重量法测定有机-无机复混肥中总氮含量

李江霞

摘 要：通过研究重量法测试总氮含量，对需要消化处理的有机-无机复混肥进行检测，得到精密度为1.21%～1.46%，回收率为96.42%～103.41%，并采用[t]检验对蒸馏法和蒸馏法进行比较。结果表明，两种方法的检测结果无显著差异。

关键词：四苯硼酸铵;总氮;四苯硼酸钾;氧化钾;重量法;有机-无机复混肥

中图分类号：TQ444文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）07-0145-03

Abstract： Through the study of the weight method to test the total nitrogen content， the organic-inorganic compound fertilizer which needs to be digested was detected， the precision was 1.21%～1.46%， the recovery was 96.42%～103.41%， and the distillation method and distillation method were compared by t-test. The results show that there is no significant difference between the two methods.

Keywords： ammonium tetraphenylborate;total nitrogen;potassium tetraphenylborate;potassium oxide;weight method;organic-inorganic compound fertilizer

有机-无机复混肥是既含有机质又含适量化肥的新型肥料，是一种对化肥做改良、对有机肥做提升的肥料。其肥力接近化肥，又限制了化肥的流失，具有有机肥给土壤和作物补充有机质的作用，又具有比有机肥更高的肥力，可以取代化肥作为基肥和追肥。

钾和氮是有机-无机复混肥的重要成分，其含量高低直接影响施肥效果。总氮含量测定采用蒸馏返滴定法测定，见《有机-无机复混肥料的测定方法 第1部分：总氮含量》（GB/T 17767.1—2008）[1]，总钾根据含量大于2%采取重量法测定，见《有机-无机复混肥料的测定方法 第3部分：总钾含量》（GB/T 17767.3—2010）[2]。样品都要经过消化使氮和钾分别以硫酸铵和硫酸钾形式溶解。根据四苯硼酸钾和四苯硼酸铵都具有难溶性的特点，本文对采用重量法测定总氮含量进行研究，从而确定了总氮和总钾同时测定的可行性方法。

1 方法原理

总钾是样品经硫酸-过氧化氢消化处理后，通过加入过量的氢氧化钠，再煮沸15 min，将铵除去，在弱碱性介质中，以四苯硼钠沉淀试样溶液中的钾离子，生成四苯硼酸钾白色微细沉淀，将沉淀过滤、干燥及称量，得四苯硼钾含量。

总氮是样品经硫酸-过氧化氢消化处理后，在弱碱性条件下，以四苯硼钠沉淀钾和铵总离子，生成四苯硼钾和四苯硼酸铵总沉淀，将沉淀过滤、干燥及称量，得总沉淀质量量。用总沉淀质量减去四苯硼酸钾质量得到四苯硼酸铵质量。

为防止阳离子干扰，预先加入适量的乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA），使阳离子与EDTA络合。

2 实验部分

2.1 主要试剂与仪器

主要试剂：实验室用水标准三级水、硫酸（AR）、过氧化氢（AR）、15 g/L四苯硼酸钠溶液[按照《准溶液的配置方法》（HG/T 2843—1997）配置]、1.5 g/L四苯硼酸钠溶液[按照《准溶液的配置方法》（HG/T 2843—1997）配置]、400 g/L氢氧化钠溶液、40 g/L EDTA溶液[按照《化肥产品 化学分析常用标准滴定溶液、标准溶液、试剂溶液和指示剂溶液》（HG/T 2843—1997配置）]、5 g/L酚酞指示剂。

主要仪器：电子分析天平0.1 mg、电热恒温干燥箱、玻璃坩埚式滤器（4号，30 mL）。

2.2 实验步骤

2.2.1 试样溶液的制备。按照《有机-无机复混肥料的测定方法 第3部分：总钾含量》（GB/T 17767.3—2010）5.2部分的硫酸-过氧化氢消煮法，将消煮液转移至250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，干过滤，弃去最初50 mL滤液，得到滤液。

2.2.2 氧化钾测定。准确吸取滤液25 mL于200 mL烧杯中，加入EDTA溶液20 mL，加2滴酚酞指示剂，用400 g/L氢氧化钠溶液中和至红色出现，再过量1 mL，在通风橱缓慢加热煮沸15 min，放冷，如红色消失，再补加氢氧化钠溶液至红色。

在不断攪拌下逐滴加入15 g/L四苯硼酸钠沉淀剂，加入量为每1 mg氧化钾加四苯硼酸钠溶液0.5 mL，并过量约0.3倍，继续搅拌1 min，静置15 min，用倾滤法将沉淀过滤于120 ℃预先恒重的4号玻璃坩埚式滤器中，用1.5 g/L四苯硼酸钠溶液洗涤沉淀5～7次，每次用量5 mL，最后用水洗涤2次，每次用量5 mL。120 ℃±5 ℃干燥1.5 h，取出置干燥器内冷却至室温称量。

样品测定同时测空白。

2.2.3 总氮测定。准确吸取滤液25 mL于200 mL烧杯中，加入EDTA溶液20 mL，加2滴酚酞指示剂，用400 g/L氢氧化钠溶液中和至红色出现。

在不断搅拌下逐滴加入15 g/L四苯硼酸钠沉淀剂，加入量为每1 mg氮加四苯硼酸钠溶液1.6 mL和每1 mg氧化钾加四苯硼酸钠溶液0.5 mL总量，并过量约0.3倍，继续搅拌1 min，静置15 min，以下操作同氧化钾测定。

2.3 分析结果计算

3 结果与讨论

3.1 沉淀剂的使用量

根据沉淀反应原理，要加入过量沉淀剂才能保证待测物沉淀完全，又不能过量太多，会引起盐效应、配位效应等，使沉淀溶解度增大，检测结果偏低。三份硫酸铵样品分别滴加过量0%、30%、50%、70%和100%的沉淀剂四苯硼酸钠，对干燥后的四苯硼酸铵的质量进行比较，得出沉淀剂过量30%，即可满足完全沉淀要求。四苯硼钠加入量如图1所示。

3.2 干燥温度

查阅《化验员读本》[3]可知，碱金属四苯硼酸盐的热稳定性较好，四苯硼酸铵超过130 ℃开始升华，为找到既能快速干燥恒重，又不引起升华损失的干燥温度，采用同一样品分别在105、110、120 ℃进行干燥恒重，得出110 ℃下1.5 h、120 ℃下1 h即可干燥恒重。为了能同时测定氮和钾，选用120 ℃、1.5 h干燥。结果见图2。

3.3 沉淀反应酸碱度

有机-无机复混肥要经过硫酸消化，最后得到的滤液呈酸性，经过多次不调节pH值直接测定，发现形成的不溶物呈泡沫状上浮在液面上，不易下沉，测试结果均偏低。查阅《化验员读本》[3]可知，四苯硼酸钠溶液在弱碱性条件（pH为8左右）稳定，通过加酚酞指示剂，氢氧化钠溶液调节至红色，再滴加沉淀剂，形成的沉淀会快速下降，检测结果满意。

3.4 其他阳离子的影响

四苯硼酸根还能与铷、铯、锌、锰等阳离子发生反应[4]，影响检测结果的准确性。通过检测可知，化肥中一般不含有铷、铯等碱金属离子，对检测结果的影响不大。本实验直接采取重量法测钾的处理方法，通过添加EDTA溶液来掩蔽其他阳离子。

3.5 方法的准确度和精密度

分别取3份不同含量的有机无机复混肥样品，采用平行测试得出相对标准差范围在1.21%～1.46%。精密度试验如表1所示。

3.6 方法的准确度

分别取3份不同含量的有机-无机复混肥样品，通过添加分析纯硫酸铵（1，2，3，4），按照试验步骤进行检测，得到回收率为96.42%～103.41%;取2份分析纯硫酸铵和硫酸钾的混合样品（5，6），不经消化直接检测，得到回收率为99.39%～100.99%。回收率试验结果如表2所示。

3.7 样品分析

对三份样品分别采用蒸馏法和重量法测定，然后按照[F]检验和[t]检验，在95%的可信度下进行判定，两个结果均无显著差异，具体见表3。

4 结论

通过研究发现，利用重量法测总氮可行，总钾和总氮可以同时测定。要求只能采取硫酸和过氧化氢来消化，过量的氢氧化钠和长时间的煮沸使氮以氨的形式挥发，保证了总钾测定的准确性;弱碱性条件使总钾和总氮的沉淀颗粒粗大易于沉淀过滤。重量法较蒸馏法快速简便，误差可控，是对需要消化处理的有机无机复混肥的检测总氮测定的补充方法。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.有机-无机复混肥料的測定方法 第1部分：总氮含量：GB/T 17767.1—2008[S].北京：中国标准出版社，2008.

[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.有机-无机复混肥料的测定方法 第3部分：总钾含量：GB/T 17767.3—2010[S]. 北京：中国标准出版社，2010.

[3]刘珍.化验员读本[M].4版.北京：化学工业出版社，2015.

[4]曾兆民.介绍一种应用在分析化学中的有机试剂：四苯硼酸盐[J].化学通报，1961（6）：25-30.