全自动凯氏定氮仪测定化肥中的含氮量

郑贤光，辛若竹

（梅河口市产品质量检验所，吉林梅河口 135000 ）

全自动凯氏定氮仪测定化肥中的含氮量

郑贤光，辛若竹

（梅河口市产品质量检验所，吉林梅河口 135000 ）

建立全自动凯氏定氮仪检测化肥中氮含量的分析方法。称取总氮量在 0.03～0.3 g 范围的样品，经消解仪消解及全自动凯氏定氮仪碱化蒸馏，以硼酸为接收液，用 0.15～0.20 mol／L 的盐酸标准溶液进行自动滴定。该方法加标回收率为 99.0%～101.5%，测定结果的相对标准偏差小于 1.0%(n=6)。与国标 GB／T 8527-2010 法测定结果无显著性差异，全自动凯式定氮仪法的准确度、精密度均优于国标方法，而且所用试剂少、分析时间短，满足实验室快速检测大批量化肥中含氮量的需要。

化肥；含氮量；全自动凯氏定氮仪

氮是构成植物成分的主要元素之一，在使用的各种肥料养分中，它对植物生长影响最大，作为衡量产品质量的最重要的指标之一，化肥总氮量必须加以严格监控。目前我国测定化肥中氮含量的标准方法有 GB／T 8527-2010，其测定过程中的主要操作步骤如样品消解、蒸馏、反滴定皆需人工操作，费时费力，且滴定终点受人为视觉误差干扰，影响结果的准确度和精密度。另外该法所需试剂消耗量大，对环境造成了污染。全自动凯氏定氮仪主要用于食品中蛋白质含量的测定，具有快速、准确、节能环保等优点［1-2］。全自动凯氏定氮仪是依据 GB／T 5009.5［3］方法原理设计的，以硼酸为吸收液，甲基红、溴甲酚绿为指示剂，盐酸为滴定液，这与国标反滴定法测定化肥含氮量的方法中以硫酸为吸收液，甲基红、亚甲基蓝为指示剂，氢氧化钠为反滴定液有所不同。笔者基于类似的两种方法原理，提出利用全自动凯式定氮仪的正向滴定法测定化肥中含氮量，以提高工作效率，减少劳动强度。

化肥中的含氮量一般大于食品中的含氮量，而全自动凯氏定氮仪设计的接收瓶的容量和加入硼酸的量有一定限度，当化肥取样量过少时，会增加测定误差；当取样品过大时，会超出仪器负荷。笔者试验确定了样品取用量的范围及盐酸标准溶液的浓度，利用全自动凯氏定氮仪测定化肥中的含氮量。该法测定结果与国标法测定结果之间无显著性差异，测定结果的精密度和准确度满足检测要求。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

电子天平：AL204-1 型，梅特勒 - 托利多（上海）有限公司；

石墨消解仪：SH220 型，济南海能仪器股份有限公司；

全自动凯氏定氮仪：K9860 型，济南海能仪器股份有限公司；

定氮蒸馏装置：1000 mL，沈阳玻璃仪器厂；

硫酸铜、硫酸钾、硫酸：分析纯；

硼酸溶液：20 g／L ；

氢氧化钠溶液：400 g／L ；

硫酸溶液：c（1／2H2SO4）=0.5 mol／L ；氢氧化钠标准滴定溶液：0.5 mol／L ；

盐酸标准溶液：0.15 mol／L ；

实验用水为蒸馏水。

1.2 实验方法

1.2.1 全自动凯氏定氮仪法

从试样中称取总氮量不大于300mg的样品，置于石墨消解仪的消煮管中，加入浓硫酸10mL、硫酸铜-硫酸钾混合物（质量比1∶15）3.2g，在400℃下消解30min，至样品消解为透明蓝绿色液体后，取出消煮管并冷却至室温，然后将消煮管移入全自动凯氏定氮仪中，输入样品编号、样品质量、加碱量、标准滴定溶液的浓度、标定系数、空白值后，仪器自动蒸馏、滴定，结果按式(1)计算后显示在屏幕上。

式中：w(N)——化肥中氮的质量分数，% ；

c——标准滴定溶液浓度，mol／L ；

V0——滴定空白样液消耗标准滴定液的量，mL；

V——滴定样品溶液消耗标准滴定液的量，mL。

m——样品的质量，g；

0.01401——氮的毫摩尔质量，g／mmoL。

1.2.2 标准方法

国标复混肥料中总氮含量的测定方法按 GB／T 8527-2010 规定进行。

2 结果与讨论

2.1 全自动凯氏定氮仪条件优化

经条件优化试验确定，全自动凯式定氮仪接收瓶的容量为250mL，自动加入硼酸的量为25～30mL，标准滴定溶液的最佳滴入量为40mL，极限滴入量为100mL。在此条件下样品的取用量应根据样品中的含氮量确定。样品含氮量高时，在尽量减少称量误差的前提下应称取较少量的样品；如果样品含氮量低，则应称取较多量的样品。适合的样品取样量应该是标准滴定溶液的消耗量控制在40mL左右。标准滴定溶液的浓度与被测样品中的含氮量关系见表1。

表1 标准滴定溶液的浓度与样品中含氮量关系

2.2 全自动凯氏定氮仪法精密度和回收试验

随机选取8份化肥样品，按1.2.1 方法处理后进行测定，每份样品平行测定6次，均加入含氮量为1.4 mg／mL 硫酸铵标准溶液20mL做回收试验，计算回收率，结果见表2。由表2可知，测定结果的相对标准偏差在0.11%～0.95%的范围内，加标回收率为99.0%～101.5%，说明凯氏定氮仪法具有良好的精密度和准确度。

表2 全自动凯式定氮仪法精密度及回收试验结果 (n=6)

2.3 GB／T 8527-2010 法精密度和回收试验

随机选取 8 份化肥样品，按 GB／T 8527-2010实验方法测定其含氮量，每份样品平行测定6次。然后均加含氮量为 1.4 mg／mL 硫酸铵标准溶液 20 mL，做回收试验，结果见表3。由表3 可知，测定结果的相对标准偏差为 0.57%～1.85%，加标回收率在98.1%～102.6% 之间，

表3 GB／T 8527-2010 法精密度及回收试验结果 (n=6)

2.4 全自动凯氏定氮仪法和 GB／T 8527-2010 法检测结果比对

由表2、表3 可知，全自动凯氏定氮仪法测定结果的精密度和回收率均优于国标法。对 2.2 和 2.3中全自动凯氏定氮仪法和 GB／T 8527-2010 法测得的 8份化肥样品的含氮量进行统计分析，结果列于表4。

表4 GB／T 8527-2010 法和全自动凯氏定氮仪法检测结果

由表4可知，全自动凯式定氮仪与 GB／T 8527-2010测定结果的相对误差的绝对值为0.25%～1.44%，均在标准规定的允差范围内［3-4］。对两种方法检测结果的差异性进行 t检验［5］，将表4中 di值分别代入式 (2)，(3)计算得差值的平均值=0.013%，标准偏差 sd=0.12%，再将此数据代入式 (4)计算得 t=0.30。

由t分布表查得t0.05(7)=2.37，故 t ＜t0.05(7)，说 明两种方法测定结果无显著性差异，因此可以确定利用全自动凯氏定氮仪测量化肥中的含氮量准确可靠。

2.5 两种方法试剂消耗量与所需时间比较

全自动凯氏定氮仪可以完成全自动蒸馏、滴定过程，并且配合石墨消解仪使用，可以进行连续测定，节省试剂和时间；而 GB／T 8527-2010 法从样品消解，蒸馏到滴定的每步操作皆需人工操作，费时费力且试剂消耗量大，两种方法所用试剂和时间见表5。

表5 两种方法试剂消耗量与所需时间的比较

3 结语

通过与国标法进行比较分析可知，利用全自动凯氏定氮仪测定化肥中的含氮量具有快速、准确、可靠等优点，对大批量化肥中含氮量进行检测可以显著提高工作效率，减少劳动强度。

［1］ 王丹红，周黎榕，傅弘毅，等 .釆用模块式消化、全自动凯氏定氮仪测定食品中蛋白质［J］.福建分析测试，2004，13(2)：1949-1950.

［2］ 刘正，刘亚兵，张进 .乳及乳制品中蛋白质含量的测定［J］.农业科技与信息，2014，432(7)：24-25.

［3］ GB／T 5009.5-2003 食品中蛋白质的测定［S］.

［4］ GB／T 8572-2010 复混肥料中总氮含量的测定［S］.

［5］ 王叔淳 .食品分析质量保证与实验室认可［M］.北京：化学工业出版社，2004 ：107-110，537.

Determination of Nitrogen Content of Fertilizer by Automatic Kjeldahl Apparatus

Zheng Xianguang, Xin Ruozhu
(Meihekou Quality Supervision and Inspection Station of Product, Meihekou 135000, China)

The method for the determination of nitrogen content in fertilizer by automatic Kjeldahl apparatus was established. Sample which total nitrogen ranged from 0.03 to 0.3 g was digested in microwave, alkali-distilled in the automatic Kjeldahl apparatus. Boric acid was used as receiving solution, and 0.15-0.20 mol／L hydrochloric acid standard solution was used for automatic titration. The recoveries of the method was in the range of 99.0%-101.5%, the relative standard deviation was less than 1.0%(n=6). Results detected by the method were compared with those deteced by GB／T 8527-2010 method. It was indicated that there was no signi fi cant difference between the two methods. The accuracy，precision of automatic Kjeldahl apparatus method were better than the standard method. The automatic Kjeldahl apparatus method costs less reagent, short time, and it can meet the rapid detection requirement of nitrogen content in fertilizer in mass work for laboratory.

fertilizer; nitrogen content; automatic Kjeldahl apparatus

O658

A

1008-6145(2014)05-0041-03

联系人：辛若竹；E-mail: mhkxrz@aliyun.com

2014-07-02

10.3969／j.issn.1008-6145.2014.05.014