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森林土壤全氮的测定———半微量凯氏法

  • 被追杀的狼
    2012/08/24
    材料表征
  • 私聊

综合仪器采购

  • 一、方法

    中华人民共和国林业行业标准

    森林土壤全氮的测定LY/T 1228-1999

    Determination of total nitrogen in forest soil



    1.范围

    本标准规定了采用半微量凯氏法和扩散法测定森林土壤全氮的方法。(本实验选用半微量凯氏法)

    本标准适用于森林土壤全氮的测定。

    2.半微量凯氏法

    2.1 方法要点

    土壤中的全氮在硫酸铜、硫酸钾与硒粉的存在下,用浓硫酸消煮,使转变为硫酸铵,然后用氢氧化钠碱化,加热蒸馏出氮,经硼酸吸收,用标准酸滴定其含量。

    2.2 试剂

    2.2.1 混合加速剂:硫酸钾(K2SO4,化学纯)与硫酸铜(CuSO4 ·5H2O,化学纯)与硒粉以100 : 10 : 1混合,研细,过0.25 m m筛孔。

    2.2.2 浓硫酸(密度1. 84 g/mL,化学纯)

    2.2 .3 400g /L氢氧化钠溶液:称400g 氢氧化钠(化学纯)溶于水中,并稀释至IL

    2. 2.4 甲基红一澳甲酚绿混合指示剂:0.099 g(0.5 g)澳甲酚绿及0.066 g(0.1g)甲基红于玛瑙研钵中研细,溶解于100m L乙醇中,其变色范围pH4.4(红)~5.4(蓝),该指示剂贮存期不超过2个月。

    2. 2.5 20 g/L硼酸溶液:20 g硼酸(H3BO3,分析纯),溶于1L水中。使用前每100 mL硼酸溶液中加人2 mL甲基红一澳甲酚绿混合指示剂,以稀氢氧化钠或稀盐酸调节溶液至紫红色,此时该溶液的pH4. 5,即为硼酸指示剂混合液。

    2.2.6硼砂标准溶液[c{ Na2B4O7}=0.0200mol/L]

    1.9068g硼砂(Na2B4O7·10H2O),分析纯)溶解于水,移人500 mL容量瓶中,用水稀释至标度。

    2.2.7 1 mol/L盐酸溶液:量取84 mL浓盐酸,用水定容到1 L

    2.2.8 0. 02 mol/L盐酸标准溶液:先配制0. 1 mol/L盐酸溶液,标定后用煮沸并冷却的、纯度能满足分析要求的水准确稀释5倍,计算稀溶液浓度(mol/L)0.1mol/L盐酸溶液用c( Na2B407)= 0. 1000mol/L硼砂标准溶液标定。

    吸取20mL 0.1000mol/L硼砂标准溶液于100m L锥形瓶中,加1滴甲基红溴甲酚绿混合指示剂,用待标定的盐酸滴定,溶液由蓝变紫红为终点,重复做三次,按式(1)计算盐酸的标准浓度:


    式中
    :C— 盐酸标准溶液的浓度,mol/L;

    0.1000—硼砂标准溶液的浓度,mol/L ;

    V1—硼砂标准溶液的体积,mL;

    V2—滴定确砂用去盐酸标准溶液的体积,mL;

    V0—滴定水用去盐酸标准溶液的体积,mL,

    2.3 主要仪器

    半微量定氮蒸馏装置,凯氏烧瓶(50100mL),锥形瓶(150mL)

    2.4 测定步骤

    2.4.1 消煮:用减量法称取通过0.149 mm筛孔的风干土1. 0 g(精确到0.0001 g)(含氮约1 mg左右),同时测定土壤水分换算系数(K2)。将土样小心送入凯氏烧瓶底部,加2g混合加速剂,摇匀,加数滴水使样品湿润,然后加5 mL浓硫酸,瓶口放一小漏斗,在通风柜中用调温电炉加热消煮,最初宜用小火,待无泡沫发生后(约需10-15 min),提高温度,控制瓶内硫酸蒸气回流的高度约在瓶颈上部的三分之一处,并须经常振动凯氏瓶,勿使烧干,直至消煮液和土粒全部变为灰白稍带绿色(约需15 min)后,再继续消煮1h,全部消煮时间约85-90 min,消煮完毕后,取下凯氏瓶,冷却,以待蒸馏。同时做两个试剂空白试验。

    2.4.2 蒸馏:往150 mL锥形瓶中加5 mL 20 g/L硼酸-指示剂混合液,把它套在半微量定氮蒸馏装置的冷凝管下端,管口置于硼酸液面以上3-4 cm处。把消煮液全部转人蒸馏器的内室,并用水洗涤凯氏瓶4-5次,总用量不超过40 mL,打开冷凝水,经三通管加人20 mL 400 g/L氢氧化钠溶液,立即关闭蒸馏室,打开蒸气夹,蒸气蒸馏,当锥形瓶内馏出液达50-55 mL(约需8-10 min),用广范试纸在冷凝管口试蒸馏液,如已无碱性反应,示氨已蒸馏完毕,否则继续蒸馏。

    2.4.3 滴定:吸收在硼酸溶液中的氨,用0. 02 mol/L盐酸标准溶液滴定,由蓝绿色突变到紫红色为终点,记下用去盐酸标准溶液的毫升数。与此同时,进行试剂空白试验的蒸馏与滴定,以校正试剂的误差。

    2.5 结果计算


    式中
    :WN— 全氮含量,g/kg;

    V —滴定样品用去盐酸标准溶液体积,mL;

    V0—滴定试剂空白试验用去盐酸标准溶液体积,mL;

    C— 盐酸标准溶液的浓度,mol/L;

    0.014—氮原子的摩尔质量,g/ mmol;

    K2— 将风干土样换算成烘干土样的水分换算系数;

    m1— 风千土样质量,g

    2.6 允许偏差

    1 规定。

    1 允许偏差



    1.硼酸指示剂混合液最好在使用时与硼酸溶液混合,如混合过久则可能有终点不灵敏的现象发生。

    2.本方法测得的氮不包括硝态氮、亚硝态氮,一般土攘中硝态氮含量不超过全氮量的1%,故可以忽略不计。

    二、操作过程

    1. 所需试剂的配置


    1.1混合加速剂配置:硫酸钾(K2SO4,化学纯)与硫酸铜(CuSO4 ·5H2O,化学纯)与硒粉以100 : 10 : 1混合,研细,过0.25 m m筛孔。如下图:
    a、三种试剂混合并研细


    b、倒入筛子开始分筛


    C、很多粗糙的硫酸铜通不过筛子


    个人建议:先把硫酸铜研细再混合其他两种试剂进行研细,这样就可以避免全部混合后硫酸铜研不到

    d、把没有通过分筛的硫酸铜重新研细,然后和通过分筛的混合后再研细,可以混合均匀,然后装瓶


    1.2 400g /L氢氧化钠溶液和1 mol/L盐酸溶液


    1.3 20 g/L硼酸溶液、0.0200mol/L硼砂标准溶液和0.1000mol/L硼砂标准溶液

    20. 02 mol/L盐酸标准溶液的标定

    a、加入指示剂后




    对于空白浓度是很低的,只需要滴一点点就变色了,大概半滴。

    标定结果如下:


    3、土壤的测定

    a.称取1.0000g土样于凯式烧瓶中


    b、加入混合加速剂2g


    然后摇匀

    c、加入少量水湿润然后加入5mL浓硫酸,并放在电炉上。


    d、用小火蒸煮



    刚开始微火消煮的时候,有很多小泡泡,像洗衣服时候的那个,但这个是黑色的,慢慢的土壤样品就会变色,变成白色和少量的绿色,在这个过程中也遇到一个问题(标准里说(控制瓶内硫酸蒸气回流的高度约在瓶颈上部的三分之一处
    ),好像我没有控制住,我调了不同温度,硫酸蒸汽还是从瓶口的小漏斗出来了。在温度相对高一点消煮的时候,就要时刻警惕不要让它消煮干了,要经常去摇摇凯式烧瓶,待消煮的样品完全变白的时候,我就取下来了。
    标准说消煮85-90 min后,我只消解了60min左右全过程,(因为这个时候里面的硫酸都要干了)

    e、转移到半微量定氮蒸馏装置中进行蒸馏



    转移土样


    转移过程中清洗的水不宜太多,不然在蒸馏过程中土样会扑出来,下面还要加入20mL400g /L
    氢氧化钠


    由于第一次做这个项目,上图中试样的总体积多了。

    下面开火开始蒸气蒸馏,当锥形瓶内馏出液达50-55 mL(约需8-10 min),用广范试纸在冷凝管口试蒸馏液,如已无碱性反应,示氨已蒸馏完毕,否则继续蒸馏。


    显示中性,表示已经蒸馏完全

    冷却后可以滴定了


    滴定结果如下:


    本次试验就完成了。

    次瓶中的土样只是为了和凯氏烧瓶中的土样做比较,已有后面数据相差很大,故不计入原始记录,凯氏烧瓶中的样品在样品浓度范围内。

    由于第一次做这个项目,大家觉得有什么不对的地方可以提出来,大家多多交流和学习。。。。。
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  • richies

    第1楼2012/08/25

    原创啊.....支持

    化学分析就是复杂啊

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  • viv_media

    第2楼2012/08/26

    化学分析就是复杂啊

0
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  • 给力芬

    第3楼2012/08/27

    现在我看到这些步骤,就感到头大了

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  • 蓝人

    第4楼2012/08/27

    应助达人

    楼主能否将消化那块在细化一下 现象和操作啊

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  • 下里巴人

    第5楼2012/08/28

    消化用的催化剂配制的不错。
    用定氮仪蒸馏就好了,全玻的麻烦。

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  • 被追杀的狼

    第6楼2012/08/28

    回复沙发
    化学分析确实很复杂,跟家麻烦的还有很多 在我们实验室

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  • 被追杀的狼

    第7楼2012/08/28

    回复3楼:
    你们也做这个项目啊

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  • 被追杀的狼

    第8楼2012/08/28

    回复4楼:
    可以的 已经描述

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  • 被追杀的狼

    第9楼2012/08/28

    回复5楼
    之前第一次配置,三种试剂混合后研磨,导致硫酸铜没有研细,然后分筛后再研硫酸铜,然后再混合研磨,麻烦了一点
    没有用过定氮仪,可否上图看看

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  • 小H

    第10楼2012/08/29

    化学分析确实是比较复杂,也比较繁琐,但这正是体现了实验室最基本的操作能力和水平。仪器分析也少不了化学分析的基本功。

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