钾肥中钾离子检测方法概述*

胡发霞，刘 宏，马占雄，赵枝刚

(青海省盐化工产品质量监督检验中心，青海 格尔木 816099)



钾肥中钾离子检测方法概述*

胡发霞，刘 宏，马占雄，赵枝刚

(青海省盐化工产品质量监督检验中心，青海 格尔木 816099)

钾肥是农作物生长必不可少的基础肥料，钾离子的检测显得尤为重要。本文综述了钾肥检测中四种常用的检测方法，并探讨了不同含量与检测要求下钾离子检测的适用方法。探讨得出：重量法准确度高，适用于仲裁分析；容量法测定速度快、成本低，适合于中控分析；离子选择电极法设备操作简单、灵敏度高，适合于微量钾离子的检测；火焰光度法检出限低、快速高效，适用于大批量样品微量分析。

钾肥；钾离子；检测方法

钾肥肥效快，并能被土壤吸收，不易流失，具有使作物茎秆健壮，防止倒伏，促进开花结实，增强抗旱、抗寒、抗病虫害的能力，在农业领域应用广泛。因此，对钾肥中钾含量的检测显得尤为重要。目前，国内关于钾肥中钾元素的检测方法常见的有以下几种：四苯硼钠重量法、四苯硼钠-季铵盐容量法、离子选择电极法和火焰光度法等。本文将对这四种分析方法进行详细的分析，探讨各种检测方法的准确性及适用性。

1 重量法

该方法将样品用蒸馏水溶解，样品中的钾以K+状态进入分析液中，加入少量200 mg/L氢氧化钠溶液加热，使样品中的铵离子与其作用产生氨气而除去；加入掩蔽剂EDTA消除影响分析结果的钙、镁等其他金属阳离子；最后，加入过量四苯硼钠沉淀剂使其与样品中的K+充分反应生成四苯硼钾沉淀，搅拌1 min，静置。将沉淀连同试液在玻璃坩埚中过滤，于120 ℃烘干，待质量恒定，称重并计算结果。

赵春杰[1]用四苯硼钠重量法测定了钾肥中的钾含量，其结果显示：当钾肥中钾离子的含量小于10%时，测定结果的允许差为 0.20%；当钾肥中钾离子的含量在10%～20%之间时，测定结果的允许差为0.30%；当钾肥中钾离子的含量大于20%时，测定结果的允许差为 0.40%。苏建红[2]用该方法测定并做了复混肥中钾离子含量的回收率实验，测得回收率为99.0%～99.9%，由此可以看出用重量法测定钾离子的含量准确度比较高。

2 容量法

用容量法测定钾肥中的钾含量，先将样品溶解于蒸馏水中，取一定体积的试样加入过量并定量的四苯硼钠标准溶液与试样中的钾离子定量生成四苯硼钾沉淀，放置5 min，使沉淀形成稳定的结晶。加入少许松节油将四苯硼钾沉淀包裹住，以免其在回滴时解离，这会使测定结果偏小[3]。过剩的四苯硼钠与季铵盐反应生成溶解度极小的四苯硼钠复盐。滴定终点用溴酚蓝指示，溴酚蓝指示剂与季铵盐反应溶液将突变为蓝绿色，即达到滴定终点。

姜旭敏等[4]将钾肥中钾离子分别用重量法和容量法分别进行检测，并利用方差分析法，对检测数据进行分析，将试验方法作为因子来比较容量法与GB 6549-2011中四苯硼钾重量法的显著性。结果表明，容量法与国标方法的测定结果没有明显差异，该法操作简便，数据准确、可靠。

3 离子选择电极法

离子选择电极又称离子电极，是一类利用膜电位测定溶液中离子活度或浓度的电化学传感器。该法通过外部溶液与内部溶液的浓度差所产生的电位差来测量元素的含量。将钾肥溶于有机溶剂以后浸渍到多孔膜基体上形成感应膜然后粘附到电极上就可以测出溶液中钾离子的含量。该方法能直接测定液体试样，溶液的颜色和浑浊度不影响测定结果。该方法的检出限能够达到ppm级别，灵敏度高，适合于微量钾离子的检测。

任跃红等[5]利用离子选择电极法测定钾肥中的钾含量。检测结果显示，其相对标准偏差在2.20%～2.35%之间，回收率在94.88%～97.95%之间，测定结果相对偏低，但能够符合试验测定的要求。

4 火焰光度法

火焰光度计是以发射光谱为基本原理的一种分析仪器，用该仪器检测钾肥中钾离子的过程是先由雾化器将试样喷入火焰，激发发光，经分光后由检测器测量发射强度，后者与试样中钾离子含量成正比。再根据标准曲线图，可以查得溶液中钾离子的浓度。

康春生等[6]用火焰光度法对同一个钾肥样品中的钾离子进行连续六次测定，样品实际钾含量为9.50%，检测出的算术平均值为8.16%，说明该方法的检测结果偏小；变异系数为 0.58%，说明该方法检测钾离子的重复性很好。

5 几种检测方法的注意要点

5.1 重量法注意要点

(1)在试样中加入的氢氧化钠溶液的量要适量，加入氢氧化钠是为了掩蔽试样中的铵离子。试样中氢氧化钠的加入量过少，铵离子掩蔽不完全，由此对结果产生生偏差；氢氧化钠的加入量过多，试液中含有的少量Al3+和Fe3+等离子与氢氧化钠反应生成沉淀，同样对结果产生正偏差。经实验论证，在试液中加入酚酞后，边搅拌边滴加氢氧化钠溶液至红色不消失后再过量加入1 mL即可。

(2)四苯硼钠沉淀剂加入时，要严格控制加入速度并不断搅拌，否则四苯硼钾会形成过饱和溶液而难于析出，直接导致检测结果偏低[7]。沉淀的静置时间要大于15 min，以利于四苯硼钾晶体的形成。

(3)在钾离子的检测过程中要全程使用蒸馏水，不能用自来水。一方面，自来水中含有的钾离子会直接导致样品结果偏高；另一方面，水中的其他阳离子在碱性条件下也极易形成氢氧化物沉淀从而间接导致结果偏高。

(4)在抽滤时，将上清液及沉淀全部转移完后，由于四苯硼钾在水中有一定的溶解度，所以要先用 1 g/L的四苯硼钠洗涤液洗涤沉淀3～5次，每次用洗涤液约5 mL，再用蒸馏水洗涤沉淀2～3次，每次用蒸馏水约5 mL[8]，要严格按规定的用量和次数洗涤沉淀。经洗涤、干燥后坩埚上的沉淀颜色为白色或无色，则说明洗涤较彻底。

5.2 容量法注意要点

(1)用容量法测定钾离子，四苯硼钠标准溶液和季铵盐标准溶液的滴定速度尤为重要。四苯硼钠和钾离子的反应速度较慢，滴定速度相对较小，滴定速度以2滴/s为宜[9]。用季铵盐标准溶液回滴四苯硼钠时，速度相对较快，否则，四苯硼钾沉淀极易解离，造成结果偏差。实践证明，季铵盐回滴的速度要达到滴出的液体为一条间断的线。另外，在做重复性实验室时，为了保证结果的一致性，滴定样品时，每次滴定的速度应尽量保持一致。

(2)在加完四苯硼钠标准溶液后，需要用松节油将沉淀包裹住，松节油的加入量要适量。松节油加入的越多，结果的偏差越大，因此标定四苯硼钠和滴定样品时应加入相同量的松节油，以消除背景干扰。松节油遇到空气易受氧化，因此每次使用之后应密闭保存，否则会影响测定结果。

5.3 离子选择电极法注意要点

(2)需要注意，用该方法测定的是溶液中特定离子的活度而不是总浓度。

(3)温度对该法测定钾离子影响较大，实验结果表明：工作电池的电动势在一定条件下与待测离子的浓度呈线性关系，温度影响其斜率。离子选择性电极测定钾离子的使用温度不高于40 ℃[10]。

5.4 火焰光度法注意要点

(1)火焰光度计的预热时间越长，样品测定的稳定性会越高，所以在测定样品前应提前预热火焰光度计2～3 h，甚至更长的时间。

(2)对于微量的钾元素进行精确测定时，一般应关闭门窗、空调等，要避免检测室内空气剧烈流动，剧烈的空气流动会对结果造成偏差。

(3)在调节火焰光度计的火焰之后，应先用标准溶液测定2～3 min，再开始精确测定[11]。

6 结 语

本文详细介绍了四种检测方法的检测原理及检测要点，从文中可以看出，不同的方法侧重点有所不同。重量法是国家标准中的钾肥中钾离子的检测方法。重量法的优点是准确度很高，缺点是耗时长，操作步骤比较繁琐。它适用于对检测结果要求比较高的常量钾的检测。仲裁分析时，必须用此方法[12]。四苯硼钠-季铵盐容量法测钾，是目前企业常用的检测方法。该方法测定速度快，操作简便，成本低，特别适合于钾肥生产过程中的中间控制分析。离子选择电极法选择性好、简便迅速，尤其适用于钾离子的检测，而且它能直接测定液体试样，不受溶液颜色、浊度的影响，有利于连续和自动分析。火焰光度法测定钾含量，具有快速高效的特点，适合大批量钾肥中钾的检测。由于其灵敏度较高，适合于微量分析。有机肥料中的全钾、速效钾含量较低，特别适合用火焰分光光度法测定。

[1] 赵春杰.用四苯硼酸钾重量法测定化肥中的钾含量[J].中国质量技术监督,2008(4):64-65.

[2] 苏建红. 沉淀法测定有机肥料中钾含量的方法改进[J].福建化工,2005(2):47-48.

[3] 冉广芬,马海州,孟瑞英,等. 四苯硼钠-季铵盐容量法快速测钾[J].盐湖研究,2009,7(2):39-42.

[4] 姜旭敏,李凤英,史忠录. 四苯硼钠-季胺盐法测定KCl中K+含量的研究[J].盐业与化工,2012,41(6):24-25.

[5] 任跃红，杨娜，张彩凤. 离子选择电极测定钾肥中钾含量的方法研究[J].腐殖酸，2011(3)：22-29.

[6] 康春生，汪发文，于灏.钾含量检测的建立(火焰发射光谱法)[J]. 口腔护理用品工业，2014,24(4):37-39.

[7] 蔡利华,奉文贵,张玉萍.肥料氮磷钾含量检测的经验体会[J].土壤肥料,2002(3):42-44.

[8] 林家逊. 肥料常规分析中需注意的几个问题[J].科技信息,2010(5):124.

[9] 王涛,钟远,李海军,等. 四苯硼钠-季铵盐质量滴定法分析钾含量研究[J]. 盐湖研究,2013，21(3):30-35.

[10]邱会东,熊伟. 离子选择性电极法快速测定含钾类药物实验[J]. 重庆科技学院学报:自然科学版,2009,11(4):58-59.

[11] 王明兆,薛莉,周鹤,等. 火焰发射光谱法精确测定化肥中钾的含量[J]. 仪器仪表与分析监测,2006(4):36-38.

[12]冉广芬.钾的检测方法及应用[J].盐湖研究,2014,22(3):68-72.

Overview of Methods for Detection of Potassium Ion in Potassium Fertilizer*

HUFa-xia,LIUHong,MAZhan-xiong,ZHAOZhi-gang

(Qinghai Salt and Chemical Products Quality Supervision and Inspection Center, Qinghai Golmud 816099,China)

Potassium fertilizer is essential to the growth of crops, potassium ion detection is particularly important. Four kinds of common used methods for the detection of potassium fertilizer were summarized, and that the application methods of potassium ion detection under different levels and requirements were discussed. Study showed that the gravimetric method had high accuracy, was suitable for arbitration analysis, determination method had fast speed capacity and low cost, was suitable for the analysis of control, method of ion selective electrode device had the advantages of simple operation and high sensitivity, was suitable for detection of trace potassium ions, flame photometry had low detection limit, was fast and efficient, and suitable for large batch sample trace analysis.

potash fertilizer；potassium ion；detection method

格尔木市科学技术局应用基础研究项目。

胡发霞(1989-)，女，本科生，主要从事盐化工、矿产品和环境检测及方法研究。

F767.1

A

1001-9677(2016)020-0020-03