凱氏定氮管蒸餾法測定土壤中的水解氮

張曉敏

（華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊 承德 067000）

水解氮，土壤水解性氮（堿解氮），也叫有效氮，包括無機態(tài)氮(銨態(tài)氮、硝態(tài)氮)及易水解的有機態(tài)氮(氨基酸、酰胺和易水解蛋白質(zhì))。土壤中水解氮的含量與植物生長有密切聯(lián)系，測定土壤中的堿解氮含量，不僅能反映土壤近期內(nèi)氮素供應情況，而且可以作為推薦施肥的科學依據(jù)。

目前,國內(nèi)外已報道的對土壤中水解氮檢測的方法以擴散法為主[1-3]等，在擴散皿中，土壤在強堿性環(huán)境和硫酸亞鐵存在條件下進行水解還原，使易水解態(tài)轉(zhuǎn)化為氨氣被硼酸溶液吸收，用鹽酸標準溶液滴定吸收液中的氨，根據(jù)標準液的消耗量計算速效氮的含量。此方法分析時間長，易產(chǎn)生空白。

本方法采用凱氏定氮管做蒸餾裝置，加入一定濃度的堿液，并對該蒸餾裝置加熱進行蒸餾，對該土壤樣品進行堿解，使其中的堿解氮釋放，并通過管路導入已知含量的酸性接收液中，然后對該酸性接收液進行滴定，從而計算出土壤樣品中水解氮的含量。本方法取5g土壤樣品，檢出限為1.0mg/kg。

1 實驗部分

1.1 儀器

本方法均使用經(jīng)檢定為A級的玻璃量器。

凱氏定氮管，25mL酸式滴定管（精度為0.02mL）。

1.2 試劑

氫氧化鈉溶液ρ(NaOH)=1.8mol/L：稱取72.0 g氫氧化鈉溶于水中，稀釋至1 000 ml，搖勻，貯于聚乙烯塑料容器中。

甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑：稱取0.1g甲基紅及0.5g溴甲酚綠，溶于100mL乙醇中。

硼酸溶液20g/L：稱取20.0g硼酸溶于1000mL水中,使用前每100mL的H3BO3溶液中加入甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑，以稀氫氧化鈉或稀鹽酸調(diào)節(jié)溶液調(diào)至紫紅色(pH4.5)，即為硼酸-指示劑溶液。

鹽酸標準溶液C(HCl)=0.01mol/L：量取3mL（1+1）HCl稀釋至2000mL。

標定：稱取0.0100g優(yōu)級純無水碳酸鈉（已于140～150℃干燥），置于250mL錐形瓶中，加入50mL水溶解后，加入1滴甲基橙指示劑（1g/L）,用鹽酸標準溶液滴定至紅色為終點。

1.3 樣品制備及實驗裝置

準確稱取5.0g樣品進蒸餾管中，加入25mL 1.8mol/L氫氧化鈉溶液，0.5mL液體石蠟，用5mL已加入混合指示劑的硼酸溶液加水稀釋至20mL作吸收液，用電熱套加熱蒸餾，從液體沸騰開始計時，5min后取下，用鹽酸標準溶液滴定。餾出液體積約60mL。

圖1 蒸餾裝置圖

本方法采用凱氏定氮管做蒸餾裝置，采用的是水蒸氣加熱蒸餾，使土壤樣品完全懸于溶液中反應更充分，使原來在40℃保溫箱中24h才能釋放完全的堿解氮在短時間內(nèi)就被蒸餾出被吸收液吸收，能夠快速而準確的測定土壤中的堿解氮，具有快速、準確性高、穩(wěn)定性好，重復性好的優(yōu)點。蒸餾裝置見圖1。

2 結(jié)果與討論

2.1 氫氧化鈉的濃度

本實驗用GBW 07415a、GBW07416a、GBW07161分別試驗了氫氧化鈉濃度為 1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0mol/L時測定結(jié)果，當氫氧化鈉濃度達到1.8mol/L時，水解氮測定結(jié)果不再隨氫氧化鈉濃度的增加而增加，因此選擇氫氧化鈉濃度為1.8mol/L，進行后續(xù)試驗，測定結(jié)果見表1。

表1 不同濃度氫氧化鈉溶液對測定的影響

2.2 蒸餾時間

本實驗用GBW 07415a、GBW07416a、GBW07161分別試驗了蒸餾時間為3、4、5、6min時的測定情況，當蒸餾時間為5min時，水解氮測定結(jié)果接近推薦值，且不再隨蒸餾時間的增加而增加，因此選擇蒸餾時間為5min，進行后續(xù)試驗，測定結(jié)果見表2。

表2 餾出時間對測定結(jié)果的影響

2.3 精密度分析

以 GBW 07415a、GBW07416a、GBW07461進行實驗，準確稱取5.0g樣品12份，按（1.3）中的試驗步驟進行蒸餾，進行精密度分析，試驗數(shù)據(jù)見表3。

2.4 方法比對

采用擴散法和凱氏定氮管蒸餾法分別對某一批土壤樣品進行測定(結(jié)果見表4)，得出兩種分析方法的精密度都很理想，相對標準偏差((RSD)都小于7%，確保了測量結(jié)果的可靠性。但是凱氏定氮管蒸餾法更為快速、準確、穩(wěn)定。

表3 精密度分析結(jié)果

表4 方法比對結(jié)果

3 結(jié)論

采用本方法測定土壤中的水解氮，具有分析操作步驟簡單，分析時間快，準確度高、精密度好，穩(wěn)定性好的優(yōu)點，適合地質(zhì)行業(yè)大批次樣品的分析測定。