鉀肥中鉀離子檢測方法概述*

胡發(fā)霞，劉 宏，馬占雄，趙枝剛

(青海省鹽化工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，青海 格爾木 816099)

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鉀肥中鉀離子檢測方法概述*

胡發(fā)霞，劉 宏，馬占雄，趙枝剛

(青海省鹽化工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，青海 格爾木 816099)

鉀肥是農(nóng)作物生長必不可少的基礎(chǔ)肥料，鉀離子的檢測顯得尤為重要。本文綜述了鉀肥檢測中四種常用的檢測方法，并探討了不同含量與檢測要求下鉀離子檢測的適用方法。探討得出：重量法準(zhǔn)確度高，適用于仲裁分析；容量法測定速度快、成本低，適合于中控分析；離子選擇電極法設(shè)備操作簡單、靈敏度高，適合于微量鉀離子的檢測；火焰光度法檢出限低、快速高效，適用于大批量樣品微量分析。

鉀肥；鉀離子；檢測方法

鉀肥肥效快，并能被土壤吸收，不易流失，具有使作物莖稈健壯，防止倒伏，促進(jìn)開花結(jié)實(shí)，增強(qiáng)抗旱、抗寒、抗病蟲害的能力，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。因此，對鉀肥中鉀含量的檢測顯得尤為重要。目前，國內(nèi)關(guān)于鉀肥中鉀元素的檢測方法常見的有以下幾種：四苯硼鈉重量法、四苯硼鈉-季銨鹽容量法、離子選擇電極法和火焰光度法等。本文將對這四種分析方法進(jìn)行詳細(xì)的分析，探討各種檢測方法的準(zhǔn)確性及適用性。

1 重量法

該方法將樣品用蒸餾水溶解，樣品中的鉀以K+狀態(tài)進(jìn)入分析液中，加入少量200 mg/L氫氧化鈉溶液加熱，使樣品中的銨離子與其作用產(chǎn)生氨氣而除去；加入掩蔽劑EDTA消除影響分析結(jié)果的鈣、鎂等其他金屬陽離子；最后，加入過量四苯硼鈉沉淀劑使其與樣品中的K+充分反應(yīng)生成四苯硼鉀沉淀，攪拌1 min，靜置。將沉淀連同試液在玻璃坩堝中過濾，于120 ℃烘干，待質(zhì)量恒定，稱重并計(jì)算結(jié)果。

趙春杰[1]用四苯硼鈉重量法測定了鉀肥中的鉀含量，其結(jié)果顯示：當(dāng)鉀肥中鉀離子的含量小于10%時(shí)，測定結(jié)果的允許差為 0.20%；當(dāng)鉀肥中鉀離子的含量在10%～20%之間時(shí)，測定結(jié)果的允許差為0.30%；當(dāng)鉀肥中鉀離子的含量大于20%時(shí)，測定結(jié)果的允許差為 0.40%。蘇建紅[2]用該方法測定并做了復(fù)混肥中鉀離子含量的回收率實(shí)驗(yàn)，測得回收率為99.0%～99.9%，由此可以看出用重量法測定鉀離子的含量準(zhǔn)確度比較高。

2 容量法

用容量法測定鉀肥中的鉀含量，先將樣品溶解于蒸餾水中，取一定體積的試樣加入過量并定量的四苯硼鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液與試樣中的鉀離子定量生成四苯硼鉀沉淀，放置5 min，使沉淀形成穩(wěn)定的結(jié)晶。加入少許松節(jié)油將四苯硼鉀沉淀包裹住，以免其在回滴時(shí)解離，這會使測定結(jié)果偏小[3]。過剩的四苯硼鈉與季銨鹽反應(yīng)生成溶解度極小的四苯硼鈉復(fù)鹽。滴定終點(diǎn)用溴酚藍(lán)指示，溴酚藍(lán)指示劑與季銨鹽反應(yīng)溶液將突變?yōu)樗{(lán)綠色，即達(dá)到滴定終點(diǎn)。

姜旭敏等[4]將鉀肥中鉀離子分別用重量法和容量法分別進(jìn)行檢測，并利用方差分析法，對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將試驗(yàn)方法作為因子來比較容量法與GB 6549-2011中四苯硼鉀重量法的顯著性。結(jié)果表明，容量法與國標(biāo)方法的測定結(jié)果沒有明顯差異，該法操作簡便，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠。

3 離子選擇電極法

離子選擇電極又稱離子電極，是一類利用膜電位測定溶液中離子活度或濃度的電化學(xué)傳感器。該法通過外部溶液與內(nèi)部溶液的濃度差所產(chǎn)生的電位差來測量元素的含量。將鉀肥溶于有機(jī)溶劑以后浸漬到多孔膜基體上形成感應(yīng)膜然后粘附到電極上就可以測出溶液中鉀離子的含量。該方法能直接測定液體試樣，溶液的顏色和渾濁度不影響測定結(jié)果。該方法的檢出限能夠達(dá)到ppm級別，靈敏度高，適合于微量鉀離子的檢測。

任躍紅等[5]利用離子選擇電極法測定鉀肥中的鉀含量。檢測結(jié)果顯示，其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.20%～2.35%之間，回收率在94.88%～97.95%之間，測定結(jié)果相對偏低，但能夠符合試驗(yàn)測定的要求。

4 火焰光度法

火焰光度計(jì)是以發(fā)射光譜為基本原理的一種分析儀器，用該儀器檢測鉀肥中鉀離子的過程是先由霧化器將試樣噴入火焰，激發(fā)發(fā)光，經(jīng)分光后由檢測器測量發(fā)射強(qiáng)度，后者與試樣中鉀離子含量成正比。再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線圖，可以查得溶液中鉀離子的濃度。

康春生等[6]用火焰光度法對同一個(gè)鉀肥樣品中的鉀離子進(jìn)行連續(xù)六次測定，樣品實(shí)際鉀含量為9.50%，檢測出的算術(shù)平均值為8.16%，說明該方法的檢測結(jié)果偏小；變異系數(shù)為 0.58%，說明該方法檢測鉀離子的重復(fù)性很好。

5 幾種檢測方法的注意要點(diǎn)

5.1 重量法注意要點(diǎn)

(1)在試樣中加入的氫氧化鈉溶液的量要適量，加入氫氧化鈉是為了掩蔽試樣中的銨離子。試樣中氫氧化鈉的加入量過少，銨離子掩蔽不完全，由此對結(jié)果產(chǎn)生生偏差；氫氧化鈉的加入量過多，試液中含有的少量Al3+和Fe3+等離子與氫氧化鈉反應(yīng)生成沉淀，同樣對結(jié)果產(chǎn)生正偏差。經(jīng)實(shí)驗(yàn)論證，在試液中加入酚酞后，邊攪拌邊滴加氫氧化鈉溶液至紅色不消失后再過量加入1 mL即可。

(2)四苯硼鈉沉淀劑加入時(shí)，要嚴(yán)格控制加入速度并不斷攪拌，否則四苯硼鉀會形成過飽和溶液而難于析出，直接導(dǎo)致檢測結(jié)果偏低[7]。沉淀的靜置時(shí)間要大于15 min，以利于四苯硼鉀晶體的形成。

(3)在鉀離子的檢測過程中要全程使用蒸餾水，不能用自來水。一方面，自來水中含有的鉀離子會直接導(dǎo)致樣品結(jié)果偏高；另一方面，水中的其他陽離子在堿性條件下也極易形成氫氧化物沉淀從而間接導(dǎo)致結(jié)果偏高。

(4)在抽濾時(shí)，將上清液及沉淀全部轉(zhuǎn)移完后，由于四苯硼鉀在水中有一定的溶解度，所以要先用 1 g/L的四苯硼鈉洗滌液洗滌沉淀3～5次，每次用洗滌液約5 mL，再用蒸餾水洗滌沉淀2～3次，每次用蒸餾水約5 mL[8]，要嚴(yán)格按規(guī)定的用量和次數(shù)洗滌沉淀。經(jīng)洗滌、干燥后坩堝上的沉淀顏色為白色或無色，則說明洗滌較徹底。

5.2 容量法注意要點(diǎn)

(1)用容量法測定鉀離子，四苯硼鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液和季銨鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定速度尤為重要。四苯硼鈉和鉀離子的反應(yīng)速度較慢，滴定速度相對較小，滴定速度以2滴/s為宜[9]。用季銨鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴四苯硼鈉時(shí)，速度相對較快，否則，四苯硼鉀沉淀極易解離，造成結(jié)果偏差。實(shí)踐證明，季銨鹽回滴的速度要達(dá)到滴出的液體為一條間斷的線。另外，在做重復(fù)性實(shí)驗(yàn)室時(shí)，為了保證結(jié)果的一致性，滴定樣品時(shí)，每次滴定的速度應(yīng)盡量保持一致。

(2)在加完四苯硼鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液后，需要用松節(jié)油將沉淀包裹住，松節(jié)油的加入量要適量。松節(jié)油加入的越多，結(jié)果的偏差越大，因此標(biāo)定四苯硼鈉和滴定樣品時(shí)應(yīng)加入相同量的松節(jié)油，以消除背景干擾。松節(jié)油遇到空氣易受氧化，因此每次使用之后應(yīng)密閉保存，否則會影響測定結(jié)果。

5.3 離子選擇電極法注意要點(diǎn)

(2)需要注意，用該方法測定的是溶液中特定離子的活度而不是總濃度。

(3)溫度對該法測定鉀離子影響較大，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：工作電池的電動勢在一定條件下與待測離子的濃度呈線性關(guān)系，溫度影響其斜率。離子選擇性電極測定鉀離子的使用溫度不高于40 ℃[10]。

5.4 火焰光度法注意要點(diǎn)

(1)火焰光度計(jì)的預(yù)熱時(shí)間越長，樣品測定的穩(wěn)定性會越高，所以在測定樣品前應(yīng)提前預(yù)熱火焰光度計(jì)2～3 h，甚至更長的時(shí)間。

(2)對于微量的鉀元素進(jìn)行精確測定時(shí)，一般應(yīng)關(guān)閉門窗、空調(diào)等，要避免檢測室內(nèi)空氣劇烈流動，劇烈的空氣流動會對結(jié)果造成偏差。

(3)在調(diào)節(jié)火焰光度計(jì)的火焰之后，應(yīng)先用標(biāo)準(zhǔn)溶液測定2～3 min，再開始精確測定[11]。

6 結(jié) 語

本文詳細(xì)介紹了四種檢測方法的檢測原理及檢測要點(diǎn)，從文中可以看出，不同的方法側(cè)重點(diǎn)有所不同。重量法是國家標(biāo)準(zhǔn)中的鉀肥中鉀離子的檢測方法。重量法的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確度很高，缺點(diǎn)是耗時(shí)長，操作步驟比較繁瑣。它適用于對檢測結(jié)果要求比較高的常量鉀的檢測。仲裁分析時(shí)，必須用此方法[12]。四苯硼鈉-季銨鹽容量法測鉀，是目前企業(yè)常用的檢測方法。該方法測定速度快，操作簡便，成本低，特別適合于鉀肥生產(chǎn)過程中的中間控制分析。離子選擇電極法選擇性好、簡便迅速，尤其適用于鉀離子的檢測，而且它能直接測定液體試樣，不受溶液顏色、濁度的影響，有利于連續(xù)和自動分析?；鹧婀舛确y定鉀含量，具有快速高效的特點(diǎn)，適合大批量鉀肥中鉀的檢測。由于其靈敏度較高，適合于微量分析。有機(jī)肥料中的全鉀、速效鉀含量較低，特別適合用火焰分光光度法測定。

[1] 趙春杰.用四苯硼酸鉀重量法測定化肥中的鉀含量[J].中國質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督,2008(4):64-65.

[2] 蘇建紅. 沉淀法測定有機(jī)肥料中鉀含量的方法改進(jìn)[J].福建化工,2005(2):47-48.

[3] 冉廣芬,馬海州,孟瑞英,等. 四苯硼鈉-季銨鹽容量法快速測鉀[J].鹽湖研究,2009,7(2):39-42.

[4] 姜旭敏,李鳳英,史忠錄. 四苯硼鈉-季胺鹽法測定KCl中K+含量的研究[J].鹽業(yè)與化工,2012,41(6):24-25.

[5] 任躍紅，楊娜，張彩鳳. 離子選擇電極測定鉀肥中鉀含量的方法研究[J].腐殖酸，2011(3)：22-29.

[6] 康春生，汪發(fā)文，于灝.鉀含量檢測的建立(火焰發(fā)射光譜法)[J]. 口腔護(hù)理用品工業(yè)，2014,24(4):37-39.

[7] 蔡利華,奉文貴,張玉萍.肥料氮磷鉀含量檢測的經(jīng)驗(yàn)體會[J].土壤肥料,2002(3):42-44.

[8] 林家遜. 肥料常規(guī)分析中需注意的幾個(gè)問題[J].科技信息,2010(5):124.

[9] 王濤,鐘遠(yuǎn),李海軍,等. 四苯硼鈉-季銨鹽質(zhì)量滴定法分析鉀含量研究[J]. 鹽湖研究,2013，21(3):30-35.

[10]邱會東,熊偉. 離子選擇性電極法快速測定含鉀類藥物實(shí)驗(yàn)[J]. 重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2009,11(4):58-59.

[11] 王明兆,薛莉,周鶴,等. 火焰發(fā)射光譜法精確測定化肥中鉀的含量[J]. 儀器儀表與分析監(jiān)測,2006(4):36-38.

[12]冉廣芬.鉀的檢測方法及應(yīng)用[J].鹽湖研究,2014,22(3):68-72.

Overview of Methods for Detection of Potassium Ion in Potassium Fertilizer*

HUFa-xia,LIUHong,MAZhan-xiong,ZHAOZhi-gang

(Qinghai Salt and Chemical Products Quality Supervision and Inspection Center, Qinghai Golmud 816099,China)

Potassium fertilizer is essential to the growth of crops, potassium ion detection is particularly important. Four kinds of common used methods for the detection of potassium fertilizer were summarized, and that the application methods of potassium ion detection under different levels and requirements were discussed. Study showed that the gravimetric method had high accuracy, was suitable for arbitration analysis, determination method had fast speed capacity and low cost, was suitable for the analysis of control, method of ion selective electrode device had the advantages of simple operation and high sensitivity, was suitable for detection of trace potassium ions, flame photometry had low detection limit, was fast and efficient, and suitable for large batch sample trace analysis.

potash fertilizer；potassium ion；detection method

格爾木市科學(xué)技術(shù)局應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目。

胡發(fā)霞(1989-)，女，本科生，主要從事鹽化工、礦產(chǎn)品和環(huán)境檢測及方法研究。

F767.1

A

1001-9677(2016)020-0020-03