全自動凱氏定氮儀測定復合肥料中的總氮含量

摘要：運用Ｋｊｅｌｔｅｃ ８４００全自動凱氏定氮儀的消化系統，通過對消化方法的改進，成功測定了未知氮形態的復合肥料中的總氮含量。通過與現行國標方法對比，證明應用改進后的消化方法和全自動凱氏定氮儀測定復合肥料中的總氮含量具有快速、準確等優點。

關鍵詞：復合肥料；凱氏定氮儀；氮含量

中圖分類號：Ｓ１４３．１ 文獻標識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０12）01－0175-02

Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｎｉｔｒｏｇｅｎ Ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｍｐound Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｂｙ Ｋｊｅｌｔｅｃ

Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ａｚｏｔｏｍｅｔｅｒ

ＭＩＮ Ｌｉａｎｇ１，ＹＡＯ Ｗｅｎ－ｈｕａ１，ＸＵ Ｇｕｏ－ｌｉａｎｇ１，ＷＡＮＧ Ｊｉａｎ－ｆｅｉ２，ＭＵ Ｑｉ－ａｉ３

（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｂａｏｓｈａｎ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｂａｏｓｈａｎ ６７８００1， Ｙｕｎｎａｎ， Ｃｈｉｎａ；

２．Ｈｏｎｇｈｅ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ， Ｍｅｎｇｚｉ ６６１１００， Ｙｕｎｎａｎ， Ｃｈｉｎａ；

３．Ｘｉｓｈｕａｎｇｂａｎｎａ Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ｂｏｔａｎｉｃａｌ Ｇａｒｄｅｎ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｘｉｓｈｕａｎｇｂａｎｎａ ６６６１００， Ｙｕｎｎａｎ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Aｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｍｅｔｈｏｄ that can ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ total ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ cｏｍｐound ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ with unkown pattern of N ｂｙ ｔｈｅ Ｋｊｅｌｔｅｃ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ａｚｏｔｏｍｅｔｅｒ was employed． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎａｔｉｏｎａｌ ｓｔａｒｄａｎｄ， ｉｔ was ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｋｊｅｌｄａｈｌ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ａｚｏｔｏｍｅｔｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｍｅｔｈｏｄ was ａ ｑｕｉｃｋ， ｒｅｌｉａｂｌｅ， ａｃｃｕｒａｔｅ ｄｅｖｉｃｅ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： cｏｍｐound ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ； Ｋｊｅｌｔｅｃ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ａｚｏｔｏｍｅｔｅｒ； ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ

凱氏定氮儀具有高精度顏色傳感器判斷終點，智能化程序控制，可自動完成加水稀釋、加酸、加堿、蒸餾、滴定、滴定杯自動排液清洗、消化管排空、結果計算和輸出打印結果，全程無需人為干預，數據準確可靠等優點［１－６］。整個過程只需５ ｍｉｎ，而傳統的全氮蒸餾法和半微量蒸餾法需要２０ ｍｉｎ甚至更長的時間。因此凱氏定氮儀在食品、化工、農牧業、醫藥衛生等領域的蛋白質含量測定方面有著巨大的優勢和應用前景。

氮肥對馬鈴薯、小麥的生長發育和產量都會產生重大影響［７－１０］，在農業生態系統中，碳和氮通過土壤有機物的循環可以提高土壤肥沃程度和作物產量，同時減少環境負效應，所以快速測量化肥中總氮含量顯得至關重要［１１］。

消化技術是制約全自動凱氏定氮儀發展的一個瓶頸技術。由于在復合肥料中含有硝態氮、銨態氮、有機態氮、尿素態氮、氰氨態氮等多種形態的氮［１２］，所以復合肥料中總氮的消化過程相對于單一形態氮較復雜，有必要總結出一套適合全自動凱式定氮儀并且易操作、準確、快速的消化方法。

本研究結合現行化肥定氮國標方法［１３］和福斯特卡多公司（Foss）的消化手冊，改進了消化方法，一定程度上克服了全自動凱氏定氮儀的瓶頸，使得利用全自動凱式定氮儀測定復合肥料中的總氮含量更加快速、準確、易操作。

１ 材料與方法

１．１ 消化原理

將復合肥料中的硝酸鹽在催化劑定氮合金的作用下加入濃鹽酸還原成銨鹽，用濃硫酸進行消化，將有機態氮或尿素態氮和氰氨態氮轉化為硫酸銨。

１．２ 試劑

試劑均為二次蒸餾水；定氮合金（Ｃｕ、Ａｌ和Ｚｎ的含量分別為５０％、４５％和５％）及其他標定和使用的試劑同ＧＢ／Ｔ ８５７２。

１．３ 儀器

Ｋｊｅｌｔｅｃ ８４００全自動凱氏定氮儀；ＴｅｃａｔｏｒＴＭ消化系統。

１．４ 實驗方法

稱取復合肥料樣品０．１００ ０～０．２００ ０ ｇ于２５０ ｍＬ的蒸餾管中，加入３５ ｍＬ蒸餾水搖動使試樣溶解，再加入１．０ ｇ定氮合金，７ ｍＬ濃鹽酸，置于蒸餾瓶ＴｅｃａｔｏｒＴＭ 消化裝置，加熱至１５０ ℃，取下蒸餾管于消化管架上冷卻到室溫，反應２０ ｍｉｎ。再加入１０ ｍＬ濃硫酸，把蒸餾管置于消化裝置上于４８０ ℃消化，待蒸餾管中澄清透亮并且有小股硫酸白煙冒起后取下蒸餾管和消化管架于通風櫥內冷卻至室溫。再加１０～２０ ｍＬ蒸餾水于蒸餾管中于１００ ℃繼續消化，待蒸餾管中溶液呈明亮透明藍色溶液時取下蒸餾管冷卻至室溫，上全自動凱氏定氮儀進行蒸餾。

２ 結果與分析

２．１ 硝酸銨總氮含量分析對比

在復合肥料的總氮含量的測定中硝酸銨常常被用作加標樣品和驗證試驗樣品，所以硝酸銨的消化和定氮程度常常決定著復合肥料總氮含量的測定數據。表１列舉了硝酸銨國標方法、ＦＯＳＳ公司消化手冊法（簡稱ＦＯＳＳ法）、本實驗所用的消化改進方法（簡稱改進法）等不同方法消化后的結果。

由表１可知，采用國標法消化時間長，試劑用量大。ＦＯＳＳ法雖然在消化時間和試劑用量上都比較小，但由于硝酸銨中含有硝態氮，ＦＯＳＳ法缺少還原硝態氮的步驟，所以氮含量僅為１６．９８％。相對于國標法和ＦＯＳＳ法而言，改進法不僅消化時間短，試劑用量小，而且在氮含量的測定上比較接近理論值。

２．２ ５種市售復合肥料的氮含量測定對比

挑選市場銷售的５種不同復合肥料，按照文獻［１３］的方法制樣，并且按照現行國標法和改進法消化，國標法消化的復合肥料按照半微量定氮法定氮，改進法消化的復合肥料上全自動凱氏定氮儀進行總氮含量測定，這５種復合肥料氮含量的不同消化方法如表２。結果表明，用改進消化法樣品測定肥料中總氮含量，檢驗結果有很好的重復性，平行測定誤差均遠小于現行復混肥料國家標準規定的允許差值，與現行國標法的檢驗結果具有很好的一致性。

２．３ 全自動凱氏定氮儀蒸餾滴定條件分析

根據ＦＯＳＳ公司提供的滴定條件，４０％ＮａＯＨ溶液的加入量是蒸餾滴定的關鍵，加入４０％ＮａＯＨ后應變為黑色溶液。ＮａＯＨ加入量太大易耗費試劑，加入量太小則無法完全中和硫酸，無法測得數據，因此加入量為３０ ｍＬ比較合理。在滴定前必須先加入少量水于蒸餾管中進行適當消煮，使得樣品呈現明亮透明的藍色溶液，否則在蒸餾滴定時可能會出現蒸不出氮或蒸不完全的情況，原因是由于高溫的消化使得化肥樣品和定氮合金相互混合附著在蒸餾管的底部，使得硫酸銨無法全部溶解于水溶液中，導致蒸餾不出或不完全的情況發生。

３ 小結與討論

全自動凱氏定氮儀簡化了蛋白質或總氮含量測定的步驟，縮短了分析時間，提高了工作效率。但由于消化方法的滯后制約了全自動凱氏定氮儀的使用效率。本研究通過參考國標消化法和ＦＯＳＳ消化法，總結出一套易操作、時間短、節省試劑、精確性和重現性都符合要求的消化方法。

參考文獻：

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