凯氏定氮仪 凯氏定氮仪测定肥料氮注意事项

时间:2017/9/11 8:59:42 浏览:

凯氏定氮仪在测定肥料氮时应注意操作步骤的规范性,该操作不需复杂仪器设备,但操作手续每一步都影响化验结果。整个分析过程分为3步,即消化、蒸馏、滴定,每一步骤都要认真操作,以减少各步骤的操作误差,提高检测结果的准确度,以便对所检测样品做出正确检测结论。
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  凯氏定氮仪关键词:凯氏定氮法;检测;消化;蒸馏;吸收;滴定
  氮肥是提供作物生长的重要营养成分之一。它容易被作物吸收,对作物的影响比其他大量元素更为敏感。氮肥用量大,品种较多。在相同的条件下,氮肥增产较稳定,目前深受农户欢迎。在生产中提供氮素养分的主要原料有尿素、氯化铵、硫酸铵,磷酸一铵、磷酸二铵、硝酸铵及一些含氮量较高的有机物。原料的多样性决定了肥料中氮以多种形态存在,酰胺态氮、铵态氮、硝态氮及有机氮。凯氏定氮法是最常用的方法,准确可靠,应用范围广,是测定氮的国家标准法,也是当前分析含氮化肥常用方法。该方法不需复杂仪器设备,但操作中每一步都会影响化验结果。整个分析过程分为3步,即消化、蒸馏、滴定。在实际工作中每一步骤的操作都需谨慎、认真,也常因多种因素影响导致检测结果偏低。现将多年分析工作经验做以总结,仅供参考。
  1 原理
  含硝态氮的氮肥在碱性介质中用定氮合金将硝酸根还原,直接蒸馏出氨,而不含硝态氮的其他氮素在混合催化剂存在下,用浓硫酸消化,将有机态或酰胺态等转化为硫酸铵。从碱性溶液中蒸馏氨,用硼酸吸收,再用标准硫酸或盐酸溶液滴定[1-3]。
  2 试剂
  分析操作中的试剂配制,所用药品如浓硫酸、氢氧化钠、硼酸、硫酸铜、无水硫酸钾或硫酸钠、定氮合金、硫酸铵等均为分析纯;标定硫酸标准溶液无水碳酸钠为基准试剂;以溴甲酚绿-甲基红作混合指示剂。操作所用的凯氏瓶、烧杯、三角瓶、试剂瓶等要清洗干净,干燥后备用。蒸馏水制备都要严格按照有关要求。
  3 样品处理
  检测样品时取样是关键。取样要具有代表性。样品粉碎时要迅速,必须按四分法制备,多次缩分,取出约100 g,用研磨器或研钵研磨至全部通过0.5 mm孔径筛,若试样难粉碎,可研磨通过2 mm试样筛,充分混合均匀,置于洁净、干燥瓶中,作成分分析用[1]。并要防止样品过热,影响检测结果。液体样品要充分摇匀。
  4 称取试样
  凯氏定氮仪固体样品一般称取范围为0.2~2.0 g,液体样品取样范围10~25 mL(约相当于氮30~40 mg)。称样后,样品要小心放入干燥的凯氏瓶内,不要把样品黏在瓶颈上。如黏附在瓶颈上,要用少量的水冲下,以免被测样品消化不完全,造成氮素损失,结果偏低。
  5 消化
  5.1 消化时间
  消化时间要掌握好,时间过长会引起氨的损失;消化时间不够,消化不完全也会导致总氮量偏低。 在消化过程中,除加入浓硫酸共热,尚须加入催化剂硫酸铜、无水硫酸钠或硫酸钾加速样品的分解。此外,硫酸铜还可用作下一步蒸馏时碱性反应的指示剂。加入无水硫酸钠或硫酸钾,可适当提高浓硫酸的沸点,以加速样品的氧化。但无水硫酸钠或硫酸钾也不宜多加,否则将消耗过多的硫酸,生成硫酸氢钠,而使消化液中缺乏足够的硫酸以吸收生成的氨,影响检测结果。
  5.2 消煮温度
  在消化刚开始火力不要太强,特别是有机复合肥消化时易产生大量泡沫,试样易溢出凯氏瓶,如遇到这样情况,操作时要注意,开始以小火炭化,待泡沫消失后再缓慢加大火力,逐步提高温度至360~400 ℃。在消煮过程中要经常转动凯氏瓶,使凯氏瓶底部受热均匀,使喷溅在瓶壁上的样品及时回流到硫酸溶液中去,直到凯氏瓶内容物变绿,再继续消化20~30 min使之清彻透明。
  消化时要避免沸腾过猛,温度过高,可能有部分氮被氧化成游离氮,以致不能被硫酸吸收而自行挥发,使结果偏低[4]。
  在样品消煮的同时做空白试验。空白试验即在测定的同时,按同样的操作步骤,使用同样的试剂,但不含试样,经消化蒸馏,测出有无杂质存在,以便检查整个过程有无其他因素干扰。
  5.3 稀释
  消化好试样后,稍冷,应加入适量的蒸馏水摇匀,由于消化液内无水硫酸钠或硫酸钾浓度高,呈黏稠状,易结块,不易从凯氏瓶内倒出,必要时加入热蒸馏水稀释或放在电炉上微热溶解。也可将其稀释一定体积,吸出部分进行蒸馏。
  6 蒸馏
  6.1 测定氮素回收率
  蒸馏前要先对蒸馏装置进行检查,再加蒸馏水空蒸5 min,然后用分析纯硫酸铵按测试试样的相同条件进行蒸馏,测定其含量,以便进一步评估各次操作,对氮素回收率做出判断。精确称取0.1000 g分析纯的硫酸铵代替试样,直接蒸馏,滴定。国家标准中所规定的是测得的硫酸铵的含氮量应为(21.19±0.2)%,但此处所说的硫酸铵的含量是按100%计算,但实际中的硫酸铵(分析纯)的含量一般是99%,所以测得的硫酸铵的含量应与(21.19×0.99±0.2)%比较,以检验蒸馏和滴定各步骤是否准确。但当然,应多做几次回收率避免出现偏差。
  6.2 控制溶液总体积
  蒸馏时要注意反应室内溶液总体积的控制,冲洗试样用蒸馏水要少,否则反应室内溶液体积过大,液面升高,容易喷贱到缓冲球内;冷凝管不能断水或水量太少,否则冷凝效果不好,易引起硼酸接收液温度过高,致使氨的吸收减弱,导致结果偏低。
  6.3 加碱
  在蒸馏时加入氢氧化钠溶液必须过量,以免出现氨蒸不出来的现象。加氢氧化钠溶液时一定要放慢速度,慢慢加入,减慢与酸的激烈反应,特别是测定硝酸态氮肥时,需加入定氮合金,加碱后反应室易形成大量泡沫。为此应将电炉温度调低或打开通气开关,避免激烈反应,防止泡沫冲入缓冲球内。
  6.4 蒸馏温度
  蒸馏时电压要稳,蒸馏瓶受热要均匀,温度不宜过低,如温度低蒸馏中途蒸汽不足或中途断气,反应室内温度降低,易产生硼酸倒吸现象,温度过高反应室内反应激烈,气流过快,硼酸吸收不完全。
  6.5 蒸馏结束
  蒸馏出150 mL左右蒸馏液后,用pH试纸检查冷凝管出口,如中性说明蒸馏结束。用少量蒸馏水冲洗冷凝管出口外部,取下接收瓶[5]。
  6.6 其他
  2%硼酸接收液不宜配制太多,放置过久易形成沉淀,有可能导致终点不灵敏现象发生。最好在使用时将指示剂与硼酸混合,调至pH 4.5。
  蒸馏时冷凝管的下端一定要浸入硼酸接收液面下至少0.5 cm,以防止氨的逸出。
  7 滴定
  滴定时注意要排空滴定管底部气泡,确保滴定结果准确,滴定一定要把握滴定速度,掌握好滴定颜色的变化,终点应是蓝绿色变为暗红色或灰红色,如颜色复现蓝绿色,应再滴入标准酸0.5~1.0滴,颜色转红色而不变化则视为滴定到达终点。滴定用的标准酸必须按照标准配制和标定,标准酸浓度的准确度将影响检验数据的准确性。
  总之,检测人员要做到心中有数,步步按其原理:样品与浓硫酸共热时,是为把样品的氮素变成硫酸铵;蒸馏是把样液加碱,酸性变为碱性后,加热使氢氧化氨逸入冷凝管,而当样液含硝态氮时,加入定氮合金以便其中硝态氮还原为氨态氮,并蒸至冷凝管;经过冷凝管的冷凝作用使氢氧化氨的气体或液体进入硼酸吸收瓶中,吸收瓶中形成硼-氨络离子,将氨固定于吸收液中。而滴定,则为了使吸收瓶中的氨与滴定管中的标准硫酸中和,根据滴定液标准硫酸的消耗体积及其浓度,计算出样品含氮量。
  检测人员每一步骤都要认真操作,减少各步骤的操作误差,以提高检测结果的准确度。


凯氏定氮蒸馏器
定氮仪
-30低温恒温槽-立式
-5低温恒温槽-立式