尿素總氮含量測定方法的改進(jìn)

張北 劉新 夏瑩瑩

一、現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)方法測定尿素總氮含量的不足

（一）《尿素的測定方法 第一部分總氮含量的測定》GB/T 2441.1-2008

1.標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。稱取0.5 g樣品于蒸餾瓶中，加入15 mL硫酸、0.2 g五水硫酸銅，插入梨形漏斗，緩慢加熱，然后提高溫度，直至冒白煙取下冷卻，然后自建蒸餾裝置，硫酸吸收。

2.不足之處。尿素作為酰胺態(tài)氮，在溫度足夠的條件下，只加入硫酸即可轉(zhuǎn)換成銨態(tài)氮，沒有必要引入額外試劑（五水硫酸銅）。加入硫酸量太大，浪費(fèi)試劑，蒸餾反應(yīng)劇烈，危險(xiǎn)性高;升溫條件不明確，可能使試驗(yàn)重復(fù)性不好;自建蒸餾裝置操作煩瑣，易漏氣，使測試結(jié)果準(zhǔn)確度偏低。

（二）《進(jìn)出口化肥檢驗(yàn)方法自動(dòng)分析儀測定氮含量》 SN/T 0736.11-2002

較GB/T 2441.1-2008的方法，SN/T 0736.11-2002的改進(jìn)就是不再引入五水硫酸銅，且硫酸用量改為8.0mL的1+1硫酸，反應(yīng)過程平緩。同時(shí)，利用自動(dòng)分析儀，可將蒸餾、滴定、結(jié)果顯示合為一體，自動(dòng)迅速完成。但方法中缺少消解溫度的詳細(xì)描述和蒸餾條件的設(shè)置，容易使結(jié)果的重現(xiàn)性偏低。

二、方法改進(jìn)

筆者通過仔細(xì)研讀以上標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合尿素本身屬性（二氧化碳和氨合成）和試驗(yàn)中用到的可程序升溫的石墨消解儀以及全自動(dòng)凱氏定氮儀自身特點(diǎn)，特制定以下試驗(yàn)方案，可供條件相同的試驗(yàn)室作為參考。

（一）試驗(yàn)原理

在酸性條件下，加熱使試樣中酰胺態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮，加入過量的堿溶液蒸餾并吸收在過量的硼酸溶液中，在指示液存在下，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，由消耗的鹽酸用量來計(jì)算氨含量，從而計(jì)算氮含量。

（二）試驗(yàn)過程

1.稱取樣品0.5 g（精確至0.0002 g）（保持與國標(biāo)稱樣量一致，以減少試驗(yàn)誤差;樣品最好手工研磨過篩，一是保證樣品的均勻性，二是防止研磨過程過熱使尿素水解）于100 mL的容量瓶中，定容至100 mL。

2.準(zhǔn)確分取10.0 mL于250mL的消化管中，加入濃硫酸10 mL（因?yàn)橄鈽悠窞橐后w樣品10 mL，加入10 mL濃硫酸相當(dāng)于1+1硫酸，可有效減緩反應(yīng)程度）。將消化管置于石墨爐上，選取程序升溫模式（見表1），待時(shí)間結(jié)束取下冷卻，于全自動(dòng)凱氏定氮儀上蒸餾滴定。

（三）試驗(yàn)過程解析

1.將樣品溶解后分取消解，可減少消化過程的反應(yīng)程度，以減少此階段的誤差。同時(shí)，分取蒸餾也減緩了酸堿反應(yīng)的程度和氨氣的釋放速度，增加了試驗(yàn)的準(zhǔn)確度，從而有效地避免了大量氨氣產(chǎn)生、硼酸來不及吸收或冷卻效果不好造成的試驗(yàn)結(jié)果偏低的情況。

2.降低滴定酸濃度。由原來規(guī)定的0.5 mol/L的滴定酸，變成0.05 mol/L，改變了單滴酸對顏色變化的響應(yīng)，使滴定終點(diǎn)更易于掌控，提高了數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性。

3.由自建蒸餾裝置改用全自動(dòng)凱氏定氮儀，減少了試驗(yàn)的煩瑣程度，同時(shí)降低了人為的滴定誤差。

（四）試驗(yàn)結(jié)果

通過用上述改進(jìn)方法對尿素化學(xué)純試劑的氮含量進(jìn)行60次平行分析，結(jié)果（見表2）。

1.準(zhǔn)確度表現(xiàn)。尿素氮含量的理論值為46.67%，實(shí)測平均值為46.53%，相對誤差為0.3%。

2.精密度表現(xiàn)?？傮w標(biāo)準(zhǔn)偏差（數(shù)據(jù)分散度）為0.26%，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.26%。

三、試驗(yàn)結(jié)論

（一）數(shù)據(jù)結(jié)果

在準(zhǔn)確度方面，相對誤差為0.3%;在精密度方面，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.26%，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和精密度。

（二）試劑消耗方面

避免了硫酸銅的使用，減少了硫酸的加入量，間接地減少了氫氧化鈉的加入量，試劑消耗大大減少，有利于提高環(huán)保效益。

（三）試驗(yàn)效率

利用石墨消解儀和全自動(dòng)凱氏定氮儀，減少了手動(dòng)搭建蒸餾設(shè)施的時(shí)間，提高了試驗(yàn)效率，同時(shí)避免了試驗(yàn)過程中因酸堿劇烈反應(yīng)造成的危害。