复混肥总氮含量的检测

文 庞晋冰

每当农忙时节,复混肥便成为农民的香饽饽，其中的氮是决定质量的主要成分。

总氮的测定是经浓硫酸消煮后的样品分解液在强碱性状态下进行蒸馏，稍有不慎即极易被强腐蚀性的浓碱溶液喷出灼伤，操作时又难免漏出碱液，一是导致测量结果的不准；二是对检测人员也极易造成灼伤事故；三是对仪器电路和其他部件极易造成腐蚀，难以维修。现将检测中的几点心得介绍给大家。

取样制样

一、首先随机抽取一定的袋数，用采样器从每袋最长对角线插入至袋的四分之三处，取出不少于100克样品。每批抽取总试样量不少于2公斤。

二、样品缩分：将选取的样品迅速混匀，用四分法缩分至1000克，分装于两个洁净、干燥的500毫升具有磨口塞的广口瓶，贴上标签，注明生产厂名、产品名称、批号、取样日期、取样人姓名，一瓶作产品质量分析，一瓶密封保存二个月，以备查用。

三、试样制备：取其中的一瓶缩分后取出100克样品，迅速研磨至全部通过0.50毫米孔径筛，置于洁净干燥瓶中，作成份分析。

材料与方法

一、原理

在酸性介质中还原硝酸盐成铵盐，在触媒存在下，用浓硫酸消化，将有机态氮或尿素态氮和氰氨态氮转化为硫酸铵。从碱性溶液中蒸馏氨，并吸收在过量硫酸标准溶液中，在甲基红指示剂存在下，用氢氧化钠溶液返滴定。即消化-蒸馏-滴定。

二、试剂与仪器

铬粉，石蜡，消化触酶混合物（1000g硫酸钾和50g五水硫酸铜混合），硫酸（1.84g/ml），盐酸（1.18g/ml），氢氧化钠400g/ml，0.10mol/l氢氧化钠标准溶液，0.50、0.20、0.10mol/l硫酸标准溶液，甲基红指示剂，广范PH试纸。

1000ml圆底烧瓶，50毫升的碱式滴定管，蒸馏装置如图：

定氮蒸馏装置图

三、称取总氮含量不大于235mg的实验室样品0.5g～2 g，称准至0.0002g。

四、将试样转到凯氏烧瓶中，加水使总体积为35ml，静置10min，时而缓慢摇动，以保证所有硝酸盐溶解。

加1.2g铬粉，7ml盐酸于烧杯中，在室温下至少静置5 min，但不超过10min。

置烧瓶于通风橱内已预先调节至通过7～7.5min沸腾的加热装置上，加热4.5min，冷却。将烧瓶置于通风橱内，加22g消化触媒混合物，再加入30ml硫酸并加0.5g把防泡剂，减少泡沫，于烧瓶颈插上梨形空心玻璃塞，将其置于预先调节至通过7～7.5min沸腾试验的加热装置上。

如泡沫很多，减少供热强度至泡沫消失，继续加热烧瓶和内容物，直到浓的白烟在烧瓶的圆球部分清晰，缓慢地转动烧瓶，继续消化60min或直到溶液透明，冷却烧瓶至室温，小心地加入250 ml水。否则易结晶，冷却。

五、蒸馏

用圆底烧瓶蒸馏，定量转移试样的溶液于圆底烧瓶中，将试样或保留溶液全部移于圆底烧瓶中。

放几粒防爆沸颗粒或防爆沸装置于烧瓶中，将试管接触烧瓶底部。

六、放酸

试样预计的氮含量，取表中一种硫酸溶液放于接受器（三角瓶）。

七、蒸馏过程的反应条件控制要点是必须达到强碱性，而碱的加入量并不需要十分精确。常用的样品前处理方法是采用硫酸铜作催化剂，蒸馏时加碱量若足够，达到了强碱性状态，则样品中大量存在的铜离子就会使溶液变为棕黑色。在活塞4手动操控加碱的过程中，可通过观察定氮仪反应室内溶液的颜色变化自主掌握加碱的量，至于加碱稍过量对测定结果的影响基本可忽略不计，反而对于样品消煮的温度、时间、催化剂等以及蒸馏的馏出液量等因素却应控制好。

样品溶液内含浓硫酸多，密度大，样品溶液积聚在反应室底部，而加入的碱液在上层，不容易判断所加入的碱液是否已经足够。但只要开始通入蒸汽蒸馏，酸、碱溶液即被混匀，就能很直观地观察到反应室内的溶液是否已达到强碱性。若发现加入的碱液不足，也无需停止蒸馏，只要轻轻扭开活塞4，补充碱液直至反应室内的溶液呈棕黑色即可。而中途停止蒸馏却会因蒸汽压力骤然下降，致使样品溶液倒吸,导致实验失败。蒸馏装置如图所示，蒸馏出的溶液不能伸入液面下，否则易发生爆裂。至少收集150 毫升馏出液后，将接受器取下，而冷凝管的导管仍在接受器边上的位置，用PH试纸检验馏出液，以保证氨全部蒸出，移去热源。

从冷凝管上拆下防溅球管，用水冲洗冷凝管和扩大球泡的内部及导管的外部，收集冲洗液于接受器中。

八、回滴定

用氢氧化钠标准溶液返滴定过量硫酸到指示剂颜色呈橙黄色。同时做空白试验。

结果的计算

总氮含量（X）以氮（N）的质量百分数表示，由下式计算；

式中C1-测定时，使用硫酸标准溶液的浓度，mol/L；

C2-测定及空白试验时，使用标准溶液的浓度，mol/L；

V1-测定时，使用硫酸标准溶液的体积，ml；

V2-测定时，使用氢氧化钠标准溶液的体积，ml；

M——样品质量

空白＝C3V3－C2V4

C3-空白实验时，使用标准溶液的浓度，mol/L；

V3-测定时，使用硫酸标准溶液的体积，ml；

V4-测定时，使用氢氧化钠标准溶液的体积，ml；

不确定度

根据GB8572的实验方法，不确定度的来源应从两个方面考虑：方法数学模型中涉及的各个分量的不确定度和方法重复性的不确定度。

一、被测量的数学模型不确定度

1、数学模型中所涉及的分量的不确定度。

2、标准工作液浓度的不确定度。

3、标准工作液配制引入的不确定度。

在已校准的万分之一的天平上称取标准品，用A级100ml的容量瓶配制。再稀释过程使用了100ml容量瓶10ml吸量管4次。

4、体积。根据JJG196—90，所用A级100ml容量瓶和10ml吸量管的最大允许差分别为±0.10ml、±0.05ml，由它们引入的不确定度分别为：

由于稀释操作时，吸量管和容量瓶中的溶液处于几乎相同的温度下，因此可忽略温度带来的影响。

5、质量。采用加量法称量标准品的质量，其不确定度主要来源于天平的校准和称量中的变动性，后者归并于重复标准偏差中。天平校准所引入的不确定度包括天平的线性和分辨力两个主要方面，而由于两次称量的质量值在很窄的范围内，所以分辨力的影响可忽略。

根据天平制造商的建议，天平的线性为±0.15mg，采用矩形分布处理，标准不确定度为：

二、分析和量化不确定度分量

1、重复性不确定度评定

在使用该方法前，对方法的重复性进行了确认，依照标准操作步骤重复实验十次，标准偏差为0.012mg/L，即：

2、不确定度的合成为：

3、按公式计算合成不确定度为：

经过长期的实践，上述实验无论自制仪器或方法可操作性强，危险性小。