有機(jī)肥料總氮含量測(cè)定過程應(yīng)注意的問題

張曉榮 于仁宗 張偉

摘 要 簡述了有機(jī)肥料總氮含量的檢測(cè)中試劑的配制、樣品的稱取、消化和蒸餾過程的控制、空白實(shí)驗(yàn)等方面應(yīng)注意的問題。

關(guān)鍵詞 有機(jī)肥料；總氮含量；測(cè)定

中圖分類號(hào)：S141 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-890X（2014）27--02

有機(jī)肥料富含有機(jī)物質(zhì)和作物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，不僅能提供作物所需的養(yǎng)分，而且可以改善土壤肥力，提供植物營養(yǎng)，提高作物品質(zhì)。推廣應(yīng)用有機(jī)肥料，對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)與資源、農(nóng)業(yè)與環(huán)境以及人與自然和諧友好發(fā)展，從源頭上促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品安全、清潔生產(chǎn)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境有重要意義。由于有機(jī)肥料同時(shí)含有植物必需的氮、磷、鉀三大營養(yǎng)元素，所以它的作用不容忽視。氮是組成作物中蛋白質(zhì)、葉綠素、酶、核酸和維生素的主要成分。氮肥的主要作用是提高生物總量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，改善農(nóng)產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值，特別是能增加種子中蛋白質(zhì)含量，提高食品營養(yǎng)價(jià)值。

由于有機(jī)肥料主要來源于植物和（或）動(dòng)物，是經(jīng)過發(fā)酵腐熟的含碳有機(jī)物料，氮含量的測(cè)定按國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY525-2012《有機(jī)肥料》的要求，采用蒸餾滴定法。下面，以一組未知組分有機(jī)肥料為檢測(cè)對(duì)象，談?wù)動(dòng)袡C(jī)肥料總氮測(cè)定過程中應(yīng)注意的問題。

1 原理

有機(jī)肥料中有機(jī)氮經(jīng)硫酸-過氧化氫消煮，轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮，從堿性溶液中蒸餾出來的氨用硼酸溶液吸收，以硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，計(jì)算出總氮含量。

2 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的環(huán)節(jié)

2.1 試劑的配制

2.1.1 2%硼酸溶液

NY525-2012中要求每升2%硼酸溶液中加入20 mL定氮混合指示劑，并用稀堿或稀酸調(diào)至紅紫色（pH約4.5）。因?yàn)檎麴s終點(diǎn)的判斷是冷凝管下端的出液口無堿性才結(jié)束蒸餾，所以配制好的硼酸-指示劑混合液必須調(diào)節(jié)pH值。在實(shí)驗(yàn)過程中吸取10.0 mL2%硼酸溶液，大約加8滴左右定氮混合指示劑，此溶液放置時(shí)間不宜過長，如在使用過程中pH有變化，需隨時(shí)用稀堿或稀酸調(diào)節(jié)。

2.1.2 30%過氧化氫

30%過氧化氫保質(zhì)期不宜超過2年，用2011年9月生產(chǎn)的過氧化氫和2014年3月生產(chǎn)的過氧化氫同時(shí)消化同一樣品，在保證其它條件一致的情況下，2014年生產(chǎn)的過氧化氫消化時(shí)間明顯縮短，用2011年生產(chǎn)的過氧化氫消化的樣品平行測(cè)定結(jié)果超過允許差規(guī)定，且結(jié)果偏低。過氧化氫極易分解為水和氧氣，使得濃度降低，影響消化速率。過氧化氫應(yīng)置于陰涼、避光、密封的環(huán)境中保存。

2.1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與使用

在本實(shí)驗(yàn)中選用0.05 mol/L的硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制和標(biāo)定按照GB/T601-2002《標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的制備》的規(guī)定進(jìn)行，平行實(shí)驗(yàn)不得少于8次，兩人各做4組平行測(cè)定，每人4組平行測(cè)定結(jié)果極差的相對(duì)值不得大于重復(fù)性臨界極差的相對(duì)值0.15%，兩人共8組平行測(cè)定結(jié)果的相對(duì)值不得大于重復(fù)性臨界極差的相對(duì)值0.18%，取2人8平行測(cè)定結(jié)果的平均值為測(cè)定結(jié)果，運(yùn)算過程中保留五位有效數(shù)字，濃度值報(bào)出結(jié)果取四位有效數(shù)字。標(biāo)定硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的酸式滴定管與蒸餾結(jié)束后滴定樣品的酸式滴定管應(yīng)為同一根滴定管，可以減小誤差。同時(shí)標(biāo)定過程和滴定分析過程應(yīng)在常溫（15～25 ℃）下進(jìn)行。為保證所用標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確性，應(yīng)養(yǎng)成對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液復(fù)標(biāo)的習(xí)慣。

2.2 樣品的稱取

NY525-2012中要求，稱取過φ1 mm篩的風(fēng)干樣0.5～1.0 g（精確到0.0 001 g），一般稱取0.5 g左右即可，稱樣不宜過多，否則消化時(shí)間過長會(huì)造成氮的損失且稱樣量過大導(dǎo)致樣品不易消化完全，同時(shí)也會(huì)造成蒸餾時(shí)間太長，不利于氮的完全蒸出，還會(huì)造成試劑的浪費(fèi)。但稱樣也不能太少，否則所稱樣品的含量沒有代表性，平行測(cè)定結(jié)果會(huì)超出允許差規(guī)定。

2.3 消化過程控制

稱量好的樣品置于1 000 mL的圓底燒瓶中，NY525-2012中要求加入5 mL硫酸和1.5 mL過氧化氫搖勻后，瓶口放一個(gè)漏斗，放置過夜。實(shí)際操作過程中要加大硫酸和過氧化氫的加入量，加入的硫酸為20 mL，過氧化氫為6 mL，搖勻后放置過夜，可有效提高消化速率。在消化時(shí)，采用電爐或電熱套加熱都應(yīng)使其緩慢升溫至硫酸冒煙后取下圓底燒瓶，冷卻后繼續(xù)加過氧化氫并分次消煮，直至溶液呈無色或淡黃色清液。分次消煮加入的過氧化氫的量可適當(dāng)加大，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)在繼續(xù)加熱過程都是將其中的過氧化氫除盡，加過氧化氫是要注意應(yīng)緩緩加入圓底燒瓶底部，防止過氧化氫與樣品和硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氣流將氮帶出燒瓶，造成結(jié)果偏低。

2.4 蒸餾過程控制

蒸餾裝置按GB/T2441.1-2008中的要求連接，在蒸餾前要檢查全套裝置的氣密性，注意冷凝管上下水管的正確連接。蒸餾開始時(shí)，在圓底燒瓶底部要加一根防濺榜，防濺棒是一根長約10 mm，直徑月5 mm的玻璃棒，一端套一根25 mm聚乙烯管。整個(gè)蒸餾過程是在堿性環(huán)境中進(jìn)行的，所以在蒸餾前必須加入足量的400 g/L的氫氧化鈉溶液，確保樣品中的氮的全部溜出。加入氫氧化鈉溶液的量與樣品前處理中加入硫酸的量成正比，如加入硫酸20 mL，則加入氫氧化鈉溶液100 mL，加入硫酸25 mL，則加入氫氧化鈉溶液120 mL，氫氧化鈉的作用是為蒸餾過程提供堿性環(huán)境并中和樣品前處理時(shí)加入的硫酸。氫氧化鈉的加入量影響氮的溜出，要嚴(yán)格控制。

2.5 空白試驗(yàn)的重要性

空白試驗(yàn)是指在不加樣品的情況下，按照樣品分析同樣的操作程序和條件進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果稱為空白值?？瞻准埖臏?zhǔn)確性對(duì)于提高測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度是至關(guān)重要的。NY525-2012中要求空白測(cè)定所消耗酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積不得超過0.1 mL，否則應(yīng)重新測(cè)定。

綜上所述，在有機(jī)肥料總氮含量的檢測(cè)中，對(duì)幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)必須給與足夠的重視，對(duì)可能產(chǎn)生誤差的各種因素要加以避免和克服，以確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和檢測(cè)過程的高效性。

（責(zé)任編輯：劉昀）