有机肥料总氮含量测定过程应注意的问题

张晓荣+于仁宗+张伟

摘 要 简述了有机肥料总氮含量的检测中试剂的配制、样品的称取、消化和蒸馏过程的控制、空白实验等方面应注意的问题。

关键词 有机肥料；总氮含量；测定

中图分类号：S141 文献标志码：A 文章编号：1673-890X（2014）27--02

有机肥料富含有机物质和作物生长所需的营养物质，不仅能提供作物所需的养分，而且可以改善土壤肥力，提供植物营养，提高作物品质。推广应用有机肥料，对促进农业与资源、农业与环境以及人与自然和谐友好发展，从源头上促进农产品安全、清洁生产、保护生态环境有重要意义。由于有机肥料同时含有植物必需的氮、磷、钾三大营养元素，所以它的作用不容忽视。氮是组成作物中蛋白质、叶绿素、酶、核酸和维生素的主要成分。氮肥的主要作用是提高生物总量和经济产量，改善农产品的营养价值，特别是能增加种子中蛋白质含量，提高食品营养价值。

由于有机肥料主要来源于植物和（或）动物，是经过发酵腐熟的含碳有机物料，氮含量的测定按国家行业标准NY525-2012《有机肥料》的要求，采用蒸馏滴定法。下面，以一组未知组分有机肥料为检测对象，谈谈有机肥料总氮测定过程中应注意的问题。

1 原理

有机肥料中有机氮经硫酸-过氧化氢消煮，转化为铵态氮，从碱性溶液中蒸馏出来的氨用硼酸溶液吸收，以硫酸标准溶液滴定，计算出总氮含量。

2 实验中应注意的环节

2.1 试剂的配制

2.1.1 2%硼酸溶液

NY525-2012中要求每升2%硼酸溶液中加入20 mL定氮混合指示剂，并用稀碱或稀酸调至红紫色（pH约4.5）。因为蒸馏终点的判断是冷凝管下端的出液口无碱性才结束蒸馏，所以配制好的硼酸-指示剂混合液必须调节pH值。在实验过程中吸取10.0 mL2%硼酸溶液，大约加8滴左右定氮混合指示剂，此溶液放置时间不宜过长，如在使用过程中pH有变化，需随时用稀碱或稀酸调节。

2.1.2 30%过氧化氢

30%过氧化氢保质期不宜超过2年，用2011年9月生产的过氧化氢和2014年3月生产的过氧化氢同时消化同一样品，在保证其它条件一致的情况下，2014年生产的过氧化氢消化时间明显缩短，用2011年生产的过氧化氢消化的样品平行测定结果超过允许差规定，且结果偏低。过氧化氢极易分解为水和氧气，使得浓度降低，影响消化速率。过氧化氢应置于阴凉、避光、密封的环境中保存。

2.1.3 标准溶液的配制与使用

在本实验中选用0.05 mol/L的硫酸标准溶液，配制和标定按照GB/T601-2002《标准滴定溶液的制备》的规定进行，平行实验不得少于8次，两人各做4组平行测定，每人4组平行测定结果极差的相对值不得大于重复性临界极差的相对值0.15%，两人共8组平行测定结果的相对值不得大于重复性临界极差的相对值0.18%，取2人8平行测定结果的平均值为测定结果，运算过程中保留五位有效数字，浓度值报出结果取四位有效数字。标定硫酸标准溶液的酸式滴定管与蒸馏结束后滴定样品的酸式滴定管应为同一根滴定管，可以减小误差。同时标定过程和滴定分析过程应在常温（15～25 ℃）下进行。为保证所用标准溶液的准确性，应养成对标准溶液复标的习惯。

2.2 样品的称取

NY525-2012中要求，称取过φ1 mm筛的风干样0.5～1.0 g（精确到0.0 001 g），一般称取0.5 g左右即可，称样不宜过多，否则消化时间过长会造成氮的损失且称样量过大导致样品不易消化完全，同时也会造成蒸馏时间太长，不利于氮的完全蒸出，还会造成试剂的浪费。但称样也不能太少，否则所称样品的含量没有代表性，平行测定结果会超出允许差规定。

2.3 消化过程控制

称量好的样品置于1 000 mL的圆底烧瓶中，NY525-2012中要求加入5 mL硫酸和1.5 mL过氧化氢摇匀后，瓶口放一个漏斗，放置过夜。实际操作过程中要加大硫酸和过氧化氢的加入量，加入的硫酸为20 mL，过氧化氢为6 mL，摇匀后放置过夜，可有效提高消化速率。在消化时，采用电炉或电热套加热都应使其缓慢升温至硫酸冒烟后取下圆底烧瓶，冷却后继续加过氧化氢并分次消煮，直至溶液呈无色或淡黄色清液。分次消煮加入的过氧化氢的量可适当加大，因为实验在继续加热过程都是将其中的过氧化氢除尽，加过氧化氢是要注意应缓缓加入圆底烧瓶底部，防止过氧化氢与样品和硫酸反应产生气流将氮带出烧瓶，造成结果偏低。

2.4 蒸馏过程控制

蒸馏装置按GB/T2441.1-2008中的要求连接，在蒸馏前要检查全套装置的气密性，注意冷凝管上下水管的正确连接。蒸馏开始时，在圆底烧瓶底部要加一根防溅榜，防溅棒是一根长约10 mm，直径月5 mm的玻璃棒，一端套一根25 mm聚乙烯管。整个蒸馏过程是在碱性环境中进行的，所以在蒸馏前必须加入足量的400 g/L的氢氧化钠溶液，确保样品中的氮的全部溜出。加入氢氧化钠溶液的量与样品前处理中加入硫酸的量成正比，如加入硫酸20 mL，则加入氢氧化钠溶液100 mL，加入硫酸25 mL，则加入氢氧化钠溶液120 mL，氢氧化钠的作用是为蒸馏过程提供碱性环境并中和样品前处理时加入的硫酸。氢氧化钠的加入量影响氮的溜出，要严格控制。

2.5 空白试验的重要性

空白试验是指在不加样品的情况下，按照样品分析同样的操作程序和条件进行试验，试验结果称为空白值。空白纸的准确性对于提高测定结果的准确度是至关重要的。NY525-2012中要求空白测定所消耗酸标准溶液的体积不得超过0.1 mL，否则应重新测定。

综上所述，在有机肥料总氮含量的检测中，对几个关键环节必须给与足够的重视，对可能产生误差的各种因素要加以避免和克服，以确保检测结果的准确性和检测过程的高效性。

（责任编辑：刘昀）endprint