一種快速測定肥料級聚磷酸銨中有效磷的方法

余 立，黃 松

（甕福達州化工有限責任公司，四川 達州 635000）

肥料級聚磷酸銨的特性是全水溶、高養分、緩釋增效。有效磷作為總養分的重要指標之一，其有效控制至關重要。目前，肥料級聚磷酸銨中有效磷檢測標準是HG/T 5939—2021《肥料級聚磷酸銨》［1］，用乙二胺四乙酸二鈉（EDTA）堿性溶液（pH為12.0～12.5）提取樣品中有效磷，在硝酸作用下將有效磷中聚合態磷酸根全部轉化為正磷酸根，正磷酸根離子與喹鉬檸酮反應生成黃色磷鉬酸喹啉沉淀，根據磷鉬酸喹啉質量計算磷含量。此種方法有以下弊端：（1）整個檢測過程耗時長，檢測一個樣品耗時3 h，難以及時指導生產；（2）樣品處理過程、操作步驟煩瑣；（3） 沉淀干燥溫度高（180 ℃），易造成灼燙，存在安全隱患。

為解放更多的勞動力、提高檢測效率、保障人員人身安全，技術小組人員采用容量法快速測定肥料級聚磷酸銨中有效磷，經過反復比對、驗證得出，該方法結果準確、測定快速，既能指導生產控制，又能用于產品檢測。

1 實驗過程

1.1 實驗原理

聚磷酸銨樣品在硝酸環境下進行加熱煮沸，使PnO3n+1（n+2）-（焦磷酸鹽、三聚磷酸鹽、四聚磷酸鹽等）中磷鍵斷裂，轉化成正磷酸根離子（PO43-），正磷酸根離子與喹鉬檸酮反應生成黃色磷鉬酸喹啉沉淀，采用氫氧化鈉標準溶液溶解沉淀，再用鹽酸標準溶液進行返滴定。根據消耗的氫氧化鈉標準溶液與鹽酸標準溶液體積計算其有效磷含量［2-3］。

1.2 試劑

硝酸溶液：1+1；喹鉬檸酮沉淀劑；氫氧化鈉標準溶液：c（NaOH）0.30 mol/L；鹽酸標準溶液：c（HCl）0.18 mol/L；酚酞指示劑：ρ（酚酞）10 g/L。

1.3 容量法實驗步驟

準確稱取適量肥料級聚磷酸銨樣品于250 mL容量瓶中，加入硝酸溶液10 mL，使樣品充分溶解，以水定容，搖勻。準確吸取樣品溶液10 mL于500 mL 三口燒瓶中，加入硝酸溶液20 mL、水80 mL，加熱煮沸，保持微沸15 min，加入喹鉬檸酮沉淀劑50 mL，保持微沸1 min。取下冷卻至室溫，用酸洗石棉和脫脂棉進行過濾，先將上層清液濾完，再用傾瀉法洗滌沉淀10～14 次，取所得濾液20 mL 加1 滴酚酞指示劑和1 滴氫氧化鈉溶液（0.25 mol/L），體系顏色呈紫紅色不褪去為止。將沉淀連同脫脂棉移入三角燒杯中，加入氫氧化鈉標準溶液使沉淀溶解，再過量5～8 mL，加入5 滴酚酞指示劑，用鹽酸標準溶液滴至紅色恰好褪去為終點［4-5］。

1.4 結果計算

聚磷酸銨中有效磷質量分數按式（1）計算：

式中：c1，氫氧化鈉標準溶液濃度，mol/L；V1，消耗氫氧化鈉標準溶液的體積，mL；c2，鹽酸標準溶液濃度，mol/L；V2，滴定消耗鹽酸標準溶液的體積，mL；2.730 g/mol，與1 mol 氫氧化鈉相當的五氧化二磷的質量；m，試樣質量，g。

2 實驗結果

2.1 樣品加熱時間選擇

選擇一個已知有效磷質量分數（56.48%）的聚磷酸銨樣品，將樣品用硝酸溶液溶解，稀釋定容，搖勻。吸取8 份10 mL 樣品溶液分別于8 個500 mL三角燒杯中，各加入20 mL 硝酸溶液、80 mL 水，加熱煮沸，分別微沸0、5、10 、13、15、18、25、30 min后加入足量喹鉬檸酮沉淀劑，用容量法測定有效磷含量，實驗數據見表1。

表1 樣品加熱時間對測定結果的影響

由表1可以看出，保持足夠的微沸時間是實驗的關鍵，至少保持微沸15 min，才能保證聚合態的磷酸鹽轉化成正磷酸鹽，結果更接近真值。

2.2 精密度實驗

采用容量法對同一組聚磷酸銨樣品進行平行實驗，測定結果見表2。

表2 精密度實驗結果

由表2可知，采用容量法測定有效磷相對標準偏差是0.12%，數據精密度高，重現性較好。

2.3 方法對比

分別采用容量法和HG/T 5939—2021方法（重量法）測得不同聚磷酸銨樣品有效磷含量，結果對比見表3。

表3 重量法與容量法有效磷測定結果對比

由表3可以看出，重量法與容量法結果非常相近，絕對差值均在±0.30%范圍內，完全滿足HG/T 5939—2021 檢測要求，說明容量法檢測結果準確可靠。

2.4 分析耗時

分析一組平行試樣所耗時間，容量法（60 min）較HG/T 5939—2021 重量法（180 min）節約2 h 左右，大大提高了工作效率。

3 結論

容量法測定聚磷酸銨中有效磷，檢測結果與重量法一致，準確可靠；檢測時間可由180 min 縮短至60 min，大大提高了檢測效率；避免直接接觸高溫烘箱引起灼燙事故，因而一定程度上規避了安全風險。