郑智峰
(国家煤及煤化工产品质量监督检验中心,山西 太原 030012)
氮在无机化合物和有机化合物中的存在形式比较复杂。氮含量常以总氮、铵态氮等形式表示,GB/T535-1995《硫酸铵》规定氮含量的测试方法为蒸馏法,其适用于无机、有机产品测定,且准确度较高。本次实验即利用蒸馏法测试硫酸铵中氮含量。硫酸铵中的铵盐NH+4酸性较弱,故无法利用NaOH滴定,需用蒸馏的方法将铵态氮吸收在过量硫酸中,利用甲基红-亚甲基蓝指示剂,用氢氧化钠标准滴定溶液回滴过量的硫酸。
蒸馏瓶(A),1L;防溅球管(B),平行地插入滴液漏斗(C);滴液漏斗(C),50mL;直形冷凝管(D),有效长度约400mm,吸收瓶(E),500mL,瓶侧连接双连球。
实验仪器见图1。
1.3.1 制备试样溶液
将试样溶于水后转移至500mL容量瓶中,加入蒸馏水至刻度线定容。
1.3.2 蒸馏
1)安装蒸馏仪器后用,50mL移液管移取50mL试液至蒸馏瓶,并加入一定量的氢氧化钠溶液;
2)在吸收瓶中加入50mL硫酸标准溶液;
3)加热蒸馏直至吸收瓶中收集液达到250mL~300mL时,停止加热。
图1 实验仪器
1.3.3 滴定
将吸收瓶中的蒸馏液以C(NaOH)=0.5mol/L标准溶液滴定,直至指示剂呈灰绿色为终点。
硫酸铵中总氮含量计算公式见式(1):
本实验中使用天平的检定误差范围为±0.1mg,按矩形分布原理,取k=,则:
称取2次的不确定度分量:
由天平变动性引起的不确定度:
则由天平引起的不确定度:
2.2.1 移液管引起的不确定度计算
1)本实验中使用的移液管为50mL移液管,其检定误差范围为-0.01mL,按矩形分布原理取k=,则,
2)实验中由温度变化引起的不确定分量计算见式(2)。
式中:k为水的膨胀系数,2.1×10-4;V 为移液管容量,50mL;T为温度变化值,±3℃;kp为95%置信概率下不确定参数,1.96。
3)实验中由读数引起的不确定度分量计算
操作人员读数时允许有1%的不确定性,即,0.01mL;根据三角分布原理得:
由移液管引起的不确定分量为:
2.2.2 容量瓶引起的不确定度分量计算
1)本实验中使用的容量瓶为500mL容量瓶,其检定误差范围为±0.12mL,按矩形分布原理取则,
2)实验中,由温度变化引起的不确定分量计算见式(3)。
式中:k为水的膨胀系数,2.1×10-4;V 为移液管容量,500mL;T 为温度变化值,±3℃;kp为95%置信概率下参数,1.96。
3)实验中由读数引起的不确定度分量计算
操作人员读数时允许有1%的不确定性,即:0.01mL。按三角分布,得:
故,由500mL容量瓶引起的不确定度分量为:
1)本次实验使用50mL滴定管,一共消耗13.82mL NaOH溶液,滴定管体积检定误差为±0.02mL,按三角分布,则,
2)测定重复性引起不确定为:
故滴定管引起的不确定度分量为:
测试时,加入的H2SO4体积为40mL,浓度为0.5mol/L,平行测定2次,则相对不确定度为:
重复测定4次后,测定结果标准差为0.07%,则相对不确定度的分量为:
取95%置信概率,k=2,则:
依据 GB/T535-1995/XG1-2003《硫酸铵》中氮含量的测定方法——蒸馏后滴定法(仲裁法),测得硫酸铵中总氮含量为21.1%,不确定度为0.45%(k=2)。
参考文献:
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