關(guān)于改進(jìn)蒸餾后滴定法來測(cè)定硝基復(fù)合肥中的硝酸態(tài)氮的研討

賴增龍

(茂名市食品藥品檢驗(yàn)所,廣東茂名 525000)

關(guān)于改進(jìn)蒸餾后滴定法來測(cè)定硝基復(fù)合肥中的硝酸態(tài)氮的研討

賴增龍

(茂名市食品藥品檢驗(yàn)所,廣東茂名 525000)

在硝基復(fù)合肥中硝酸態(tài)氮的測(cè)定過程中,更改還原方式,降低還原反應(yīng)的劇烈程度,使之更趨于穩(wěn)定、準(zhǔn)確、安全及快捷。實(shí)驗(yàn)證明,此法可行。

硝基復(fù)合肥 蒸餾后滴定法 硝酸態(tài)氮 改進(jìn)

硝基復(fù)合肥是以硝酸銨為氮源，添加磷、鉀等復(fù)合肥原料，對(duì)肥料進(jìn)行二次加工生產(chǎn)出的高濃度復(fù)合肥料。硝基復(fù)合肥同時(shí)含有氮磷鉀等作物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)元素，養(yǎng)分均衡，有效成分含量高，可用于各種經(jīng)濟(jì)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(jié)省大量的肥料包裝、運(yùn)輸、存儲(chǔ)及施肥的費(fèi)用，是一種增產(chǎn)效果顯著，具有良好經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的優(yōu)質(zhì)復(fù)合肥。

近年來世界各地對(duì)硝基復(fù)合肥的推廣越來越重視，由于硝基復(fù)合肥肥效高，性能優(yōu)良，國處在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國際水平。大力發(fā)展硝基復(fù)合肥是我國目前極為迫切的任務(wù)。

根據(jù)中國農(nóng)業(yè)需要和目前肥料分布的格局，硝基肥料的發(fā)展前景非常廣闊。硝基復(fù)合肥產(chǎn)業(yè)在中國農(nóng)業(yè)發(fā)展中的重要作用，再次引起人們的關(guān)注。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近10年來，硝基復(fù)合肥成為我國發(fā)展極其迅速的化肥新品種。

目前測(cè)定復(fù)合肥料中的硝酸態(tài)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(jìn)行還原，而由于國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，氮試劑重量法只適用于作為一個(gè)參照方法，實(shí)驗(yàn)室很少使用此法，基本上實(shí)驗(yàn)室所使用的都是蒸餾后滴定法，即以鉻粉進(jìn)行還原的方法，但此法操作復(fù)雜，分析時(shí)間過長(zhǎng)，而且在蒸餾過程中易產(chǎn)生劇烈震動(dòng)，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(jìn)行還原的改進(jìn)措施來消除原方法的缺點(diǎn)。改進(jìn)后的蒸餾后滴定法穩(wěn)定、準(zhǔn)確、安全、快捷。

表1

表2

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

在酸性介質(zhì)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(tài)氮轉(zhuǎn)化成硫酸銨，在堿性溶液中蒸餾生成氮?dú)?，并吸收于過量的硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液中，在甲基紅指示劑存在下，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)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(zhǎng)頸燒瓶和梨形空心玻璃塞各一個(gè)。

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(yīng)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(kuò)大球泡的七球泡形冷凝管，出口帶有導(dǎo)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(yáng)酸，硫代硫酸鈉，硫酸銅，硫酸鉀(以上試劑均為分析純)；

硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.2098mol/L)；

氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.1046mol/L)；

氫氧化鈉(40%)；

甲基紅指示液(2g/L)。

1.4 實(shí)驗(yàn)步驟

(用俄羅斯ACRON公司生產(chǎn)的阿康牌復(fù)合肥作為實(shí)驗(yàn)樣品，其氮含量為10%，以硝酸態(tài)氮的形式存在)。

1.4.1 國標(biāo)中的蒸餾后滴定法測(cè)硝基氮的實(shí)驗(yàn)步驟

(1)準(zhǔn)確稱取0.5g樣品于消化燒瓶中，稱準(zhǔn)至0.0002g；(2)用約35ml水將樣品洗至底部，靜置10分鐘，其間搖動(dòng)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(yàn)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(xì)火加熱至沸騰，再調(diào)至7-7.5沸騰溫度，繼續(xù)加熱60分鐘，冷卻；(6)沿管壁緩慢加入250ml水，定量轉(zhuǎn)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(cè)其后的餾出液，至其不呈現(xiàn)堿性為止.用水清洗冷凝管內(nèi)壁和底部；(8)用0.1046mol/L的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液返滴定過量的硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，記下所讀取的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積和所耗的時(shí)間，同時(shí)做三個(gè)平行樣。

1.4.2 改進(jìn)后的蒸餾后滴定法測(cè)硝基氮的實(shí)驗(yàn)步驟

(1)準(zhǔn)確稱取0.5g樣品于消化燒瓶中，稱準(zhǔn)至0.0002g；(2)往燒瓶中加入水揚(yáng)酸1.5g，再加入25ml硫酸，振蕩后靜置30分鐘，靜置過程中搖動(dòng)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(xì)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(yàn)的加熱裝置上加熱至透明后繼續(xù)加熱30分鐘，冷卻；(5)沿管壁緩慢加入250ml水，定量轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)溶液體積及所用時(shí)間，同時(shí)做三個(gè)平行樣。

1.5 計(jì)算

硝酸態(tài)氮含量(X)以氮(N)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示，由下式計(jì)算：

式中：C1——測(cè)定時(shí)，使用硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L

C2——測(cè)定時(shí)，使用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L

V1——測(cè)定時(shí)，吸取硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，ml

V2——測(cè)定時(shí)，使用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，ml

m——試樣質(zhì)量，g

2 結(jié)果與討論

2.1 結(jié)果

2.1.1 用國標(biāo)方法的還原方式測(cè)出硝基氮的結(jié)果如表1所示

2.1.2 改進(jìn)還原方式后測(cè)出的硝基氮的結(jié)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(cè)定硝基氮得到的結(jié)果可以看出：原方法與改進(jìn)后的方法測(cè)出的結(jié)果并無明顯的差別，但在耗時(shí)、安全、穩(wěn)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(jìn)后的還原方式過程簡(jiǎn)化，略去了不少相對(duì)復(fù)雜的步驟。實(shí)驗(yàn)證明，改進(jìn)后的方法安全可靠、準(zhǔn)確快捷，步驟簡(jiǎn)化，對(duì)硝基復(fù)合肥中硝基氮的檢測(cè)的有效性及準(zhǔn)確性起到重要的作用。

[1]GB15063-2009復(fù)混肥料.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.

[2]GB/T8572復(fù)混肥料中總氮含量測(cè)定.蒸餾后滴定法.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.

[3]GB/T3597肥料中硝態(tài)氮含量的測(cè)定.氮肥試劑重量法.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.

[4]GB/T601-2002化學(xué)試劑標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的制備.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.

[5]數(shù)理統(tǒng)計(jì)在分析化學(xué)中的應(yīng)用.科技出版社.