腐植酸尿素中缩二脲含量的测定

王春花 郭振军 马安民

(1 新疆双龙腐植酸有限公司 乌鲁木齐 831400 2 中国科学院新疆理化技术研究所 乌鲁木齐 830011)

我国是一个农业大国，化肥的使用量很高，其中尿素占有很大比例。熔融法生产腐植酸尿素的过程中会不可避免地生成缩二脲，而缩二脲对农作物种子发芽和生长均有危害作用[1]，因此必须严格控制腐植酸尿素中缩二脲含量。

尿素测定方法中缩二脲含量测定采用铜复盐分光光度法(GB/T 2441.2-2001)，但此方法并不适用腐植酸尿素中缩二脲含量测定，原因是腐植酸的存在，严重干扰比色测定。本研究中参考尿素中缩二脲含量测定方法，利用腐植酸遇高价金属离子絮凝的特点，用硫酸铝絮凝沉淀腐植酸[2]，建立了腐植酸尿素中缩二脲含量的测定方法，为腐植酸尿素产品质量控制提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

实验样品：腐植酸尿素(河南心连心化肥有限公司提供)，该样品中缩二脲含量≤1.5%，腐植酸含量≥0.12%。

实验试剂：硫酸铜，使用浓度30 g/L；硫酸铝，使用浓度0.1 mol/L[3]；氢氧化钠，使用浓度10 g/L；酒石酸钾钠，使用浓度100 g/L；以上试剂均为分析纯。黄腐酸钾(腐植酸含量≥50%，其中黄腐酸含量≥30%)，使用浓度1%。缩二脲标准溶液(2 g/L)。

实验仪器：722N型分光光度计，由上海精密科学仪器有限公司生产；调速多用振荡器，由金坛市正基仪器有限公司生产。

1.2 方法

1.2.1 测定原理

缩二脲在硫酸铜、酒石酸钾钠的碱性溶液中生成紫红色配合物，可在波长550 nm处进行比色测定[4]。由于腐植酸尿素中存在腐植酸，干扰比色测定。若先加入一定的硫酸铝溶液，使腐植酸发生絮凝，将腐植酸沉淀，过滤后则可消除干扰。

1.2.2 标准曲线绘制

(1) 分别准确吸取2 g/L缩二脲标准溶液0、2.5、5、10、15、20 mL于100 mL容量瓶中，用水调整体积至50 mL；

(2) 准确加入100 g/L酒石酸钾钠碱液10 mL和30 g/L硫酸铜溶液10 mL，用水稀释至刻度后摇匀；

(3) 在30±5 ℃的水浴中放置15 min，冷却至室温；

(4) 在30 min内，以缩二脲为零的溶液为参比，用3 cm比色皿，于波长550 nm测定吸光度[5]。

缩二脲含量(c)与吸光度(A)的关系见表1，绘制标准曲线见图1，标准曲线方程A=0.0054c+0.0027，相关系数r=0.9996。

表1 缩二脲含量与吸光度的关系Tab.1 The relationship between biuret content and absorbance

图1 缩二脲含量与吸光度的标准曲线Fig.1 Standard curve for biuret content and absorbance

1.2.3 样品分析

(1) 称取粉碎后试样5～15 g(精确至0.000l g，控制缩二脲含量在0.2～1.6 mg/mL)于250 mL烧杯中，加水50 mL左右，放置于振荡器上，在常温下振荡30 min，加入0.1 mol/L硫酸铝溶液5 mL，将试液移入100 mL容量瓶中，用水冲洗烧杯，将洗液一并移入容量瓶中，用水稀释至刻度后摇匀，放置30 min后用快速定量滤纸干过滤[6]，弃去最初20 mL滤液。同时配制空白溶液，除不加试样外，其余同上述步骤。

(2) 吸取上述试样及空白溶液滤液各25 mL于100 mL容量瓶中，滴加10 g/L氢氧化钠溶液，刚滴加时有沉淀产生，继续滴加直到沉淀溶解消失(刚滴加时，氢氧化钠与硫酸铝形成氢氧化铝沉淀，继续滴加时形成偏铝酸根，沉淀溶解)，之后同1.2.2中(2)(3)步骤，以空白溶液为参比，测定加有样品的处理液的吸光度。

(3) 试样经过硫酸铝絮凝沉淀后，部分滤液仍带有浅黄色，此时参照GB/T 2441.2-2001中6.2.3备注的方法进行处理[4]，另取两个100 mL容量瓶，一个容量瓶中加入100 g/L酒石酸钾钠碱液10 mL，将溶液用水稀释至刻度，摇匀，作为参比溶液待用。另一个容量瓶中加入与显色时相同体积的滤液，滴加10 g/L氢氧化钠溶液，至沉淀溶解消失后，再加入100 g/L酒石酸钾钠碱液10 mL，将溶液用水稀释至刻度，摇匀，作为待测溶液。按照1.2.2(3)步骤处理待测溶液，测定其吸光度，在计算时扣除其吸光度。

(4) 为了验证硫酸铝絮凝沉淀消除颜色干扰结果的准确性，特做以下实验。准确吸取缩二脲标准溶液10、20、40 mL分别放入100 mL容量瓶中，再各加入1%黄腐酸钾溶液4 mL，加入0.1 mol/L硫酸铝溶液5 mL，用水定容，摇匀，放置30 min后干过滤。吸取滤液25 mL，后续实验操作按照1.2.3中(2)(3)步骤进行。

1.2.4 数据分析与结果计算

实验中数据用Excel进行统计整理。缩二脲含量根据以下公式计算：

式中，w—缩二脲百分含量，%；

m1—根据工作曲线上吸光度值查得对应的缩二脲质量，mg；

m—试样质量，g。

2 结果与分析

2.1 样品的处理

采用硫酸铝将腐植酸絮凝沉淀过滤后，对处理后的溶液中缩二脲的含量进行测定，为验证添加硫酸铝对缩二脲含量的测定有无影响，将缩二脲系列标准溶液按1.2.3中(1)(2)步骤进行处理，然后以此系列标准溶液绘制工作曲线，所得缩二脲含量与吸光度的关系见表2，绘制工作曲线见图2，工作曲线方程A=0.0054c+0.0019，相关系数r=0.9996。结果显示，试样处理方法对缩二脲含量测定没有影响。

表2 加硫酸铝后缩二脲含量与吸光度的关系Tab.2 The relationship between biuret content and absorbance

图2 加硫酸铝后缩二脲含量与吸光度的工作曲线Fig.2 Working curve for biuret content and absorbance after the addition of aluminum sulfate

2.2 试样颜色校正实验

通过试样颜色校正实验1.2.3(4)验证结果的准确性，见表3。结果显示，试样经过硫酸铝絮凝沉淀后，部分滤液带有浅黄色，经过颜色校正对缩二脲含量测定没有影响。

表3 试样颜色校正结果(n=3)Tab.3 Sample color correction results(n=3)

2.3 精密度实验

将样品粉碎后，称取6个平行样品，按1.2.3中(1)～(3)步骤和方法进行含量测定，结果见表4。结果显示，按本研究中建立的测定方法测定腐植酸尿素中缩二脲含量，其相对标准偏差为2.27%，说明此方法精密度较好，适用于腐植酸尿素产品检测。

表4 精密度实验数据Tab.4 Experimental data of precision

2.4 回收率实验

为了对该方法的准确度进行验证，在实验样品中加入了不同量的缩二脲标准溶液，按照1.2.3中(1)～(3)步骤和方法进行缩二脲含量测定，计算加标回收率，结果见表5。结果显示，按本研究中建立的测定方法测定腐植酸尿素中缩二脲的含量，其加标回收率在99.0%～104.0%之间，说明此方法准确可靠。

表5 回收率实验结果(n=3)Tab.5 Experimental data of recovery(n=3)

3 结论

本研究在尿素中缩二脲含量测定方法的基础上，通过加入硫酸铝将腐植酸絮凝沉淀、过滤，消除了因腐植酸颜色对缩二脲分光光度法测定的干扰，建立了基于铜复盐分光光度法基础上的腐植酸尿素中缩二脲含量的测定方法。通过加硫酸铝后同标准曲线的对比及颜色校正实验，结果表明，本测定方法对缩二脲含量的测定没有影响；通过精密度实验和回收率实验验证，精密度实验标准偏差为2.27%，加标回收率在99.0%～104.0%之间。综上说明，本研究建立的优化后的铜复盐分光光度法适用于腐植酸尿素中缩二脲含量的测定。

[ 1 ]陈可可，张保林，许珂. 复肥生产过程中缩二脲的生成研究[J]. 化工矿物与加工，2008，(3)：23～25，43

[ 2 ]成绍鑫 编. 腐植酸类物质概论[M]. 北京：化学工业出版社，2007：80～88

[ 3 ]HG/T 3278-2011，农业用腐植酸钠[S]. 北京：化工出版社，2012

[ 4 ]GB/T 2441.2-2001，尿素测定方法缩二脲含量的测定分光光度法[S]. 北京：中国标准出版社，2001

[ 5 ]SN/T 0736.8-1999，进出口化肥检验方法缩二脲含量的测定[S]. 北京：中国标准出版社，2000

[ 6 ]GB/T 11957-2001，煤中腐植酸产率测定方法[S]. 北京：中国标准出版社，2001