电位滴定法测定化肥中的有效氮

随风飘扬

2014/06/16

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电位滴定法测定化肥中的有效氮

摘要: 采用自动电位滴定法，检测复合肥中总氮量。实验结果表明,此法快速、简便、分析条件易于控制，而且准确度和精确度都较为理想。

关键词: 复合肥；电位滴定；氮含量

A Potentiometric Titration to Determination of the Effective Nitrogen Content in Compound Fertilizer

Abstract: A new analysis method is presented for determination of the Effective Nitrogen in compound fertilizer with auto-potentiometric titrator．The experiment results show that the method has fast，simple and accurate characteristics，compared with the conventional analysis method．

Key words：compound fertilizer；autopotentiometrie titrator；nitrogen content

化学肥料在很大程度上补充和替代了农家肥，对农业、园艺业、畜牧业、养殖业的迅速发展起到了不可估量的推动作用[1]。为了便于使用，复合肥料的包装上通常要注明养分含量，如30-5-5 表示含N 30%；P2O5 5%；K2O 5%，其他肥料依此类推。但是市售的复合肥种类繁多商家不一，产品品质良莠不齐，有些复合肥的实际含氮量可能与标示含量不符。目前氮的测定方法有凯氏定氮法（又称蒸馏法）和甲醛法。经典的凯氏法，运用范围广，但分析繁琐、费时、耗样量大[2]；甲醛法变色不敏锐，终点难判断，常引起较大的偏差[3]；而自动电位滴法选择性好、操作简单、不受样品混浊及颜色的影响[4]，减少了视觉误差，测定快速准确。因此本文采用自动电位滴定法对市售的复合肥进行测定，对比其标示含量，给出了客观评价。
1 实验原理与仪器试剂
1. 1 测定原理
复合肥或尿素中所含的各种形式的氮经浓硫酸消化后全部转化为(NH4)2SO4，选用pH 复合电极作指示电极，测量用NaOH 标准溶液滴定过程中电动势的变化，使用一次微分的方法确定终点，进而求出试样中氮的含量。在测定过程中,溶液中存在的磷酸根离子产生严重干扰，因此使用氯化钙将磷酸根离子转化为磷酸钙沉淀，过滤沉淀以消除干扰[5]。(NH4)2SO4 不能直接用氢氧化钠标准溶液直接滴定，可先与甲醛作用，定量地生成六亚甲基四铵盐和强酸[6]，所生成的六亚甲基四铵盐和H+，可用氢氧化钠标准溶液直接滴定。
1. 2 仪器与试剂
自动电位滴定仪；pH 复合电极；电子天平；电热鼓风干燥箱。
邻苯二甲酸氢钾为优级纯；甲醛（w=37%～40%）；氢氧化钠、硫酸、磷酸氢二铵、脲、均为分析纯；50%氯化钙溶液：称取50.0 g 氯化钙（AR）于150 mL 干净烧杯中，加适量去离子水溶解，后加至100 mL 刻线处；NaOH 标准溶液的准确浓度为0.1236 mol/L。
样品1：复合肥30-5-5；样品2：复合肥23-12-10；样品3：复合肥15-15-15；样品4：17-17-17；样品5：复合肥18-46-0。
2 实验方法与条件选择
2. 1 实验方法
准确称取研磨后的一定样品，处理方法见“2.4”，中和完过量的酸，加入3 mL 50%氯化钙溶液，向处理好的滤液中加入甲醛溶液，充分反应后滴定，记下消耗氢氧化钠标准溶液的体积量，各样品均进行连续5次测量，求取平均值。
2. 2 消化剂浓硫酸加入量的选择
准确称取脲，直接加入不同量的浓硫酸消化（如表1所示），反应结束后加20 mL 左右的去离子水，盖上表面皿，在电热套中缓慢加热，控制好温度，防止样品受热水解时产生大量的H2O、CO2、NH3 等气体逸出，造成样品中氮的损失。控制时间直到冒烟较少，然后持续增温1～2 min，冷却至室温，定容于250 mL容量瓶中。分别准确移取20.00 mL脲溶液于滴定杯中，放入磁子，点击“预滴定”，用NaOH 标液中和多余的游离酸，达到终点立刻终止滴定，后加入15 mL甲醛溶液，要充分摇匀，放置5～10 min,使其充分反应，再到自动滴定仪上滴定，测定氮含量，可以看出浓硫酸量控制在1～2 mL即可。

2. 3 甲醛加入量的选择
处理方法与“2.2”类似，改变加入甲醛溶液的量，如表2 所示，测定氮含量，可以看出甲醛量控制在15～20 mL 即可。

2. 4 沉淀剂氯化钙加入量的选择
准确称量磷酸氢二铵（理论WN为21.21%），加入浓硫酸完全消化，加热，溶液沸腾时取下，冷却至室温，定容于250 mL容量瓶中。准确移取20.00 mL进行过量酸的滴定，达到终点立即终止后加入不同量沉淀剂（50%的氯化钙溶液），如表3所示，过滤后，各加入甲醛溶液，测定氮含量。可以看出加入2 mL 50%氯化钙时磷酸根离子基本沉淀完全，根据沉淀剂过量原则，取3 mL 50%氯化钙为实验加入量。

3 结果与讨论

在选定的最优条件下，使用自动电位滴定检测化肥中总氮含量，由表4可得，购置的各种品牌复合肥中氮含量与出厂标示基本相符，而样品5复合肥中氮含量测定明显低于标示含量。

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采用自动电位滴定法测定化肥中氮含量，较好地克服了凯氏定氮法和手动滴定法的诸多缺点，而且易于实现对出厂肥料的批量检验，同时也为购买者在选购时提供了数据支持，是一种值得推广的检验分析方法。
[ 参考文献]
[1]陈强，崔斌，张逢星，等．缓释肥料的研究与进展[J]．宝鸡文理学院学报（自然科学版），2000，20（3）：189-190．
[2]袁东，姚祖英，付大友．氨气敏电极测定人发中总氮含量[J]．吉林化工学院学报，2000，17（2）：28-31.
[3]肖玲．甲醛法测定铵盐含氮量[J]．化工技术与开发，2003，32（5）：25-26．
[4]魏红兵，李权斌，王向东．自动电位滴定法测定化肥中氯离子含量[J]．磷肥与复肥，2005，20（2）：67-68.
[5]范传亮，徐胜利，张卫中，等．尿基复合肥中总氮含量的快速测定[J]．磷肥与复肥，2004，19（1）：68-69.
[6]冶保献，刘金霞．分析化学实验[M]．郑州：河南科学技术出版社，1998,29-30.