腐植酸尿素中縮二脲含量的測定

王春花 郭振軍 馬安民

(1 新疆雙龍腐植酸有限公司 烏魯木齊 831400 2 中國科學院新疆理化技術研究所 烏魯木齊 830011)

我國是一個農業大國，化肥的使用量很高，其中尿素占有很大比例。熔融法生產腐植酸尿素的過程中會不可避免地生成縮二脲，而縮二脲對農作物種子發芽和生長均有危害作用[1]，因此必須嚴格控制腐植酸尿素中縮二脲含量。

尿素測定方法中縮二脲含量測定采用銅復鹽分光光度法(GB/T 2441.2-2001)，但此方法并不適用腐植酸尿素中縮二脲含量測定，原因是腐植酸的存在，嚴重干擾比色測定。本研究中參考尿素中縮二脲含量測定方法，利用腐植酸遇高價金屬離子絮凝的特點，用硫酸鋁絮凝沉淀腐植酸[2]，建立了腐植酸尿素中縮二脲含量的測定方法，為腐植酸尿素產品質量控制提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

實驗樣品：腐植酸尿素(河南心連心化肥有限公司提供)，該樣品中縮二脲含量≤1.5%，腐植酸含量≥0.12%。

實驗試劑：硫酸銅，使用濃度30 g/L；硫酸鋁，使用濃度0.1 mol/L[3]；氫氧化鈉，使用濃度10 g/L；酒石酸鉀鈉，使用濃度100 g/L；以上試劑均為分析純。黃腐酸鉀(腐植酸含量≥50%，其中黃腐酸含量≥30%)，使用濃度1%。縮二脲標準溶液(2 g/L)。

實驗儀器：722N型分光光度計，由上海精密科學儀器有限公司生產；調速多用振蕩器，由金壇市正基儀器有限公司生產。

1.2 方法

1.2.1 測定原理

縮二脲在硫酸銅、酒石酸鉀鈉的堿性溶液中生成紫紅色配合物，可在波長550 nm處進行比色測定[4]。由于腐植酸尿素中存在腐植酸，干擾比色測定。若先加入一定的硫酸鋁溶液，使腐植酸發生絮凝，將腐植酸沉淀，過濾后則可消除干擾。

1.2.2 標準曲線繪制

(1) 分別準確吸取2 g/L縮二脲標準溶液0、2.5、5、10、15、20 mL于100 mL容量瓶中，用水調整體積至50 mL；

(2) 準確加入100 g/L酒石酸鉀鈉堿液10 mL和30 g/L硫酸銅溶液10 mL，用水稀釋至刻度后搖勻；

(3) 在30±5 ℃的水浴中放置15 min，冷卻至室溫；

(4) 在30 min內，以縮二脲為零的溶液為參比，用3 cm比色皿，于波長550 nm測定吸光度[5]。

縮二脲含量(c)與吸光度(A)的關系見表1，繪制標準曲線見圖1，標準曲線方程A=0.0054c+0.0027，相關系數r=0.9996。

表1 縮二脲含量與吸光度的關系Tab.1 The relationship between biuret content and absorbance

圖1 縮二脲含量與吸光度的標準曲線Fig.1 Standard curve for biuret content and absorbance

1.2.3 樣品分析

(1) 稱取粉碎后試樣5～15 g(精確至0.000l g，控制縮二脲含量在0.2～1.6 mg/mL)于250 mL燒杯中，加水50 mL左右，放置于振蕩器上，在常溫下振蕩30 min，加入0.1 mol/L硫酸鋁溶液5 mL，將試液移入100 mL容量瓶中，用水沖洗燒杯，將洗液一并移入容量瓶中，用水稀釋至刻度后搖勻，放置30 min后用快速定量濾紙干過濾[6]，棄去最初20 mL濾液。同時配制空白溶液，除不加試樣外，其余同上述步驟。

(2) 吸取上述試樣及空白溶液濾液各25 mL于100 mL容量瓶中，滴加10 g/L氫氧化鈉溶液，剛滴加時有沉淀產生，繼續滴加直到沉淀溶解消失(剛滴加時，氫氧化鈉與硫酸鋁形成氫氧化鋁沉淀，繼續滴加時形成偏鋁酸根，沉淀溶解)，之后同1.2.2中(2)(3)步驟，以空白溶液為參比，測定加有樣品的處理液的吸光度。

(3) 試樣經過硫酸鋁絮凝沉淀后，部分濾液仍帶有淺黃色，此時參照GB/T 2441.2-2001中6.2.3備注的方法進行處理[4]，另取兩個100 mL容量瓶，一個容量瓶中加入100 g/L酒石酸鉀鈉堿液10 mL，將溶液用水稀釋至刻度，搖勻，作為參比溶液待用。另一個容量瓶中加入與顯色時相同體積的濾液，滴加10 g/L氫氧化鈉溶液，至沉淀溶解消失后，再加入100 g/L酒石酸鉀鈉堿液10 mL，將溶液用水稀釋至刻度，搖勻，作為待測溶液。按照1.2.2(3)步驟處理待測溶液，測定其吸光度，在計算時扣除其吸光度。

(4) 為了驗證硫酸鋁絮凝沉淀消除顏色干擾結果的準確性，特做以下實驗。準確吸取縮二脲標準溶液10、20、40 mL分別放入100 mL容量瓶中，再各加入1%黃腐酸鉀溶液4 mL，加入0.1 mol/L硫酸鋁溶液5 mL，用水定容，搖勻，放置30 min后干過濾。吸取濾液25 mL，后續實驗操作按照1.2.3中(2)(3)步驟進行。

1.2.4 數據分析與結果計算

實驗中數據用Excel進行統計整理。縮二脲含量根據以下公式計算：

式中，w—縮二脲百分含量，%；

m1—根據工作曲線上吸光度值查得對應的縮二脲質量，mg；

m—試樣質量，g。

2 結果與分析

2.1 樣品的處理

采用硫酸鋁將腐植酸絮凝沉淀過濾后，對處理后的溶液中縮二脲的含量進行測定，為驗證添加硫酸鋁對縮二脲含量的測定有無影響，將縮二脲系列標準溶液按1.2.3中(1)(2)步驟進行處理，然后以此系列標準溶液繪制工作曲線，所得縮二脲含量與吸光度的關系見表2，繪制工作曲線見圖2，工作曲線方程A=0.0054c+0.0019，相關系數r=0.9996。結果顯示，試樣處理方法對縮二脲含量測定沒有影響。

表2 加硫酸鋁后縮二脲含量與吸光度的關系Tab.2 The relationship between biuret content and absorbance

圖2 加硫酸鋁后縮二脲含量與吸光度的工作曲線Fig.2 Working curve for biuret content and absorbance after the addition of aluminum sulfate

2.2 試樣顏色校正實驗

通過試樣顏色校正實驗1.2.3(4)驗證結果的準確性，見表3。結果顯示，試樣經過硫酸鋁絮凝沉淀后，部分濾液帶有淺黃色，經過顏色校正對縮二脲含量測定沒有影響。

表3 試樣顏色校正結果(n=3)Tab.3 Sample color correction results(n=3)

2.3 精密度實驗

將樣品粉碎后，稱取6個平行樣品，按1.2.3中(1)～(3)步驟和方法進行含量測定，結果見表4。結果顯示，按本研究中建立的測定方法測定腐植酸尿素中縮二脲含量，其相對標準偏差為2.27%，說明此方法精密度較好，適用于腐植酸尿素產品檢測。

表4 精密度實驗數據Tab.4 Experimental data of precision

2.4 回收率實驗

為了對該方法的準確度進行驗證，在實驗樣品中加入了不同量的縮二脲標準溶液，按照1.2.3中(1)～(3)步驟和方法進行縮二脲含量測定，計算加標回收率，結果見表5。結果顯示，按本研究中建立的測定方法測定腐植酸尿素中縮二脲的含量，其加標回收率在99.0%～104.0%之間，說明此方法準確可靠。

表5 回收率實驗結果(n=3)Tab.5 Experimental data of recovery(n=3)

3 結論

本研究在尿素中縮二脲含量測定方法的基礎上，通過加入硫酸鋁將腐植酸絮凝沉淀、過濾，消除了因腐植酸顏色對縮二脲分光光度法測定的干擾，建立了基于銅復鹽分光光度法基礎上的腐植酸尿素中縮二脲含量的測定方法。通過加硫酸鋁后同標準曲線的對比及顏色校正實驗，結果表明，本測定方法對縮二脲含量的測定沒有影響；通過精密度實驗和回收率實驗驗證，精密度實驗標準偏差為2.27%，加標回收率在99.0%～104.0%之間。綜上說明，本研究建立的優化后的銅復鹽分光光度法適用于腐植酸尿素中縮二脲含量的測定。

[ 1 ]陳可可，張保林，許珂. 復肥生產過程中縮二脲的生成研究[J]. 化工礦物與加工，2008，(3)：23～25，43

[ 2 ]成紹鑫 編. 腐植酸類物質概論[M]. 北京：化學工業出版社，2007：80～88

[ 3 ]HG/T 3278-2011，農業用腐植酸鈉[S]. 北京：化工出版社，2012

[ 4 ]GB/T 2441.2-2001，尿素測定方法縮二脲含量的測定分光光度法[S]. 北京：中國標準出版社，2001

[ 5 ]SN/T 0736.8-1999，進出口化肥檢驗方法縮二脲含量的測定[S]. 北京：中國標準出版社，2000

[ 6 ]GB/T 11957-2001，煤中腐植酸產率測定方法[S]. 北京：中國標準出版社，2001