。 表1 定氮仪法测定一般复肥的准确度实验结果 Tab.1 Precision test results of nitrogen incompound fertilizers % 样品号 国标法测定值 定氮仪法测定值 绝对误差 1# 18.10 18.22 0.12 2# 8.63 8.52 0.11 3# 12.89 12.86 0.03 4# 16.37 16.41 0.04 5# 10.56 10.67 0.09 表2 定氮仪法测定含有硝酸态氮复肥的准确度实验结果 Tab.2 Precision test results of nitrate nitrogen incompound fertilizers % 样品号 国标法测定值 定氮仪法测定值 绝对误差 6# 21.19 21.48 0.29 7# 18.73 18.55 0.18 8# 12.02 12.13 0.11 9# 10.30 10.05 0.25 10# 16.25 16.03 0.22 由表1~3可知，用定氮仪法和国标法对样品进行同步测定，测得的结果基本一致，绝对差值在0.01%~0.29%之间，说明本方法的准确度符合 GB/T 8572-2001中规定的同一实验室测定结果的绝对差值不大于0.30%的要求。 需要说明的是，由表2可知，用定氮仪法检测含有硝酸态氮复肥的样品进行同步测定，测得的结果较为接近，绝对 表3定氮仪法测定含有机物的有机-无机复混肥的准确度实验结果 Tab.3 Precision test results of organic substance inorganic-inorganic compound fertilizers % 样品号 国标法测定值 定氮仪法测定值 绝对误差 11# 7.24 7.41 0.15 12# 12.43 12.51 0.08 13# 15.02 15.14 0.12 14# 16.26 16.25 0.01 15# 10.88 10.79 0.09 差值在0.11%~0.29%之间，说明本方法的准确度基本符合GB/T8572-2001中规定的要求。虽然绝对差值在国标允许误差之内，但相对较大，建议肥料中含硝酸态氮时慎用定氮仪法，或用国标法进一步验证检测结果。 为了进一步验证定氮仪法的可行性，再选取5个样品进行精密度实验。比对结果见表4。 表4定氮仪测定复肥中总氮含量的精密度试验结果 Tab.4Accuracy test results of total nitrogen content for compou nd fertilizers 样品号 国标法测定值 平行测定值 平均值 极差 与国标法的绝对误差 1 2 3 4 16# 12.20 12.19 12.13 12.31 12.28 12.23 0.18 0.03 17# 6.52 6.56 6.51 6.49 6.54 6.52 0.07 0.00 18# 9.77 9.92 9.87 9.79 9.91 9.86 0.13 0.09 19# 16.09 16.21 16.22 16.30 16.27 16.25 0.09 0.16 20# 20.66 20.58 20.67 20.63 20.71 20.65 0.13 0.01 由表4可知，两种方法测的结果基本一致，极差在0.07~0.18之间，定氮仪法与与国标法的绝对误差在0.00%~0.16%之间，说明本方法的准确度符合 GB/T 8572-2001中规定的要求；进一步说明本方法的准确度是符合要求的。 1.5.2定氮仪法与国标法分析条件的比较 为了进一步说明定氮仪法的可行性，现将两种方法的分析条件进行比较，见表5。 表5定氮仪法与国标法分析条件的比较 Tab.5 Analysis condition comparison between nationalmethod and kjeldahl instrument method 国标法 定氮仪法 (1)消化时间长，每次一个平行样， 可同时消化10个样，节约了电 耗电大，工作效率低，效率(20 能，提高了工作(4个样/天/人) 个样/天/人)；(2)蒸馏时间长，需1h， 蒸馏时间短，仅需5 min，省 电耗大；(3)手工滴定劳动强度大 电自动滴定，减轻劳动强度 2结论 综上所述，定氮仪法的操作方法和测定数据是可靠的，是有绝对优势的，但是定氮仪法来源于国标法，并以国标法为依据，如果对定氮仪法的测定结果准确性有怀疑，应以国标法来验证。从两种方法的分析条件比较来看，无论是在检测分析还是在科研工作中，用定氮仪法检测样品中的含氮量是很值得采用的。 ( 参考文献 ) ( [1]国家质量监督检验检疫总局.GB 15063-2001复混肥料(复合肥料)[S].北京：中国标准出版社，2001. ) ( (本文文献格式：陈洁红，邱颂方，梁嘉敏.凯氏定氮仪在复混肥料总氮含量测定中的运用[J].广东化工，2008，35(5)： 103-105) ) 我国是一个农业大国。农业的发展是国民经济和社会发展的重要因素。复混肥料在农业中的运用也日益广泛。文章研究的凯氏定氮仪法的检测方法与国标方法GB/T18572-2001的原理相同。与国标法比较 总氮含量的绝对误差在0．01％～O．29％之间，极差在0．07％ O 18％之间，检测准确度和精密度都符合国家标准的要求 此方法操作简便快速高效、安全可靠，效果令人满意。