全自動(dòng)凱氏定氮儀測定化肥中的含氮量

鄭賢光，辛若竹

（梅河口市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所，吉林梅河口 135000 ）

全自動(dòng)凱氏定氮儀測定化肥中的含氮量

鄭賢光，辛若竹

（梅河口市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所，吉林梅河口 135000 ）

建立全自動(dòng)凱氏定氮儀檢測化肥中氮含量的分析方法。稱取總氮量在 0.03～0.3 g 范圍的樣品，經(jīng)消解儀消解及全自動(dòng)凱氏定氮儀堿化蒸餾，以硼酸為接收液，用 0.15～0.20 mol／L 的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行自動(dòng)滴定。該方法加標(biāo)回收率為 99.0%～101.5%，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于 1.0%(n=6)。與國標(biāo) GB／T 8527-2010 法測定結(jié)果無顯著性差異，全自動(dòng)凱式定氮儀法的準(zhǔn)確度、精密度均優(yōu)于國標(biāo)方法，而且所用試劑少、分析時(shí)間短，滿足實(shí)驗(yàn)室快速檢測大批量化肥中含氮量的需要。

化肥；含氮量；全自動(dòng)凱氏定氮儀

氮是構(gòu)成植物成分的主要元素之一，在使用的各種肥料養(yǎng)分中，它對植物生長影響最大，作為衡量產(chǎn)品質(zhì)量的最重要的指標(biāo)之一，化肥總氮量必須加以嚴(yán)格監(jiān)控。目前我國測定化肥中氮含量的標(biāo)準(zhǔn)方法有 GB／T 8527-2010，其測定過程中的主要操作步驟如樣品消解、蒸餾、反滴定皆需人工操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且滴定終點(diǎn)受人為視覺誤差干擾，影響結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度。另外該法所需試劑消耗量大，對環(huán)境造成了污染。全自動(dòng)凱氏定氮儀主要用于食品中蛋白質(zhì)含量的測定，具有快速、準(zhǔn)確、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)［1-2］。全自動(dòng)凱氏定氮儀是依據(jù) GB／T 5009.5［3］方法原理設(shè)計(jì)的，以硼酸為吸收液，甲基紅、溴甲酚綠為指示劑，鹽酸為滴定液，這與國標(biāo)反滴定法測定化肥含氮量的方法中以硫酸為吸收液，甲基紅、亞甲基藍(lán)為指示劑，氫氧化鈉為反滴定液有所不同。筆者基于類似的兩種方法原理，提出利用全自動(dòng)凱式定氮儀的正向滴定法測定化肥中含氮量，以提高工作效率，減少勞動(dòng)強(qiáng)度。

化肥中的含氮量一般大于食品中的含氮量，而全自動(dòng)凱氏定氮儀設(shè)計(jì)的接收瓶的容量和加入硼酸的量有一定限度，當(dāng)化肥取樣量過少時(shí)，會(huì)增加測定誤差；當(dāng)取樣品過大時(shí)，會(huì)超出儀器負(fù)荷。筆者試驗(yàn)確定了樣品取用量的范圍及鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，利用全自動(dòng)凱氏定氮儀測定化肥中的含氮量。該法測定結(jié)果與國標(biāo)法測定結(jié)果之間無顯著性差異，測定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度滿足檢測要求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

電子天平：AL204-1 型，梅特勒 - 托利多（上海）有限公司；

石墨消解儀：SH220 型，濟(jì)南海能儀器股份有限公司；

全自動(dòng)凱氏定氮儀：K9860 型，濟(jì)南海能儀器股份有限公司；

定氮蒸餾裝置：1000 mL，沈陽玻璃儀器廠；

硫酸銅、硫酸鉀、硫酸：分析純；

硼酸溶液：20 g／L ；

氫氧化鈉溶液：400 g／L ；

硫酸溶液：c（1／2H2SO4）=0.5 mol／L ；氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液：0.5 mol／L ；

鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.15 mol／L ；

實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 全自動(dòng)凱氏定氮儀法

從試樣中稱取總氮量不大于300mg的樣品，置于石墨消解儀的消煮管中，加入濃硫酸10mL、硫酸銅-硫酸鉀混合物（質(zhì)量比1∶15）3.2g，在400℃下消解30min，至樣品消解為透明藍(lán)綠色液體后，取出消煮管并冷卻至室溫，然后將消煮管移入全自動(dòng)凱氏定氮儀中，輸入樣品編號、樣品質(zhì)量、加堿量、標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度、標(biāo)定系數(shù)、空白值后，儀器自動(dòng)蒸餾、滴定，結(jié)果按式(1)計(jì)算后顯示在屏幕上。

式中：w(N)——化肥中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，% ；

c——標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度，mol／L ；

V0——滴定空白樣液消耗標(biāo)準(zhǔn)滴定液的量，mL；

V——滴定樣品溶液消耗標(biāo)準(zhǔn)滴定液的量，mL。

m——樣品的質(zhì)量，g；

0.01401——氮的毫摩爾質(zhì)量，g／mmoL。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)方法

國標(biāo)復(fù)混肥料中總氮含量的測定方法按 GB／T 8527-2010 規(guī)定進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 全自動(dòng)凱氏定氮儀條件優(yōu)化

經(jīng)條件優(yōu)化試驗(yàn)確定，全自動(dòng)凱式定氮儀接收瓶的容量為250mL，自動(dòng)加入硼酸的量為25～30mL，標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的最佳滴入量為40mL，極限滴入量為100mL。在此條件下樣品的取用量應(yīng)根據(jù)樣品中的含氮量確定。樣品含氮量高時(shí)，在盡量減少稱量誤差的前提下應(yīng)稱取較少量的樣品；如果樣品含氮量低，則應(yīng)稱取較多量的樣品。適合的樣品取樣量應(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的消耗量控制在40mL左右。標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度與被測樣品中的含氮量關(guān)系見表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度與樣品中含氮量關(guān)系

2.2 全自動(dòng)凱氏定氮儀法精密度和回收試驗(yàn)

隨機(jī)選取8份化肥樣品，按1.2.1 方法處理后進(jìn)行測定，每份樣品平行測定6次，均加入含氮量為1.4 mg／mL 硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)溶液20mL做回收試驗(yàn)，計(jì)算回收率，結(jié)果見表2。由表2可知，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.11%～0.95%的范圍內(nèi)，加標(biāo)回收率為99.0%～101.5%，說明凱氏定氮儀法具有良好的精密度和準(zhǔn)確度。

表2 全自動(dòng)凱式定氮儀法精密度及回收試驗(yàn)結(jié)果 (n=6)

2.3 GB／T 8527-2010 法精密度和回收試驗(yàn)

隨機(jī)選取 8 份化肥樣品，按 GB／T 8527-2010實(shí)驗(yàn)方法測定其含氮量，每份樣品平行測定6次。然后均加含氮量為 1.4 mg／mL 硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)溶液 20 mL，做回收試驗(yàn)，結(jié)果見表3。由表3 可知，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為 0.57%～1.85%，加標(biāo)回收率在98.1%～102.6% 之間，

表3 GB／T 8527-2010 法精密度及回收試驗(yàn)結(jié)果 (n=6)

2.4 全自動(dòng)凱氏定氮儀法和 GB／T 8527-2010 法檢測結(jié)果比對

由表2、表3 可知，全自動(dòng)凱氏定氮儀法測定結(jié)果的精密度和回收率均優(yōu)于國標(biāo)法。對 2.2 和 2.3中全自動(dòng)凱氏定氮儀法和 GB／T 8527-2010 法測得的 8份化肥樣品的含氮量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果列于表4。

表4 GB／T 8527-2010 法和全自動(dòng)凱氏定氮儀法檢測結(jié)果

由表4可知，全自動(dòng)凱式定氮儀與 GB／T 8527-2010測定結(jié)果的相對誤差的絕對值為0.25%～1.44%，均在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允差范圍內(nèi)［3-4］。對兩種方法檢測結(jié)果的差異性進(jìn)行 t檢驗(yàn)［5］，將表4中 di值分別代入式 (2)，(3)計(jì)算得差值的平均值=0.013%，標(biāo)準(zhǔn)偏差 sd=0.12%，再將此數(shù)據(jù)代入式 (4)計(jì)算得 t=0.30。

由t分布表查得t0.05(7)=2.37，故 t ＜t0.05(7)，說 明兩種方法測定結(jié)果無顯著性差異，因此可以確定利用全自動(dòng)凱氏定氮儀測量化肥中的含氮量準(zhǔn)確可靠。

2.5 兩種方法試劑消耗量與所需時(shí)間比較

全自動(dòng)凱氏定氮儀可以完成全自動(dòng)蒸餾、滴定過程，并且配合石墨消解儀使用，可以進(jìn)行連續(xù)測定，節(jié)省試劑和時(shí)間；而 GB／T 8527-2010 法從樣品消解，蒸餾到滴定的每步操作皆需人工操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且試劑消耗量大，兩種方法所用試劑和時(shí)間見表5。

表5 兩種方法試劑消耗量與所需時(shí)間的比較

3 結(jié)語

通過與國標(biāo)法進(jìn)行比較分析可知，利用全自動(dòng)凱氏定氮儀測定化肥中的含氮量具有快速、準(zhǔn)確、可靠等優(yōu)點(diǎn)，對大批量化肥中含氮量進(jìn)行檢測可以顯著提高工作效率，減少勞動(dòng)強(qiáng)度。

［1］ 王丹紅，周黎榕，傅弘毅，等 .釆用模塊式消化、全自動(dòng)凱氏定氮儀測定食品中蛋白質(zhì)［J］.福建分析測試，2004，13(2)：1949-1950.

［2］ 劉正，劉亞兵，張進(jìn) .乳及乳制品中蛋白質(zhì)含量的測定［J］.農(nóng)業(yè)科技與信息，2014，432(7)：24-25.

［3］ GB／T 5009.5-2003 食品中蛋白質(zhì)的測定［S］.

［4］ GB／T 8572-2010 復(fù)混肥料中總氮含量的測定［S］.

［5］ 王叔淳 .食品分析質(zhì)量保證與實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004 ：107-110，537.

Determination of Nitrogen Content of Fertilizer by Automatic Kjeldahl Apparatus

Zheng Xianguang, Xin Ruozhu
(Meihekou Quality Supervision and Inspection Station of Product, Meihekou 135000, China)

The method for the determination of nitrogen content in fertilizer by automatic Kjeldahl apparatus was established. Sample which total nitrogen ranged from 0.03 to 0.3 g was digested in microwave, alkali-distilled in the automatic Kjeldahl apparatus. Boric acid was used as receiving solution, and 0.15-0.20 mol／L hydrochloric acid standard solution was used for automatic titration. The recoveries of the method was in the range of 99.0%-101.5%, the relative standard deviation was less than 1.0%(n=6). Results detected by the method were compared with those deteced by GB／T 8527-2010 method. It was indicated that there was no signi fi cant difference between the two methods. The accuracy，precision of automatic Kjeldahl apparatus method were better than the standard method. The automatic Kjeldahl apparatus method costs less reagent, short time, and it can meet the rapid detection requirement of nitrogen content in fertilizer in mass work for laboratory.

fertilizer; nitrogen content; automatic Kjeldahl apparatus

O658

A

1008-6145(2014)05-0041-03

聯(lián)系人：辛若竹；E-mail: mhkxrz@aliyun.com

2014-07-02

10.3969／j.issn.1008-6145.2014.05.014