孫軻 葛笑寒

（1.三門峽市金精礦綜合利用重點實驗室；2.三門峽職業(yè)技術學院，河南 三門峽 472000）

引言

甲醛法測定硫酸銨中氮含量比蒸餾法操作簡單而又節(jié)省時間，故而在生產(chǎn)實際中應用廣泛。[1]為了降低甲醛溶液和其他檢測試劑的用量，提高工作效率，用單因素法進行對比實驗，改進了該測試方法。

1 甲醛法測氮含量原理

NH4+具有酸性，但由于 Ka﹤10–8，所以不能直接用氫氧化鈉滴定。[2][3][4]生產(chǎn)中常采用甲醛法測定銨鹽的氮含量。首先，銨鹽與甲醛發(fā)生化學反應，生成（CH2）6N4H+和 H+，其次，用 NaOH 標準溶液滴定。其反應式為：

2 甲醛法測氮含量實驗與分析

2.1 實驗部分

2.1.1 試樣：市售分析純硫酸銨。

2.1.2 主要儀器

500mL 錐形瓶，3個；25mL、100mL 量筒各一個；50mL堿式滴定管一個。

2.1.3 主要試劑

0.05 mol/L的氫氧化鈉標液；4g/L氫氧化鈉溶液；甲醛（1+1）：甲醛中含有微量甲酸是由于甲醛受空氣氧化所致，應除去，否則產(chǎn)生正誤差，量取甲醛溶液250mL于燒杯中，加蒸餾水稀釋一倍，加入3滴酚酞指示劑，用氫氧化鈉標準滴定液滴定至微紅色即可；酚酞指示劑1%：稱取1g酚酞加入100mL95%乙醇，攪勻即可；甲基紅指示劑0.1%：稱取0.1g甲基紅加入100mL95%乙醇，攪勻即可；硫酸銨溶液配制：稱硫酸銨2.2310克，溶于200毫升蒸餾水中，定容至500毫升容量瓶中，搖勻，待用。

2.1.4 實驗過程

稱取試樣1.00g（硫銨母液10mL）于 500mL錐形瓶中；加入100mL蒸餾水，再加1滴甲基紅指示劑，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)至溶液呈橙色，加入15mL甲醛溶液，再加1～2滴酚酞指示劑，混勻，放置5min；用氫氧化鈉標液滴定至橙紅色，保持30秒鐘以上不褪色，[5]記錄體積 VNaOH（mL）。

2.1.5 結果計算

（1）液體樣品

N（g/L）=(VNaOH×T)/10=1.410×VNaOHg/L

其中：VNaOH：消耗氫氧化鈉的體積mL

T：氫氧化鈉相對氮的滴定度14.10mg/mL

（2）固體樣品

N%=(VNaOH×CNaOH)×MN/m%

2.2 各參數(shù)對實驗的影響

2.2.1 甲醛溶液濃度的影響

在蒸餾水為100mL，甲醛溶液用量為15mL，放置時間為5min時，不同濃度甲醛下測定的氮含量如表1所示：

表1 不同濃度甲醛溶液對氮含量的影響

由表可知：甲醛濃度為250g/L時，所測得的氮含量最接近于理論氮含量（21%），所以甲醛濃度為250g/L時更為合適。[6]

2.2.2 甲醛溶液的用量的影響

在蒸餾水為100mL，甲醛溶液濃度為250g/L，放置時間為5min時，不同甲醛溶液的用量下測定的氮含量如表2所示：

表2 不同甲醛溶液用量對氮含量的影響

由表可知：甲醛溶液體積為5mL時，氮含量接近于理論氮含量，所以甲醛溶液取5mL時更合適。

2.2.3 蒸餾水用量的影響

甲醛溶液濃度為250g/L，甲醛溶液用量為5mL，放置時間為5min時，不同用量的蒸餾水下測定的氮含量數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 蒸餾水用量對氮含量的影響

由表可知：蒸餾水加入量的多少，對測定結果影響不大，故可以認為蒸餾水用量不影響氮含量的測定。

2.2.4 放置時間的影響

在蒸餾水為100mL，甲醛溶液濃度為250g/L，甲醛溶液用量為15mL，不同放置時間下測定的氮含量如表4所示。

表4 時間對氮含量的影響

由表可知：放置時間對測定結果影響不大。所以放置時間≥1min即可。

2.2.5 測樣過程中的注意事項

（1）加甲醛時，要邊搖邊加，防止局部酸化。

（2）酚酞只需加1～2滴，多加要消耗NaOH引起誤差。

（3）臨近終點時，NaOH溶液應半滴半滴加以免過終點，且要用洗瓶及時淋洗錐形瓶內(nèi)壁。

（4）甲醛法滴定終點不穩(wěn)定，結果偏低，因為甲醛中含甲醇，甲醇含量大于10%，對結果影響較大，甲醇含量小于0.1%，對結果影響小。

通過上述實驗可知，甲醛溶液的適宜濃度為250g/L，反應中1:1甲醛最佳加入量為5mL，放置時間以≥1min為宜，蒸餾水用量對測定結果影響不大。

3 結果分析與討論

3.1 硫酸銨工段母液平行測定氮含量

按照以上的優(yōu)化條件，取中原黃金冶煉廠有限責任公司硫銨工段硫酸銨進行平行測定，結果如表5所示：

表5 硫銨工段樣品氮含量數(shù)據(jù)

結果相對標準偏差（RSD）為0.317%，測量準確度高。

3.2 實驗室之間對比測量

為檢驗該法測試的準確性，取相同的樣品在不同的化驗室進行測試。結果發(fā)現(xiàn)，測試結果基本相同。說明該方法測量氮含量，不僅效率高而且結果準確。對同一個樣品化驗結果如表6所示：

表6 樣品在不同化驗室的氮含量數(shù)據(jù)

4 結論

通過實驗發(fā)現(xiàn)，甲醛法測硫酸銨氮含量最佳實驗條件：甲醛溶液濃度250g/L，甲醛加入量為5mL，放置時間≥1min。該法經(jīng)濟、快速、簡單、準確，符合工業(yè)及實驗室對硫酸銨量的檢測要求。

[1]田娟.氟化銨吸收液中銨含量的測定方法[J].廣州化工，2010（8）：197-198.

[2]王天聰.難熔金屬和稀散金屬冶金分析[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1992.

[3]劉斌，陳曉霓.甲醛法測定土壤全氮量的分析探討[J].分析與檢測，2008，91（7）：198－200.

[4]華中師范大學.分析化學實驗[M].北京：高等教育出版社，2001.

[5]蔡彭驥.甲醛法測定銨鹽中氮滴定終點的判斷[J].天津化工，2004（11）：23-24.

[6]解慶范.甲醛法測定硫酸銨中氮含量的甲醛用量的研究[J].湖北第二師范學院學報（自然科學版），2013（2）：4-5.