陳紅娟，肖小勇，夏 潔，趙學(xué)武，普仲國

（云南云天化紅磷化工有限公司，云南 開遠(yuǎn) 661699）

硫酸銨中氮含量測定按國家標(biāo)準(zhǔn)《硫酸銨》（GB/T 535-1995）［1］（以下簡稱國標(biāo)法）進(jìn)行，國標(biāo)法中氮含量的測定有蒸餾后滴定法和甲醛法兩種，蒸餾后滴定法屬于仲裁法，該方法等效采用ISO3332-75《工業(yè)用硫酸銨-氨態(tài)氮含量的測定-蒸餾后滴定法》。

蒸餾后滴定法測定結(jié)果準(zhǔn)確，但耗時(shí)較長，蒸餾完畢后還要手工滴定，計(jì)算結(jié)果，約需2h才能完成一次測定，且勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低，大批量測定樣品較費(fèi)時(shí)。為解決目前存在的問題，通過大量實(shí)驗(yàn)改用全自動(dòng)凱氏定氮儀快速測定硫酸銨中氮含量。

在硫酸銨分析中引入全自動(dòng)凱氏定氮儀，可提高硫酸銨中氮含量分析效率，全自動(dòng)凱氏定氮儀具有自動(dòng)蒸餾、吸收、滴定、數(shù)據(jù)處理及結(jié)果打印等功能，操作簡單、快速、準(zhǔn)確、安全、環(huán)保，其準(zhǔn)確度和精密度符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，可批量測量硫酸銨中氮含量，其方法簡便、分析結(jié)果可靠、省時(shí)省力，是一種準(zhǔn)確可靠的氮含量檢測方法。

1 方法原理

1）國標(biāo)法測定硫酸銨中氮含量的原理：硫酸銨在堿性溶液中蒸餾出氨，用過量的硫酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液吸收，在指示劑存在下，以氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液回滴過量的硫酸。2）全自動(dòng)凱氏定氮法測定硫酸銨中氮含量的原理：從堿性溶液中蒸餾出氨，用硼酸溶液吸收，再用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，計(jì)算出氮含量。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 主要儀器和試劑

電子天平：MS204S型，梅特勒-托利多國際貿(mào)易（上海）有限公司；全自動(dòng)凱氏定氮儀：8400型，福斯（中國）；消化管：容積250 mL；蒸餾瓶：容積為1 L；防濺球管：平行地插入滴液漏斗；滴液漏斗：容積為50 mL；直形冷凝管：有效長度約400 mm；吸收瓶：容積為500 mL，瓶側(cè)連接雙連球；防暴沸石或防暴沸裝置：后者由一根長100 mm，直徑5 mm玻璃棒接上一根長25 mm聚乙烯管；硅脂或其他不含氮的潤滑脂；氫氧化鈉溶液：400 g/L；氫氧化鈉溶液：450 g/L；硫酸溶液：c（1/2H2SO4）＝0.5 mol/L；氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液：c（NaOH）＝0.5mol/L；甲基紅-亞甲基藍(lán)混合指示劑；硼酸溶液：10 g/L；溴甲酚綠指示劑：1 g/L；甲基紅指示劑：1 g/L；鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液：c（HCl）＝0.2 mol/L；

實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1 國標(biāo)法［1］

1）試驗(yàn)溶液的準(zhǔn)備。稱取10 g試樣，準(zhǔn)確至0.001 g，溶于少量水中，轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。

2）蒸餾。從1）中吸取50.00 mL試液于蒸餾瓶中，加入約350 mL水和幾粒防暴沸石（或防暴裝置；將聚乙烯管接觸燒瓶底部）。

用單標(biāo)線吸管加入50.00 mL硫酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液于吸收瓶中，并加入80 mL水和5滴甲基紅-亞甲基藍(lán)混合指示劑溶液。

用硅脂涂抹儀器接口，安裝好蒸餾儀器，并確保儀器所有部分密封。

通過滴液漏斗往蒸餾瓶中注入450 g/L NaOH溶液20 mL，注意滴液漏斗中至少留有幾毫升溶液。

加熱蒸餾，直至吸收瓶中的收集量達(dá)到250～300 mL時(shí)停止加熱，打開滴液漏斗，拆下防濺球管，用水沖洗冷凝管，并將洗液收集在吸收瓶中，拆下吸收瓶。

3）滴定。將吸收瓶中溶液混勻，用0.5 mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液回滴過量的硫酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，直至指示劑呈灰綠色為終點(diǎn)。

4）空白試驗(yàn)。在測定的同時(shí)，除不加試樣外，按1）～3）完全相同的分析步驟、試劑和用量進(jìn)行平行操作。

5）計(jì)算。

式中：c為NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液實(shí)際濃度（mol/L）；V1為測定消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積（mL）；V2為空白試驗(yàn)時(shí)消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積（mL）；0.01401為與1.00 mL NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液［c（NaOH）＝1.000 mol/L］相當(dāng)?shù)囊钥吮硎镜牡馁|(zhì)量；m為試料質(zhì)量（g）。

2.2.2 全自動(dòng)凱氏定氮儀法［2-3］

稱取氮含量約100 mg的試樣（精確至0.0002g）于250mL消化管中，用少量水沖洗管壁，然后將消化管放入全自動(dòng)凱氏定氮儀中，按照儀器操作規(guī)程進(jìn)行測定，做兩份試樣的平行測定，測定結(jié)果按式（1）計(jì)算，然后在儀器上查詢。

式中：c為鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度的數(shù)值（mol/L）；V1為測定消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積（mL）；V2為空白試驗(yàn)時(shí)消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積（mL）；0.01401為氮的毫摩爾質(zhì)量的數(shù)值（g/mol）；m為試料質(zhì)量（g）。

3 結(jié)果與討論［2-3］

3.1 兩種方法試劑用量和測定時(shí)間比較

全自動(dòng)凱氏定氮儀可自動(dòng)完成蒸餾、滴定，可進(jìn)行連續(xù)測定，節(jié)省試劑和時(shí)間；GB/T 535-1995法蒸餾、滴定的每一步操作均需人工操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，兩種方法試劑用量和測定時(shí)間比較見表1。

表1 試劑用量和測定時(shí)間對照表Table.1 Reagent dosage and measurement time comparison table

3.2 精密度試驗(yàn)

采用全自動(dòng)凱氏定氮儀法對6組硫酸銨樣品進(jìn)行平行測定，由精密度試驗(yàn)結(jié)果（表2）可知，該方法測定結(jié)果的重現(xiàn)性滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

表2 精密度試驗(yàn)結(jié)果Table.2 Precision test results %

3.3 方法對比試驗(yàn)

分別用全自動(dòng)凱氏定氮儀法和國標(biāo)法測定硫酸銨樣品，然后對兩種方法測定結(jié)果進(jìn)行對比，具體結(jié)果見表3。

表3 2種方法測定結(jié)果對比Table.3 Comparison of measurement results by 2 methods %

從表3中看出，全自動(dòng)凱氏定氮儀法和國標(biāo)法測定硫酸銨中氮結(jié)果一致，兩種方法的差值均小于0.06%，說明本方法準(zhǔn)確性較好。

3.4 全自動(dòng)凱氏定氮儀法測定硫酸銨樣品的優(yōu)勢

國標(biāo)法測定耗時(shí)長、勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，大批量測定樣品較費(fèi)時(shí)，而全自動(dòng)凱氏定氮儀法測定結(jié)果準(zhǔn)確，儀器可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)樣品測定的蒸餾、吸收和滴定過程。儀器靈敏度與準(zhǔn)確度高，避免了實(shí)驗(yàn)中的人為誤差。而且整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程在同一支消化管里進(jìn)行，不需要轉(zhuǎn)移，降低了操作不當(dāng)帶來的樣品損失。單個(gè)樣品的蒸餾吸收、滴定過程僅需要4～6 min，這樣大大增加了樣品檢驗(yàn)效率，節(jié)省了時(shí)間，降低了分析人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了人員操作的偶然誤差。

4 結(jié)論

為保證儀器分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性，每周分別采用國標(biāo)法和儀器法進(jìn)行一次硫酸銨中氮含量對照實(shí)驗(yàn)。兩種方法測得的同一樣品結(jié)果間差值必須滿足國家標(biāo)準(zhǔn)《硫酸銨》（GB/535-1995）規(guī)定的要求，不大于0.06%。

實(shí)驗(yàn)表明，采用全自動(dòng)凱氏定氮儀法和國標(biāo)法測定硫酸銨中氮含量，結(jié)果一致。在硫酸銨分析中引入全自動(dòng)凱氏定氮儀，簡化了氮含量測定的步驟，縮短了分析時(shí)間，提高了工作效率，降低了分析人員勞動(dòng)強(qiáng)度。其方法分析簡便，準(zhǔn)確度和精密度都達(dá)到要求，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的相關(guān)要求，可批量測定硫酸銨中氮含量。