重量法測(cè)定有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥中總氮含量

李江霞

摘 要：通過(guò)研究重量法測(cè)試總氮含量，對(duì)需要消化處理的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥進(jìn)行檢測(cè)，得到精密度為1.21%～1.46%，回收率為96.42%～103.41%，并采用[t]檢驗(yàn)對(duì)蒸餾法和蒸餾法進(jìn)行比較。結(jié)果表明，兩種方法的檢測(cè)結(jié)果無(wú)顯著差異。

關(guān)鍵詞：四苯硼酸銨;總氮;四苯硼酸鉀;氧化鉀;重量法;有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥

中圖分類號(hào)：TQ444文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）07-0145-03

Abstract： Through the study of the weight method to test the total nitrogen content， the organic-inorganic compound fertilizer which needs to be digested was detected， the precision was 1.21%～1.46%， the recovery was 96.42%～103.41%， and the distillation method and distillation method were compared by t-test. The results show that there is no significant difference between the two methods.

Keywords： ammonium tetraphenylborate;total nitrogen;potassium tetraphenylborate;potassium oxide;weight method;organic-inorganic compound fertilizer

有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥是既含有機(jī)質(zhì)又含適量化肥的新型肥料，是一種對(duì)化肥做改良、對(duì)有機(jī)肥做提升的肥料。其肥力接近化肥，又限制了化肥的流失，具有有機(jī)肥給土壤和作物補(bǔ)充有機(jī)質(zhì)的作用，又具有比有機(jī)肥更高的肥力，可以取代化肥作為基肥和追肥。

鉀和氮是有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥的重要成分，其含量高低直接影響施肥效果。總氮含量測(cè)定采用蒸餾返滴定法測(cè)定，見(jiàn)《有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料的測(cè)定方法 第1部分：總氮含量》（GB/T 17767.1—2008）[1]，總鉀根據(jù)含量大于2%采取重量法測(cè)定，見(jiàn)《有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料的測(cè)定方法 第3部分：總鉀含量》（GB/T 17767.3—2010）[2]。樣品都要經(jīng)過(guò)消化使氮和鉀分別以硫酸銨和硫酸鉀形式溶解。根據(jù)四苯硼酸鉀和四苯硼酸銨都具有難溶性的特點(diǎn)，本文對(duì)采用重量法測(cè)定總氮含量進(jìn)行研究，從而確定了總氮和總鉀同時(shí)測(cè)定的可行性方法。

1 方法原理

總鉀是樣品經(jīng)硫酸-過(guò)氧化氫消化處理后，通過(guò)加入過(guò)量的氫氧化鈉，再煮沸15 min，將銨除去，在弱堿性介質(zhì)中，以四苯硼鈉沉淀試樣溶液中的鉀離子，生成四苯硼酸鉀白色微細(xì)沉淀，將沉淀過(guò)濾、干燥及稱量，得四苯硼鉀含量。

總氮是樣品經(jīng)硫酸-過(guò)氧化氫消化處理后，在弱堿性條件下，以四苯硼鈉沉淀鉀和銨總離子，生成四苯硼鉀和四苯硼酸銨總沉淀，將沉淀過(guò)濾、干燥及稱量，得總沉淀質(zhì)量量。用總沉淀質(zhì)量減去四苯硼酸鉀質(zhì)量得到四苯硼酸銨質(zhì)量。

為防止陽(yáng)離子干擾，預(yù)先加入適量的乙二胺四乙酸二鈉鹽（EDTA），使陽(yáng)離子與EDTA絡(luò)合。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 主要試劑與儀器

主要試劑：實(shí)驗(yàn)室用水標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)水、硫酸（AR）、過(guò)氧化氫（AR）、15 g/L四苯硼酸鈉溶液[按照《準(zhǔn)溶液的配置方法》（HG/T 2843—1997）配置]、1.5 g/L四苯硼酸鈉溶液[按照《準(zhǔn)溶液的配置方法》（HG/T 2843—1997）配置]、400 g/L氫氧化鈉溶液、40 g/L EDTA溶液[按照《化肥產(chǎn)品 化學(xué)分析常用標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液、標(biāo)準(zhǔn)溶液、試劑溶液和指示劑溶液》（HG/T 2843—1997配置）]、5 g/L酚酞指示劑。

主要儀器：電子分析天平0.1 mg、電熱恒溫干燥箱、玻璃坩堝式濾器（4號(hào)，30 mL）。

2.2 實(shí)驗(yàn)步驟

2.2.1 試樣溶液的制備。按照《有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料的測(cè)定方法 第3部分：總鉀含量》（GB/T 17767.3—2010）5.2部分的硫酸-過(guò)氧化氫消煮法，將消煮液轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，干過(guò)濾，棄去最初50 mL濾液，得到濾液。

2.2.2 氧化鉀測(cè)定。準(zhǔn)確吸取濾液25 mL于200 mL燒杯中，加入EDTA溶液20 mL，加2滴酚酞指示劑，用400 g/L氫氧化鈉溶液中和至紅色出現(xiàn)，再過(guò)量1 mL，在通風(fēng)櫥緩慢加熱煮沸15 min，放冷，如紅色消失，再補(bǔ)加氫氧化鈉溶液至紅色。

在不斷攪拌下逐滴加入15 g/L四苯硼酸鈉沉淀劑，加入量為每1 mg氧化鉀加四苯硼酸鈉溶液0.5 mL，并過(guò)量約0.3倍，繼續(xù)攪拌1 min，靜置15 min，用傾濾法將沉淀過(guò)濾于120 ℃預(yù)先恒重的4號(hào)玻璃坩堝式濾器中，用1.5 g/L四苯硼酸鈉溶液洗滌沉淀5～7次，每次用量5 mL，最后用水洗滌2次，每次用量5 mL。120 ℃±5 ℃干燥1.5 h，取出置干燥器內(nèi)冷卻至室溫稱量。

樣品測(cè)定同時(shí)測(cè)空白。

2.2.3 總氮測(cè)定。準(zhǔn)確吸取濾液25 mL于200 mL燒杯中，加入EDTA溶液20 mL，加2滴酚酞指示劑，用400 g/L氫氧化鈉溶液中和至紅色出現(xiàn)。

在不斷攪拌下逐滴加入15 g/L四苯硼酸鈉沉淀劑，加入量為每1 mg氮加四苯硼酸鈉溶液1.6 mL和每1 mg氧化鉀加四苯硼酸鈉溶液0.5 mL總量，并過(guò)量約0.3倍，繼續(xù)攪拌1 min，靜置15 min，以下操作同氧化鉀測(cè)定。

2.3 分析結(jié)果計(jì)算

3 結(jié)果與討論

3.1 沉淀劑的使用量

根據(jù)沉淀反應(yīng)原理，要加入過(guò)量沉淀劑才能保證待測(cè)物沉淀完全，又不能過(guò)量太多，會(huì)引起鹽效應(yīng)、配位效應(yīng)等，使沉淀溶解度增大，檢測(cè)結(jié)果偏低。三份硫酸銨樣品分別滴加過(guò)量0%、30%、50%、70%和100%的沉淀劑四苯硼酸鈉，對(duì)干燥后的四苯硼酸銨的質(zhì)量進(jìn)行比較，得出沉淀劑過(guò)量30%，即可滿足完全沉淀要求。四苯硼鈉加入量如圖1所示。

3.2 干燥溫度

查閱《化驗(yàn)員讀本》[3]可知，堿金屬四苯硼酸鹽的熱穩(wěn)定性較好，四苯硼酸銨超過(guò)130 ℃開(kāi)始升華，為找到既能快速干燥恒重，又不引起升華損失的干燥溫度，采用同一樣品分別在105、110、120 ℃進(jìn)行干燥恒重，得出110 ℃下1.5 h、120 ℃下1 h即可干燥恒重。為了能同時(shí)測(cè)定氮和鉀，選用120 ℃、1.5 h干燥。結(jié)果見(jiàn)圖2。

3.3 沉淀反應(yīng)酸堿度

有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥要經(jīng)過(guò)硫酸消化，最后得到的濾液呈酸性，經(jīng)過(guò)多次不調(diào)節(jié)pH值直接測(cè)定，發(fā)現(xiàn)形成的不溶物呈泡沫狀上浮在液面上，不易下沉，測(cè)試結(jié)果均偏低。查閱《化驗(yàn)員讀本》[3]可知，四苯硼酸鈉溶液在弱堿性條件（pH為8左右）穩(wěn)定，通過(guò)加酚酞指示劑，氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)至紅色，再滴加沉淀劑，形成的沉淀會(huì)快速下降，檢測(cè)結(jié)果滿意。

3.4 其他陽(yáng)離子的影響

四苯硼酸根還能與銣、銫、鋅、錳等陽(yáng)離子發(fā)生反應(yīng)[4]，影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過(guò)檢測(cè)可知，化肥中一般不含有銣、銫等堿金屬離子，對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響不大。本實(shí)驗(yàn)直接采取重量法測(cè)鉀的處理方法，通過(guò)添加EDTA溶液來(lái)掩蔽其他陽(yáng)離子。

3.5 方法的準(zhǔn)確度和精密度

分別取3份不同含量的有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥樣品，采用平行測(cè)試得出相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差范圍在1.21%～1.46%。精密度試驗(yàn)如表1所示。

3.6 方法的準(zhǔn)確度

分別取3份不同含量的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥樣品，通過(guò)添加分析純硫酸銨（1，2，3，4），按照試驗(yàn)步驟進(jìn)行檢測(cè)，得到回收率為96.42%～103.41%;取2份分析純硫酸銨和硫酸鉀的混合樣品（5，6），不經(jīng)消化直接檢測(cè)，得到回收率為99.39%～100.99%?；厥章试囼?yàn)結(jié)果如表2所示。

3.7 樣品分析

對(duì)三份樣品分別采用蒸餾法和重量法測(cè)定，然后按照[F]檢驗(yàn)和[t]檢驗(yàn)，在95%的可信度下進(jìn)行判定，兩個(gè)結(jié)果均無(wú)顯著差異，具體見(jiàn)表3。

4 結(jié)論

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，利用重量法測(cè)總氮可行，總鉀和總氮可以同時(shí)測(cè)定。要求只能采取硫酸和過(guò)氧化氫來(lái)消化，過(guò)量的氫氧化鈉和長(zhǎng)時(shí)間的煮沸使氮以氨的形式揮發(fā)，保證了總鉀測(cè)定的準(zhǔn)確性;弱堿性條件使總鉀和總氮的沉淀顆粒粗大易于沉淀過(guò)濾。重量法較蒸餾法快速簡(jiǎn)便，誤差可控，是對(duì)需要消化處理的有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥的檢測(cè)總氮測(cè)定的補(bǔ)充方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料的測(cè)定方法 第1部分：總氮含量：GB/T 17767.1—2008[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[2]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混肥料的測(cè)定方法 第3部分：總鉀含量：GB/T 17767.3—2010[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

[3]劉珍.化驗(yàn)員讀本[M].4版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015.

[4]曾兆民.介紹一種應(yīng)用在分析化學(xué)中的有機(jī)試劑：四苯硼酸鹽[J].化學(xué)通報(bào)，1961（6）：25-30.