復混肥料中總氮測定方法及注意事項
作者：祎鴻儀器 點擊率： 發布時間：2017-10-20 13:55:00
凱氏定氮法是最常用的方法，準確可靠，應用范圍廣，是測定氮的國家標準法，也是當前分析含氮化肥常用方法。該方法不需復雜儀器設備，但操作中每一步都會影響化驗結果。整個分析過程分為3步，即消化、蒸餾、滴定。在實際工作中每一步驟的操作都需謹慎、認真，也常因多種因素影響導致檢測結果偏低。
氮肥是提供作物生長的重要營養成分之一。它容易被作物吸收，對作物的影響比其他大量元素更為敏感。氮肥用量大，品種較多。在相同的條件下，氮肥增產較穩定，目前深受農戶歡迎。在生產中提供氮素養分的主要原料有尿素、氯化銨、硫酸銨，磷酸一銨、磷酸二銨、硝酸銨及一些含氮量較高的有機物。原料的多樣性決定了肥料中氮以多種形態存在，酰胺態氮、銨態氮、硝態氮及有機氮。
1 原理
含硝態氮的氮肥在堿性介質中用定氮合金將硝酸根還原，直接蒸餾出氨，而不含硝態氮的其他氮素在混合催化劑存在下，用濃硫酸消化，將有機態或酰胺態等轉化為硫酸銨。從堿性溶液中蒸餾氨，用硼酸吸收，再用標準硫酸或鹽酸溶液滴定。
2 試劑
分析操作中的試劑配制，所用藥品如濃硫酸、氫氧化鈉、硼酸、硫酸銅、無水硫酸鉀或硫酸鈉、定氮合金、硫酸銨等均為分析純；標定硫酸標準溶液無水碳酸鈉為基準試劑；以溴甲酚綠-甲基紅作混合指示劑。操作所用的凱氏瓶、燒杯、三角瓶、試劑瓶等要清洗干凈，干燥后備用。蒸餾水制備都要嚴格按照有關要求。
3 樣品處理
檢測樣品時取樣是關鍵。取樣要具有代表性。樣品粉碎時要迅速，必須按四分法制備，多次縮分，取出約100 g，用研磨器或研缽研磨至全部通過0.5 mm孔徑篩，若試樣難粉碎，可研磨通過2 mm試樣篩，充分混合均勻，置于潔凈、干燥瓶中，作成分分析用。并要防止樣品過熱，影響檢測結果。液體樣品要充分搖勻。
4 稱取試樣
固體樣品一般稱取范圍為0.2～2.0 g，液體樣品取樣范圍10～25 mL（約相當于氮30～40 mg）。稱樣后，樣品要小心放入干燥的凱氏瓶內，不要把樣品黏在瓶頸上。如黏附在瓶頸上，要用少量的水沖下，以免被測樣品消化不完全，造成氮素損失，結果偏低。
5 消化（消解過程）
5.1 樣品消化時間
消化時間要掌握好，時間過長會引起氨的損失；消化時間不夠，消化不完全也會導致總氮量偏低。 在消化過程中，除加入濃硫酸共熱，尚須加入催化劑硫酸銅、無水硫酸鈉或硫酸鉀加速樣品的分解。此外，硫酸銅還可用作下一步蒸餾時堿性反應的指示劑。加入無水硫酸鈉或硫酸鉀，可適當提高濃硫酸的沸點，以加速樣品的氧化。但無水硫酸鈉或硫酸鉀也不宜多加，否則將消耗過多的硫酸，生成硫酸氫鈉，而使消化液中缺乏足夠的硫酸以吸收生成的氨，影響檢測結果。推薦XTG5000紅外碳纖維消解儀，智能溫度段設置、碳纖維加熱源及納米云更熱材料、杜絕干燒等優秀功能。
5.2 樣品消解溫度
在消化剛開始火力不要太強，特別是有機復合肥消化時易產生大量泡沫，試樣易溢出凱氏瓶，如遇到這樣情況，操作時要注意，開始以小火炭化，待泡沫消失后再緩慢加大火力，逐步提高溫度至360～400 ℃。直到凱氏消化管內物質變綠，再繼續消化20～30 min使之清徹透明。
消化時要避免沸騰過猛，溫度過高，可能有部分氮被氧化成游離氮，以致不能被硫酸吸收而自行揮發，使結果偏低。
在樣品消解樣品同時做空白試驗。空白試驗即在測定的同時，按同樣的操作步驟，使用同樣的試劑，但不含試樣，經消化蒸餾，測出有無雜質存在，以便檢查整個過程有無其他因素干擾。
5.3 稀釋
消化好試樣后，稍冷，應加入適量的蒸餾水搖勻，由于消化液內無水硫酸鈉或硫酸鉀濃度高，呈黏稠狀，易結塊，不易從凱氏消化管內倒出，必要時加入熱蒸餾水稀釋或放在電爐上微熱溶解。也可將其稀釋一定體積，吸出部分進行蒸餾。
6 蒸餾
6.1 測定氮素回收率
蒸餾前要先對蒸餾裝置進行檢查，再加蒸餾水空蒸5 min，然后用分析純硫酸銨按測試試樣的相同條件進行蒸餾，測定其含量，以便進一步評估各次操作，對氮素回收率做出判斷。精確稱取0.1000 g分析純的硫酸銨代替試樣，直接蒸餾，滴定。國家標準中所規定的是測得的硫酸銨的含氮量應為（21.19±0.2）%，但此處所說的硫酸銨的含量是按100%計算，但實際中的硫酸銨（分析純）的含量一般是99%，所以測得的硫酸銨的含量應與（21.19×0.99±0.2）%比較，以檢驗蒸餾和滴定各步驟是否準確。但當然，應多做幾次回收率避免出現偏差。
6.2 控制溶液總體積
蒸餾時要注意反應室內溶液總體積的控制，沖洗試樣用蒸餾水要少，否則反應室內溶液體積過大，液面升高，容易噴賤到緩沖球內；冷凝管不能斷水或水量太少，否則冷凝效果不好，易引起硼酸接收液溫度過高，致使氨的吸收減弱，導致結果偏低。
6.3 加堿
在蒸餾時加入氫氧化鈉溶液必須過量，以免出現氨蒸不出來的現象。加氫氧化鈉溶液時一定要放慢速度，慢慢加入，減慢與酸的激烈反應，特別是測定硝酸態氮肥時，需加入定氮合金，加堿后反應室易形成大量泡沫。為此應調整蒸餾功率，避免激烈反應，防止泡沫沖入蒸汽發生裝置內。
6.4 蒸餾溫度
蒸餾時電壓要穩，蒸餾裝置受熱要均勻，溫度不宜過低，如溫度低蒸餾中途蒸汽不足或中途斷氣，反應室內溫度降低，易產生硼酸倒吸現象，溫度過高反應室內反應激烈，氣流過快，硼酸吸收不完全。
6.5 蒸餾結束
蒸餾出150 mL左右蒸餾液后，用pH試紙檢查冷凝管出口，如中性說明蒸餾結束。用少量蒸餾水沖洗冷凝管出口外部，取下接收瓶。（如果用全自動凱氏定氮儀，不用這么操作。）
6.6 其他
2%硼酸接收液不宜配制太多，放置過久易形成沉淀，有可能導致終點不靈敏現象發生。最好在使用時將指示劑與硼酸混合，調至pH 4.5。
蒸餾時冷凝管的下端一定要浸入硼酸接收液面下至少0.5 cm，以防止氨的逸出。
7 滴定
滴定時注意要排空滴定管底部氣泡，確保滴定結果準確，滴定一定要把握滴定速度，掌握好滴定顏色的變化，終點應是藍綠色變為暗紅色或灰紅色，如顏色復現藍綠色，應再滴入標準酸0.5～1.0滴，顏色轉紅色而不變化則視為滴定到達終點。滴定用的標準酸必須按照標準配制和標定，標準酸濃度的準確度將影響檢驗數據的準確性。（采用全自動凱氏定氮儀，此步驟可以省略）
總之，檢測人員要做到心中有數，步步按其原理：樣品與濃硫酸共熱時，是為把樣品的氮素變成硫酸銨；蒸餾是把樣液加堿，酸性變為堿性后，加熱使氫氧化氨逸入冷凝管，而當樣液含硝態氮時，加入定氮合金以便其中硝態氮還原為氨態氮，并蒸至冷凝管；經過冷凝管的冷凝作用使氫氧化氨的氣體或液體進入硼酸吸收瓶中，吸收瓶中形成硼-氨絡離子，將氨固定于吸收液中。而滴定，則為了使吸收瓶中的氨與滴定管中的標準硫酸中和，根據滴定液標準硫酸的消耗體積及其濃度，計算出樣品含氮量。
建議檢測人員嚴格按照廠家培訓的規范步驟進行試驗，每一步驟都要認真操作，減少各步驟的操作誤差，以提高檢測結果的準確度。
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