農用硫酸鉀中鈣離子、鎂離子和硫酸根離子含量的測定方法

郭　峰

(國投新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司　新疆哈密　839000)

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農用硫酸鉀中鈣離子、鎂離子和硫酸根離子含量的測定方法

郭峰

(國投新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司新疆哈密839000)

農用硫酸鉀是常用的優質鉀肥，其質量優劣關系著我國農業生產的安全。通過反復試驗摸索，得出了適合測定硫酸鉀中鈣離子、鎂離子和硫酸根離子含量的測定方法，以期為農用硫酸鉀中這些離子含量的測定提供理論依據與數據基礎。

農用硫酸鉀硫酸根離子鈣離子鎂離子

氮、磷、鉀作為植物生長所需要的三大元素，其在化肥中的含量是用戶最為關注的。隨著大量元素肥料和高濃度肥料使用量的不斷增加，土壤中氮、磷、鉀三大要素以外的營養因得不到應有的補充而日益不足，鈣、鎂、硫酸根和微量元素已經越來越多地顯現肥效而受到重視[1]。

在農用硫酸鉀專業標準上，只有氧化鉀、氯離子、水分、酸度和粒徑的測定方法，而沒有鈣離子、鎂離子和硫酸根離子含量的測定方法。國投新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司通過反復試驗摸索，獲得了適合測定農用硫酸鉀中鈣離子、鎂離子和硫酸根離子含量的方法。

1　農用硫酸鉀抽樣的過程

由于農用硫酸鉀大都是批量生產，使得在對其檢測時就增加了困難，所以要構建一套合理抽樣檢測硫酸鉀的方案。據調查，硫酸鉀的生產批量一般以1 d或2 d的產量為1個批次，1次最大產量為500 t。袋裝的產品在10袋以內的要求全部檢查，10～49袋的至少要檢查11次，50～64袋的要求12次，65～81袋的要求13次，82～101袋要求14次，102～125袋的要求15次，126～151袋要求16次，152～181袋的要求17次，182～216袋的要求18次，217～254袋的要求19次，255～296袋的要求20次，297～343袋要求21次，344～394袋的要求22次，395～450袋的要求23次，451～512袋的要求24次；大于512袋的時候，按照袋數=3×N1/3來測驗(N為每批產品的總袋數)。在確定了檢驗袋數后(袋數如出現小數，則進為整數)，對于產品的堆放位置要進行合理調控，檢驗點要有代表性。采樣時，用采樣器沿著袋裝硫酸鉀的對角線在3/4處取樣，每個袋裝硫酸鉀取樣量不少于100 g，每批取樣量不得少于2 kg。采樣后，應迅速混勻，用縮分器或四分法盡量把樣品縮分至不少于500 g(粒狀產品縮分至不少于1 kg)，分裝于2個潔凈、干燥的有磨口塞的玻璃瓶或塑料瓶中密封，一瓶用于產品質量分析，另一瓶保存2個月，以備查用。

2　鈣離子、鎂離子和硫酸根離子的檢驗

2.1硫酸鋇法測定硫酸根離子

2.1.1原理

在堿金屬和堿土金屬的硫酸鹽、氯化物溶液中，可直接加入適當過量的氯化鋇以定量沉淀溶液中的硫酸根，然后將硫酸鋇沉淀分離，灼燒(或烘干)后稱其質量。測定試液中硫酸根含量的反應方程式為：

2.1.2試劑和溶液

氯化鋇溶液(質量分數5%)，稱取BaCl2·2H2O(分析純)5 g溶于100 mL水中；濃鹽酸溶液。

2.1.3測定方法

稱取一定量試樣用水溶于400 mL燒杯中，加水稀釋至200 mL左右，加1 mL濃鹽酸溶液，加熱至近沸，并對熱溶液滴加10～15 mL質量分數5%的氯化鋇溶液，不斷攪拌，沉淀和母液置于沸水浴上加熱2 h，取下放置冷卻[2]；用G4玻璃坩堝抽氣過濾，用熱水轉移并洗滌沉淀，直至洗滌溶液無氯離子反應為止；沉淀和坩堝于130 ℃烘干至恒重。硫酸根離子質量濃度按式(1)計算：

(1)

W——硫酸鋇沉淀質量，g；

V——吸取試樣體積，mL；

0.411 6——硫酸鋇對硫酸根的換算因數。

2.2乙二胺四乙酸二鈉絡合滴定法測定鈣離子

2.2.1原理

在堿性溶液(pH>9)的條件下，鈣指示劑與鈣離子生成可溶的酒紅色絡合物，而與鎂離子則無此反應。當用乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)滴定時，EDTA的陰離子(H2Y2-)從鈣指示劑絡合物中奪取鈣離子并與自身結合成無色絡合物，滴定終點時溶液呈現指示劑本身在堿性介質中的天青色。其反應方程式為：

CaIn-+ H2Y2-= CaY2-+ HIn2-+ H+

2.2.2試劑與溶液

EDTA標準溶液(0.015 00 mol/L)，鈣指示劑，氫氧化鈉(2 mol/L)。

2.2.3試樣中鈣離子的測定

稱取1.0～2.0 g(精確至±0.000 1 g)試樣置于250 mL燒杯中，加水溶解，定容至250 mL容量瓶中，稀釋至刻度，記為A液。移取10.00 mL A液于250 mL錐形瓶中，加30 mL水，再加2 mL氫氧化鈉調整至pH>9，再加入少許(約50 mg)鈣指示劑，震蕩使其溶解后，用EDTA標準溶液滴定至酒紅色變為天青色。記錄消耗的EDTA標準滴定溶液的體積，同時進行空白試驗。試樣中鈣離子質量分數按式(2)計算：

(2)

式中：c——EDTA標準滴定溶液的物質的量濃度，mol/L；

V1——消耗EDTA標準滴定溶液的體積，mL；

V0——做空白試驗時消耗EDTA標準滴定溶液的體積，mL；

G——試樣質量，g；

40.08——以Ca2+為基本單元的物質的量質量，g/moL。

2.3EDTA絡合滴定法測定鎂離子

2.3.1原理

在堿性緩沖溶液中，指示劑與鈣離子和鎂離子生成可溶的酒紅色絡合物，當用EDTA滴定時，EDTA的陰離子從鈣、鎂指示劑絡合物中奪取鎂離子與自身結合成無色的絡合物，終點時溶液呈現指示劑本身在堿性介質中的天青色。當溶液中有鎂離子和鈣離子存在時，其反應方程式為：

CaIn-+ H2Y2-= CaY2-+ HIn2-+ H+

MgIn-+ H2Y2-= MgY2-+ HIn2-+ H+

從上述反應方程式可以看出，只要減去滴定鈣時消耗的EDTA標準滴定溶液的體積及空白值，即可算出試樣中鎂離子的含量。

2.3.2試劑與溶液

EDTA標準溶液(0.015 00 mol/L)，鈣指示劑，氨-氯化銨溶液(pH=10)，氫氧化鈉溶液(2 mol/L)，鉻黑T指示劑(質量分數0.5%)。

2.3.3試樣中鎂離子的測定

稱取1.0～2.0 g(精確至±0.000 1 g)試樣置于250 mL燒杯中，加水溶解，定容至250 mL容量瓶中，稀釋至刻度，記為A液。移取10.00 mL A液于250 mL錐形瓶中，加30 mL水、10 mL氨-氯化銨溶液、5滴鉻黑T指示劑，搖勻，用EDTA標準溶液滴定至酒紅色變為天青色，同時做空白試驗。如被測試樣中不含鈣離子，則EDTA消耗量即為被測試樣中鎂離子的含量；如果試樣中含鈣離子，則需進行鈣離子的測定，由差減法求鎂離子的含量。試樣中鎂離子質量分數按式(3)計算：

(3)

式中：c——EDTA標準滴定溶液的物質的量濃度，mol/L；

V1——滴定鈣離子時消耗EDTA標準滴定溶液的體積，mL；

V2——滴定鈣離子和鎂離子總量時消耗EDTA標準滴定溶液的體積，mL；

V0——做空白試驗時消耗EDTA標準滴定溶液的體積，mL；

G——試樣質量，g；

24.31——以Mg2+為基本單元的物質的量質量，g/mol。

3　結語

通過反復試驗摸索，得出了適合測定農用硫酸鉀中鈣離子、鎂離子和硫酸根離子含量的測定方法，以期為農用硫酸鉀中這些離子含量的測定提供理論依據與數據基礎。

Determination Method of Content of Calcium Ion, Magnesium Ion and Sulfate Ion in Agricultural Potassium Sulfate

GUO Feng

(SDIC Xinjiang Luobupo Hoevellite Co., Ltd.Xinjiang Hami839000)

The agricultural potassium sulfate is a common high quality potash fertilizer, which quality is related to the safety of national agricultural production. Through repeated trial and error, the determination method suitable for detecting calcium ion, magnesium ion and sulfate ion content in agricultural potassium sulfate is obtained, which can provide theoretical basis and data foundation for determination of content of these ions in agricultural potassium sulfate.

agricultural potassium sulfatesulfate ioncalcium ionmagnesium ion

郭峰(1983—)，助理工程師，主要從事質量檢驗管理；guofeng19830116@163.com。

TQ443.2

A

1006- 7779(2016)04- 0082- 03

[1]范賓，張求真，王寅，等.關于《復混肥料中鈣、鎂、硫含量的測定》的國家標準[J].磷肥與復肥，2003(3)：44- 46.

[2]魏鐘晴，馬培華，徐剛，等. 水合堿式硫酸鎂晶須的物理化學性能表征[J].鹽湖研究，1998(2)：1- 10.

2016- 06- 18)