關于改進蒸餾后滴定法來測定硝基復合肥中的硝酸態氮的研討

賴增龍

(茂名市食品藥品檢驗所,廣東茂名 525000)

關于改進蒸餾后滴定法來測定硝基復合肥中的硝酸態氮的研討

賴增龍

(茂名市食品藥品檢驗所,廣東茂名 525000)

在硝基復合肥中硝酸態氮的測定過程中,更改還原方式,降低還原反應的劇烈程度,使之更趨于穩定、準確、安全及快捷。實驗證明,此法可行。

硝基復合肥 蒸餾后滴定法 硝酸態氮 改進

硝基復合肥是以硝酸銨為氮源，添加磷、鉀等復合肥原料，對肥料進行二次加工生產出的高濃度復合肥料。硝基復合肥同時含有氮磷鉀等作物生長所需的營養元素，養分均衡，有效成分含量高，可用于各種經濟作物、油料作物、旱地作物的基肥和追肥，廣泛適用于各種類型的土壤，還可以節省大量的肥料包裝、運輸、存儲及施肥的費用，是一種增產效果顯著，具有良好經濟效益和社會效益的優質復合肥。

近年來世界各地對硝基復合肥的推廣越來越重視，由于硝基復合肥肥效高，性能優良，國處在農業生產上非常重視。在氮肥施用中硝基肥所占的比例，俄羅斯為39.7%，德國為27.5%，巴西為16.1%，美國為12.6%，而我國僅有3.2%，遠遠落后于國際水平。大力發展硝基復合肥是我國目前極為迫切的任務。

根據中國農業需要和目前肥料分布的格局，硝基肥料的發展前景非常廣闊。硝基復合肥產業在中國農業發展中的重要作用，再次引起人們的關注。據不完全統計，近10年來，硝基復合肥成為我國發展極其迅速的化肥新品種。

目前測定復合肥料中的硝酸態氮的方法有兩種，一種是蒸餾后滴定法，另一種是氮試劑重量法。這兩種方法分別以金屬鉻粉和氮合金進行還原，而由于國家標準的規定，氮試劑重量法只適用于作為一個參照方法，實驗室很少使用此法，基本上實驗室所使用的都是蒸餾后滴定法，即以鉻粉進行還原的方法，但此法操作復雜，分析時間過長，而且在蒸餾過程中易產生劇烈震動，在安全方面得不到足夠保證。本文介紹一種用硫代硫酸鈉來進行還原的改進措施來消除原方法的缺點。改進后的蒸餾后滴定法穩定、準確、安全、快捷。

表1

表2

1 實驗部分

1.1 實驗原理

在酸性介質中還原硝酸鹽為銨鹽，在觸煤存在下，用濃硫酸消解，將硝酸態氮轉化成硫酸銨，在堿性溶液中蒸餾生成氮氣，并吸收于過量的硫酸標準溶液中，在甲基紅指示劑存在下，用氫氧化鈉標準溶液進行返滴定，從而得出氮含量。

1.2 主要儀器

1.2.1 消化儀器

800ml長頸燒瓶和梨形空心玻璃塞各一個。

1.2.2 蒸餾儀器

蒸餾裝置全套儀器，各部件連接部位有磨砂接口或者用橡皮塞及橡皮管連接；(為保證密封，球形磨砂玻璃接頭應用彈簧夾子夾緊)

蒸餾裝置的各部分如下：

燒瓶：1000ml；圓底燒瓶；

單球防濺球管和頂端開口、容積為100ml圓筒形滴分液漏斗；

阿里因(Alihn)式冷凝管：帶容積約100ml擴大球泡的七球泡形冷凝管，出口帶有導管；

接受器：容積500ml錐形管。

1.2.3 滴定管

50ml的堿式滴定管。

1.3 試劑

鉻粉，硫酸，鹽酸，氫氧化鈉，5-磺基水揚酸，硫代硫酸鈉，硫酸銅，硫酸鉀(以上試劑均為分析純)；

硫酸標準溶液(0.2098mol/L)；

氫氧化鈉標準溶液(0.1046mol/L)；

氫氧化鈉(40%)；

甲基紅指示液(2g/L)。

1.4 實驗步驟

(用俄羅斯ACRON公司生產的阿康牌復合肥作為實驗樣品，其氮含量為10%，以硝酸態氮的形式存在)。

1.4.1 國標中的蒸餾后滴定法測硝基氮的實驗步驟

(1)準確稱取0.5g樣品于消化燒瓶中，稱準至0.0002g；(2)用約35ml水將樣品洗至底部，靜置10分鐘，其間搖動三次；(3)加入1.2g鉻粉及7ml鹽酸，靜置7分鐘；(4)置于已通過7-7.5分鐘沸騰試驗的可控電爐，加熱4.5分鐘，冷卻；(5)緩慢加入25ml濃硫酸，插上梨形空心玻璃塞，細火加熱至沸騰，再調至7-7.5沸騰溫度，繼續加熱60分鐘，冷卻；(6)沿管壁緩慢加入250ml水，定量轉移至蒸餾燒瓶，裝上蒸餾裝置；(7)用移液管將25ml0.2098mol/L的硫酸移入接受器，加三滴甲基紅指示劑，在分液漏斗處加入120ml的氫氧化鈉(40%)，加熱，蒸餾.餾出液不少于150ml，用PH試紙測其后的餾出液，至其不呈現堿性為止.用水清洗冷凝管內壁和底部；(8)用0.1046mol/L的氫氧化鈉標準溶液返滴定過量的硫酸標準溶液，記下所讀取的氫氧化鈉標準溶液體積和所耗的時間，同時做三個平行樣。

1.4.2 改進后的蒸餾后滴定法測硝基氮的實驗步驟

(1)準確稱取0.5g樣品于消化燒瓶中，稱準至0.0002g；(2)往燒瓶中加入水揚酸1.5g，再加入25ml硫酸，振蕩后靜置30分鐘，靜置過程中搖動三次；(3)稱取硫代硫酸鈉6g，分三次加入燒瓶中，每次振蕩三次，再細火加熱，直至泡沫消失；(4)加入0.5g硫酸銅，5g硫酸鉀，然后置于7-7.5分鐘沸騰試驗的加熱裝置上加熱至透明后繼續加熱30分鐘，冷卻；(5)沿管壁緩慢加入250ml水，定量轉移至蒸餾燒瓶，裝上蒸餾裝置，蒸餾步驟與上法一樣，記錄返滴定所耗的氫氧化鈉標準溶液體積及所用時間，同時做三個平行樣。

1.5 計算

硝酸態氮含量(X)以氮(N)的質量百分數表示，由下式計算：

式中：C1——測定時，使用硫酸標準溶液的濃度，mol/L

C2——測定時，使用氫氧化鈉標準溶液的濃度，mol/L

V1——測定時，吸取硫酸標準溶液的體積，ml

V2——測定時，使用氫氧化鈉標準溶液的體積，ml

m——試樣質量，g

2 結果與討論

2.1 結果

2.1.1 用國標方法的還原方式測出硝基氮的結果如表1所示

2.1.2 改進還原方式后測出的硝基氮的結果如表2所示

2.2 討論

由上述兩種不同處理的還原方式的蒸餾后滴定法測定硝基氮得到的結果可以看出：原方法與改進后的方法測出的結果并無明顯的差別，但在耗時、安全、穩定方面，用硫代硫酸鈉還原的方式都比用鉻粉還原的方式好，而且改進后的還原方式過程簡化，略去了不少相對復雜的步驟。實驗證明，改進后的方法安全可靠、準確快捷，步驟簡化，對硝基復合肥中硝基氮的檢測的有效性及準確性起到重要的作用。

[1]GB15063-2009復混肥料.中國標準出版社.

[2]GB/T8572復混肥料中總氮含量測定.蒸餾后滴定法.中國標準出版社.

[3]GB/T3597肥料中硝態氮含量的測定.氮肥試劑重量法.中國標準出版社.

[4]GB/T601-2002化學試劑標準滴定溶液的制備.中國標準出版社.

[5]數理統計在分析化學中的應用.科技出版社.