自动定氮仪在复混肥料总氮检测中的应用分析
2020-04-15河南省土壤肥料站马振海
河南省土壤肥料站 马振海
复混肥料含有作物生长必需的氮、磷、钾等元素,且由于各元素配比灵活,日益受到农民喜欢。但由于各企业生产工艺不同,肥料产品中可能存在各种形态的氮,这给总氮检测带来一定的困难。复混肥料总氮的检测仲裁方法为《复混肥料中总氮含量的测定 蒸馏后滴定法》(GB/T 8572-2010)(以下称为“国标法”),这也是目前普遍采用的复混肥料总氮检测方法。但该方法使用试剂量大,而且含硝态氮样品检测过程中试样结块,造成样品喷出,影响检测结果。近年来,随着科技的不断发展,特别是电子技术的发展,自动定氮仪也不断更新换代,越来越成熟。本文以国标法为基础,对样品消解程序适当进行改进,使用自动定氮仪检测复混肥料中的总氮,通过与国标法进行比对,探讨自动定氮仪在复混肥料总氮检测中的应用。
一、所需试剂
所需试剂有硫酸、盐酸、铬粉、定氮合金、氢氧化钠溶液400 g/L、五水硫酸铜、甲基红-溴甲酚绿混合指示剂,以及硼酸指示剂混合溶液,即称取20 g 硼酸于950 mL 水中,完全溶解后稀释至1L,然后将甲基红-溴甲酚绿混合指示剂按100:1 加入硼酸溶液中搅拌均匀。盐酸标准滴定溶液:C(HCL)=0.2 mol/L。
二、试验方法
(一)自动定氮仪法
称取总氮含量≤90 mg、硝态氮含量≤20 mg 的试样0.2~0.5 g(精确至0.0002 g)于消化管中。
1.仅含铵态氮的试样。将消化管连接于自动定氮仪上,设置自动定氮仪加入20 mL 水、20 mL 硼酸、20 mL 氢氧化钠溶液,蒸馏3 min,确保馏出液>200 mL,滴定完成后记录消耗标准滴定溶液体积。
2.含铵态氮、硝态氮的试样。于消化管中加入1 g定氮合金,蒸馏过程中除加入20 mL 氢氧化钠溶液后静置10 min 外,其余同精密度和稳定性分析。
3.含铵态氮、酰胺态氮、氰氨态氮的试样。将消化管置于通风橱中,加入0.5 g 硫酸铜、10 mL 硫酸,插上梨形漏斗,置于消化炉上380 ℃消化至清凉液体或灰白液体后再加热20 min 后停止,待消化管冷却后连接自动定氮仪上,除加入50 mL 氢氧化钠外,其余同精密度和稳定性分析。
4.含铵态氮、硝态氮、酰胺态氮、氰氨态氮的试样。于消化管中加入1 mL 水、0.5 g 铬粉、7 mL 盐酸,静置7~10 min,插上梨形漏斗,置于消化炉上150 ℃加热至沸腾后继续加热2~3 min,冷却至室温,加入0.5 g 硫酸铜、10 mL 硫酸,置于消化炉上200 ℃消化3 h,待消化管冷却后连接自动定氮仪上,除加入50 mL 氢氧化钠外,其余同精密度和稳定性分析。
(二)国标法
按照GB/T 8572-2010 标准进行试验。
三、数据分析
对不同组成成分试样的不同方法检测结果进行统计分析,对比两种不同方法的标准偏差及变异系数。
表1 仅含铵态氮试样测定结果比较
表2 含铵态氮、硝态氮试样测定结果比较
表3 含铵态氮、酰胺态氮、氰氨态氮试样测定结果比较
表4 含铵态氮、硝态氮、酰胺态氮、氰氨态氮试样测定结果比较
由表1 至表4 可知,2 组自动定氮仪法标准差在0.04~0.05,变异系数在0.22~0.30;国标法标准差在0.03~0.05,变异系数在0.17~0.31,两种方法的精密度和稳定性没有显著差异。
由表5 至表8 可以看出,4 种不同形态氮组分的复合肥料t 值分别为0.655<t0.05=3.182、0.255<t0.05=3.182、0.382<t0.05=3.182、0.361<t0.05=3.182,说明检测不同形态氮组分复合肥料的两种方法差异极不显著。
表5 仅含铵态氮试样测定结果方差分析
表6 含铵态氮、硝态氮试样测定结果方差分析
表7 含铵态氮、酰胺态氮、氰氨态氮试样测定结果方差分析
表8 含铵态氮、硝态氮、酰胺态氮、氰氨态氮试样测定结果方差分析
四、优势
(一)提高了工作效率
自动定氮仪法相对国标法来说,自动化程度高,使检验员从复杂的检测过程中解放出来,提高了工作效率。
(二)提高了安全性
国标法在检测含硝态氮的复混肥料样品消解过程中,容易出现液体飞溅现象,不但造成试验作废,而且使检验员安全受到威胁。
(三)节约了检测成本
国标法消解过程中要求加入硫酸25 mL、铬粉1.2 g,而自动定氮仪法只需要加入硫酸10 mL、铬粉0.5 g,既节约了试剂用量,又减少了对环境的污染。
综上所述,自动定氮仪法在精密度、稳定性和准确度上和国标法均没有显著差异,但相较国标法操作简单,缩短了试验时间,提高了试验的安全性,同时还节约了试验成本,减少了对环境的污染。