蒸馏后滴定法测定复混肥中总氮含量需注意的问题

2015-03-30阳泉市质量技术监督检验测试所王腾飞范宏英

大众标准化 2015年12期

● 阳泉市质量技术监督检验测试所王腾飞范宏英

● 阳泉市质量技术监督检验测试所王腾飞范宏英

复混肥料即复混肥，具有养分全面，含量高，配比多样等优点，有利于针对性的选择和施用，而且物理性状好，副成分少，对土壤无不良影响，最重要的是价格便宜，能降低农民成本。复混肥料中总氮含量的检测，实验室通常采取的是GB/T 8572-2010《复混肥料中总氮含量的测定蒸馏后滴定法》，笔者通过长期对复混肥料的检验，总结出检测时需要注意的几个问题，可提高检测结果的准确度，以供借鉴。

复混肥料检测蒸馏

引言

作为春耕重要的农资物资之一的化肥，每年监督部门都会对市面上销售的化肥进行随机抽检，而怎么对抽检样品精确而又快速地检测出各组分含量，为监督部门提供有效数据，则是每一个检测人员所需考虑的问题。化肥包括氮肥、磷肥、钾肥、微肥、复混肥料、有机肥料等，尤复混肥料居多。在复混肥料中，氮含量多少是必需检测的项目。复混肥料中氮的存在形式主要有：铵态氮肥（硫酸铵、氯化铵、磷酸铵等）；硝态氮肥（硝酸磷、硝酸钙、改性硝酸铵等）；酰胺态氮肥（尿素）及有机态氮肥。在GB/ T 8572-2010（以下简称国标）所给出的检测方法中发现，如果检验中对某些反应条件、操作方法掌握不当，就会造成检验结果的误判。笔者从事复混肥料检测数年，现就影响检测复混肥料中氮含量的几个因素浅要论述，以供检测机构的同业参考。

检验原理

在碱性介质中用定氮合金将硝酸态氮还原，直接蒸馏出氨或在酸性介质中还原硝酸盐成铵盐，在混合催化剂存在下，用浓硫酸消化，将有机态氮或酰胺态氮和氰氨态氮转化为铵盐，从碱性溶液中蒸馏氨。将氨吸收在过量硫酸溶液中，在甲基红-亚甲基蓝混合指示剂存在下，用氢氧化钠标准滴定溶液返滴定。

试样制备

在称取试样中，国标标明要称取所检化肥总氮含量不能大于235 mg，且硝酸态的氮元素含量不能大于60 mg的试料准确称取0．5 g～2 g，在实际检验操作中，往往对样品只知其各主要成分配比式，样品中氮的存在形式并不熟知，这样就容易导致称取试样量不容易把握。当所检样品中硝酸态氮含量大于标准规定60 mg时，若是依旧根据改定范围称量，会导致硝酸态氮无法被全部还原，致使检验结果偏低。所以在知其组分配比式的情况下，要通过计算称取样品。未知配比式和氮的存在形式的样品，则应该少量称取。

NaOH标液制备

国标中使用的是0．5 mol/L的标准滴定溶液。标液的配置要严格根据GB/T 601-2002进行配制和标定，需要注意的是标定中使用的基准试剂邻苯二甲酸氢钾一定要在105～110 ℃电烘箱中干燥至恒重，且用无二氧化碳的水进行溶解。标定时需要做平行样，以减少误差。

试样处理方法选择

国标中用蒸馏后滴定法测定氮含量。其原理是将不同形式的氮元素转化成氨态氮，被硫酸吸收转化成铵盐，然后在混合指示剂存在下，用氢氧化钠标准溶液进行返滴定。因化肥的种类不同，氮的存在形式也不同，处理方式也不同。

（1）仅包含有铵态氮可直接在溶液呈碱性的环境下蒸馏。

（2）含硝酸态氮的化肥前处理应选用还原法。要求加入定氮合金，定氮合金的功能是将硝酸根离子和亚硝酸根离子还原为铵。由于定氮合金的添加量与硝酸态氮含量有关，应随量调整。

（3）含有机态氮、氰氨态氮和酰胺态氮的复混肥料应用消化法。加入由硫酸钾和五水硫酸铜按照质量比为20:1的比例充分研磨组合的混合催化剂（在硫酸铜的存在下，加硫酸钾可提高硫酸的沸点，从而增强硫酸的分解能力），用浓硫酸消化。

（4）对于未知试样的检测则既需还原又需消化，将所有未知形式的氮转化为氨态氮，添加铬粉以及混合催化剂，其加入量要保证质量充足，避免化学反应不能完全进行。

因此，在测定总氮含量之前要分析氮的存在形式，选择合适的前处理方法，可提高检测速率，避免因方法不当而造成误差。

消化过程中注意事项

消化反应过程是一种放热反应，要放大量的热，并且反应速率快，操作不好极易引起爆炸。为了保持恒定的消化温度，可以使用大功率并且可调温的加热电炉作为热源，消化反应装置应具有良好的传热导热性。反应过程中要使硫酸冒烟，要准确把握冒烟时间点，冒烟后要勤于观察，调整温度使白烟保持，不能持续高温加热，否则硫酸会发生爆溅，导致数据不准确。

蒸馏过程中注意的几个问题

蒸馏对温度、时间都有较为严苛的要求，蒸馏过程中会因反应生成沉淀而产生爆沸、爆炸，使检验操作失败，应谨慎操作。

（1）牢固固定蒸馏装置，连接处应使用软连接，避免沸腾过程中震动损坏蒸馏装置。保证有良好冷凝装置，使蒸气及时凝结。

（2）热源温度不应过低，否则会使反应不能完全发生，直接影响氨气的释放，致使检测结果偏低。加热温度要保证液体持续处于沸腾状态。

（3）蒸馏时间不能太短，否则会导致氨气不能完全放出，可根据馏出液的量判断是否到终点，一般情况下要至少馏出150 ml。

（4）反应过程中会生成杂质，沉降在蒸馏烧瓶底部，从而发生不规则爆沸，如若能量积蓄无法及时释放，甚至会发生爆炸。所以在进行蒸馏前，就必须要把防爆沸物加入。

（5）试样处理过程中，如果加入的催化试剂是定氮合金，那么需注意控制热源温度，因为大量的泡沫会在沸腾的时候产出，伴随气流涌入反应接收装置，导致实验失败。

（6）注意气密性问题，蒸馏装置各部件要用硅脂涂抹，使接触面封密严实，防止氨气逸出，使检测结果降低。

（7）蒸馏前要加入足够的碱液。在蒸馏的时候，烧瓶的溶液要保持碱性。通过滴液漏斗加入一定量40%的NaOH溶液（具体量可通过H2SO4计算），且加NaOH时要注意液封，防止氨气逸散。为保证溶液呈碱性，可以加入PH试纸（观察显色），也可以通过生成的内容物颜色判断（呈棕黑色）。NaOH加入量一定要保证足量，不然会导致检验结果偏低。