甲醛法测定硫酸铵中氮含量的方法改进及应用

孙轲 葛笑寒

（1.三门峡市金精矿综合利用重点实验室；2.三门峡职业技术学院，河南 三门峡 472000）

引言

甲醛法测定硫酸铵中氮含量比蒸馏法操作简单而又节省时间，故而在生产实际中应用广泛。[1]为了降低甲醛溶液和其他检测试剂的用量，提高工作效率，用单因素法进行对比实验，改进了该测试方法。

1 甲醛法测氮含量原理

NH4+具有酸性，但由于 Ka﹤10–8，所以不能直接用氢氧化钠滴定。[2][3][4]生产中常采用甲醛法测定铵盐的氮含量。首先，铵盐与甲醛发生化学反应，生成（CH2）6N4H+和 H+，其次，用 NaOH 标准溶液滴定。其反应式为：

2 甲醛法测氮含量实验与分析

2.1 实验部分

2.1.1 试样：市售分析纯硫酸铵。

2.1.2 主要仪器

500mL 锥形瓶，3个；25mL、100mL 量筒各一个；50mL碱式滴定管一个。

2.1.3 主要试剂

0.05 mol/L的氢氧化钠标液；4g/L氢氧化钠溶液；甲醛（1+1）：甲醛中含有微量甲酸是由于甲醛受空气氧化所致，应除去，否则产生正误差，量取甲醛溶液250mL于烧杯中，加蒸馏水稀释一倍，加入3滴酚酞指示剂，用氢氧化钠标准滴定液滴定至微红色即可；酚酞指示剂1%：称取1g酚酞加入100mL95%乙醇，搅匀即可；甲基红指示剂0.1%：称取0.1g甲基红加入100mL95%乙醇，搅匀即可；硫酸铵溶液配制：称硫酸铵2.2310克，溶于200毫升蒸馏水中，定容至500毫升容量瓶中，摇匀，待用。

2.1.4 实验过程

称取试样1.00g（硫铵母液10mL）于 500mL锥形瓶中；加入100mL蒸馏水，再加1滴甲基红指示剂，用氢氧化钠调节至溶液呈橙色，加入15mL甲醛溶液，再加1～2滴酚酞指示剂，混匀，放置5min；用氢氧化钠标液滴定至橙红色，保持30秒钟以上不褪色，[5]记录体积 VNaOH（mL）。

2.1.5 结果计算

（1）液体样品

N（g/L）=(VNaOH×T)/10=1.410×VNaOHg/L

其中：VNaOH：消耗氢氧化钠的体积mL

T：氢氧化钠相对氮的滴定度14.10mg/mL

（2）固体样品

N%=(VNaOH×CNaOH)×MN/m%

2.2 各参数对实验的影响

2.2.1 甲醛溶液浓度的影响

在蒸馏水为100mL，甲醛溶液用量为15mL，放置时间为5min时，不同浓度甲醛下测定的氮含量如表1所示：

表1 不同浓度甲醛溶液对氮含量的影响

由表可知：甲醛浓度为250g/L时，所测得的氮含量最接近于理论氮含量（21%），所以甲醛浓度为250g/L时更为合适。[6]

2.2.2 甲醛溶液的用量的影响

在蒸馏水为100mL，甲醛溶液浓度为250g/L，放置时间为5min时，不同甲醛溶液的用量下测定的氮含量如表2所示：

表2 不同甲醛溶液用量对氮含量的影响

由表可知：甲醛溶液体积为5mL时，氮含量接近于理论氮含量，所以甲醛溶液取5mL时更合适。

2.2.3 蒸馏水用量的影响

甲醛溶液浓度为250g/L，甲醛溶液用量为5mL，放置时间为5min时，不同用量的蒸馏水下测定的氮含量数据如表3所示。

表3 蒸馏水用量对氮含量的影响

由表可知：蒸馏水加入量的多少，对测定结果影响不大，故可以认为蒸馏水用量不影响氮含量的测定。

2.2.4 放置时间的影响

在蒸馏水为100mL，甲醛溶液浓度为250g/L，甲醛溶液用量为15mL，不同放置时间下测定的氮含量如表4所示。

表4 时间对氮含量的影响

由表可知：放置时间对测定结果影响不大。所以放置时间≥1min即可。

2.2.5 测样过程中的注意事项

（1）加甲醛时，要边摇边加，防止局部酸化。

（2）酚酞只需加1～2滴，多加要消耗NaOH引起误差。

（3）临近终点时，NaOH溶液应半滴半滴加以免过终点，且要用洗瓶及时淋洗锥形瓶内壁。

（4）甲醛法滴定终点不稳定，结果偏低，因为甲醛中含甲醇，甲醇含量大于10%，对结果影响较大，甲醇含量小于0.1%，对结果影响小。

通过上述实验可知，甲醛溶液的适宜浓度为250g/L，反应中1:1甲醛最佳加入量为5mL，放置时间以≥1min为宜，蒸馏水用量对测定结果影响不大。

3 结果分析与讨论

3.1 硫酸铵工段母液平行测定氮含量

按照以上的优化条件，取中原黄金冶炼厂有限责任公司硫铵工段硫酸铵进行平行测定，结果如表5所示：

表5 硫铵工段样品氮含量数据

结果相对标准偏差（RSD）为0.317%，测量准确度高。

3.2 实验室之间对比测量

为检验该法测试的准确性，取相同的样品在不同的化验室进行测试。结果发现，测试结果基本相同。说明该方法测量氮含量，不仅效率高而且结果准确。对同一个样品化验结果如表6所示：

表6 样品在不同化验室的氮含量数据

4 结论

通过实验发现，甲醛法测硫酸铵氮含量最佳实验条件：甲醛溶液浓度250g/L，甲醛加入量为5mL，放置时间≥1min。该法经济、快速、简单、准确，符合工业及实验室对硫酸铵量的检测要求。

[1]田娟.氟化铵吸收液中铵含量的测定方法[J].广州化工，2010（8）：197-198.

[2]王天聪.难熔金属和稀散金属冶金分析[M].北京：冶金工业出版社，1992.

[3]刘斌，陈晓霓.甲醛法测定土壤全氮量的分析探讨[J].分析与检测，2008，91（7）：198－200.

[4]华中师范大学.分析化学实验[M].北京：高等教育出版社，2001.

[5]蔡彭骥.甲醛法测定铵盐中氮滴定终点的判断[J].天津化工，2004（11）：23-24.

[6]解庆范.甲醛法测定硫酸铵中氮含量的甲醛用量的研究[J].湖北第二师范学院学报（自然科学版），2013（2）：4-5.