凯氏定氮仪 凯氏定氮仪测定肥料氮注意事项

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。