复混肥料中总氮含量测定方法的改进

2014-02-06李阳

浙江农业科学 2014年11期

关键词：复混肥态氮测定方法

李阳

（南京市耕地质量保护站，江苏南京 210036）

复混肥料中总氮含量测定方法的改进

李阳

（南京市耕地质量保护站，江苏南京 210036）

对国标法GB/T 8572-2010复混肥料中总氮含量的测定方法进行部分改进，将称样量控制在0.5～1.0 g，并通过初步判断复混肥料中氮素存在形态和改进蒸馏等方法，进一步缩短试验时间，提高试验安全性。试验表明，测定结果能满足国标法要求。

复混肥料；总氮；测定法；测试方法

不同厂家生产的复混肥料中氮的形态多样［1］。由于市场上复混肥料的生产厂家一般都未标明其成分信息，使得在测定时难于选择判断，目前多参照GB/T 8572-2010的方法进行。但若笼统地采取未知试样的分析方法，对于大批次的样品分析，过程就显得相对烦琐，且用时较长，药剂的使用量也会大大增加。本试验参考GB/T 8572-2010方法并作部分改进，用于快速准确地测定复混肥料中的总氮含量。

1 材料与方法

1.1 试验仪器与主要化学试剂

仪器。按GB/T 2441.1-2008［2］中蒸馏装置图进行组装。

主要试剂。硫酸、盐酸、铬粉、硼酸、氢氧化钠、甲基红、亚甲基蓝、溴甲酚绿等，所有化学试剂均为分析纯，购买于南京化学试剂有限公司。

1.2 试样制备

按照GB/T 8571-2008［3］标准中的要求制备试样。然后准确称取氯化铵、硫酸铵、未知肥料样品0.5～1 g（精确到0.000 2 g）于蒸馏瓶中，做3份平行测定和空白试验。

1.3 试样处理

按肥料的不同形态处理试样。对于氯化铵、硫酸铵按铵态氮方法处理试样，即于蒸馏烧瓶中加入300 m L水，充分摇动烧瓶使试样溶解［4］。对于未知样品成分，则按试样处理改进办法辨别后，采用含硝酸态氮、酰胺态氮、氰氨态氮和铵态氮的方法处理试样，即于蒸馏烧瓶中加入35 mL水，充分摇动使试样溶解，然后加入1.2 g铬粉，盐酸7 mL，静置5～10 m in。插上梨形玻璃漏斗，置蒸馏烧瓶于通风橱内的加热装置上，加热到沸腾并泛起泡沫后保持1 min，冷却到室温，小心加入25 mL硫酸，继续加热到硫酸冒白烟15 m in。待蒸馏瓶冷却到室温后小心加入400 m L水［4］。

1.4 试样蒸馏

在蒸馏瓶内加入防爆珠后连接在蒸馏装置上，于接受器中加入20 m L硫酸溶液［c（1/2H2SO4）=1 mol· L-1］、4～5滴甲基红-亚甲基蓝指示剂，并加适量水以封闭气体出口。将接受器连接在蒸馏装置上，通过滴液漏斗加入适量NaOH。开通冷却水和加热装置，至少蒸馏150 m L馏出液后，用pH试纸检查冷凝管出口的滴液，如无碱性则结束蒸馏［4］。

2 结果与讨论

2.1 试样制备的改进

根据GB/T 8572-2010标准中的要求，应从试样中称取总氮含量不大于235 mg，硝酸态氮含量不大于60 mg的试料0.5～2 g（精确到0.000 2 g）于蒸馏瓶中。目前市场上厂家生产的复混肥料包装袋一般只标明总氮所占比例，若只参照总氮含量不大于235 mg称样，遇含硝酸态氮的肥料时则行不通。原因是该肥料在消解时需要进行还原，若忽略此操作直接与硫酸加热，那么硝态氮被分解成NO2气体逸出，会造成氮的损失而影响测定结果。

在含硝酸态氮肥料的还原实验中加入1.2 g铬粉或3 g定氮合金，其只能还原出60 mg以内的硝酸态氮，因此，在国标中对称样的要求上加入了“硝酸态氮含量不大于60 mg”的规定。若考虑通过加大铬粉或定氮合金的使用量以保证还原的彻底性，则在实际操作中容易导致试样结块，从而造成消化时间未到而蒸馏瓶中的液体喷出或蒸馏过程中出现液爆现象。同时，过多的使用铬粉也容易造成环境污染。

鉴于上述情况，在本研究中建议采取减少称样量的办法，即将称样量控制在0.5～1 g，并尽量拉开平行样品的称样量，在其他步骤未发生问题的情况下即可通过结果允许差来初步判断消化是否完全。试验证明该方法可解决含硝酸态氮复混肥料还原彻底性的问题，保证结果的准确率。

2.2 试样处理的改进

在GB/T 8572-2010标准中，将试料按照氮素形态分为6种，分别为仅含铵态氮的试样，含硝酸态氮和铵态氮的试样，含酰胺态氮、氰氨态氮和铵态氮的试样，含有机物、酰胺态氮、氰氨态氮和铵态氮的试样，含硝酸态氮、酰胺态氮、氰氨态氮和铵态氮的试样，含有机物、硝酸态氮、酰胺态氮、氰氨态氮和铵态氮的试样和未知试样。

有机物的判断。一般含有机物的复混肥料呈深黑色，通过肉眼看颜色可进行初步筛选。

硝酸态氮的判断。硝酸态氮与硫酸一起加热时会分解产生棕黄色或棕红色气体。一般可称取适量样品，加少许蒸馏水溶解后加入硫酸一起加热几分钟。若只有浓白烟出现，则可判断其不含硝酸态氮，若出现棕黄色或棕红色气体则表明样品中含有硝酸态氮成分。

2.3 试样蒸馏的改进

在GB/T 8572-2010标准中，试样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，从碱性溶液中蒸馏氮。通常的做法是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下，用氢氧化钠标准溶液反滴定。在本研究中，将氨吸收在过量硼酸溶液中，在溴甲酚绿-甲基红混合指示剂下，用硫酸或盐酸标准溶液滴定。不同蒸馏方法的测定，结果见表1。

表1 硫酸铵、氯化铵与未知样品中氮含量蒸馏滴定试验结果

硫酸铵的相对分子质量为132.14，氯化铵的相对分子质量为53.49，由此可以推断出硫酸铵中氮含量理论值为21.19%，氯化铵中氮含量理论值为26.17%。从表1中可以看出，2种蒸馏滴定方法测定结果差异并不大，且都符合GB/T 8572-2010标准中平行结果的绝对差值不大于0.30%的要求。但从试剂消耗量上来看，硫酸滴定法更加节省试剂。通过对已知理论值样品的测定结果进行分析，表明其回收率在99%以上，可以满足实际测试要求。