酸性沉淀法測定腐殖酸尿素中縮二脲含量的研究

段毅平

(山西省工業標準化研究院，山西 太原 030032)

腐植酸尿素是尿液進造粒塔之前腐殖酸溶液通過計量泵匯入到尿液中經熔融泵噴灑造粒而成。腐植酸尿素不僅具有普通尿素的肥效，還能促進土壤團粒結構的形成，改善土壤肥力，減緩氮的揮發與損失，與普通尿素相比，氮的利用率一般可提高5%～23%[1-4]。

由于腐殖酸尿素溶解后為黑褐色液體，傳統尿素中縮二脲測定方法不適用。HG/T 5045-2016《含腐植酸尿素》[5]中縮二脲的檢測引用的是GB/T22924《復混肥料(復合肥料)中縮二脲含量的測定》[6]方法，其中包含兩種檢測方法，一種為高效液相色譜法，另一種為用乙醇作溶劑超聲波提取縮二脲，然后用分光光度法測定。高效液相色譜法，儀器昂貴，運行成本高，檢測時流動相中含有的揮發性有機溶劑會產生有害氣體。乙醇提取法，可能會把其中的棕腐殖酸提取出來，使溶液帶顏色，雖然可以用雙氧水氧化蒸干，但實驗過程復雜冗長。本方法利用腐殖酸是一種親水的可逆膠體、用稀鹽酸或稀硫酸調整其溶液的pH值可以析出絮狀沉淀這一特性，使其從尿素溶液中分離出來，然后對腐殖酸尿素中縮二脲含量進行測定，取得了滿意的結果。

1 實驗部分

1.1 實驗原理

腐植酸在酸性條件下產生絮凝作用，經過濾分離后，用分光光度法在波長550 nm處測定其吸光度，根據吸光度大小計算出縮二脲含量。

1.2 化學試劑及溶液

1) 硫酸溶液：c(H2SO4)=1 mol/L；

2) 50 g/L酒石酸鉀鈉堿性溶液：稱取50.0 g酒石酸鉀鈉和40.0g氫氧化鈉溶于水中，稀釋至1 L,搖勻。

3) 15 g/L硫酸銅溶液：稱取15 g硫酸銅(CuSO4·5H2O)，溶于少量水中，稀釋至1 000 mL，如果溶液渾濁，滴加2滴硫酸；

4) 縮二脲標準溶液：2.00 g/L。

1.3 儀器

ME104E電子天平；T9CS雙光束紫外可見分光光度計；12.5 mm中速定性濾紙；一般實驗室常用玻璃儀器。

1.4 實驗步驟

1.4.1 縮二脲標準工作曲線

按表1所示體積，分別吸取縮二脲標準溶液加入到7個100 mL的容量瓶中。

表1 縮二脲標準溶液加入體積及對應的質量

用少量水稀釋體積至約40 mL左右，然后依次加入20.00 mL酒石酸鉀鈉堿性溶液和20.00 mL硫酸銅溶液，搖勻，稀釋至刻度，浸入25 ℃～30 ℃水浴中保溫20 min，使其顯色完全。然后在波長為550 nm處測定其吸光度。

以縮二脲的質量為縱坐標，相應的吸光度為橫坐標繪制標準工作曲線。標準工作曲線見第39頁圖1。

1.4.2 樣品的測定

根據縮二脲含量，稱量4 g～5 g樣品(準確到0.000 2 g)至100 mL小燒杯中，然后加入20 mL熱水，搖動，使尿素溶解，滴加硫酸溶液,調節pH值在1～2，冷卻至室溫后，用中速濾紙過濾，濾液收集于100 mL容量瓶中，并用水少量多次洗滌濾紙(濾液體積控制在50 mL之內)，其余操作步驟同1.4.1標準曲線。同時做空白實驗。

圖1 標準工作曲線

1.5 結果計算

縮二脲的質量分數(%)按式(1)計算。

(1)

式中：m1為試料中測得的縮二脲的質量，mg；m2為空白實驗測得的縮二脲的質量，mg；m為試樣的質量，g。

2 結果及討論

2.1 樣品處理

1) 活性炭脫色。試樣經溶解定容以后，加入一定量的活性炭(細度200 μm)，振搖5 min，干過濾，濾液用于測定縮二脲。經多次實驗，脫色效果和測定效果均不理想。

2) 采用GB/T22924《復混肥料(復合肥料)中縮二脲含量的測定》中的第二種方法，試樣用無水乙醇作溶劑超聲波超聲提取10 min后，用快速濾紙過濾，無水乙醇洗滌5次～8次，因濾液呈黃色，又加入2 mL雙氧水在水浴上蒸干去色，再用水溶解殘渣，用慢速濾紙過濾，濾液用來測定縮二脲含量。測定結果見表2。

3) 采用酸性沉淀法，加酸使腐殖酸產生凝聚作用，過濾分離后測定。腐殖酸是一種親水的可逆膠體，它的一價堿金屬鹽在低濃度時是液態溶液，在高濃度時是一種膠體溶液。當在這些溶液內加入酸類或高濃度的鹽類溶液時，就可使腐殖酸產生凝聚(絮凝)作用[7]。根據腐殖酸這一特性，本實驗在試樣溶解后，加入1 mol/L的H2SO4溶液調整試樣溶液的pH值至1～2，用中速濾紙過濾，濾液用來測定縮二脲含量，測定結果見表2。

2.2 準確度實驗

稱取5組試料，每一組稱樣量完全相同，其中一份加入20.00 μg標準樣品，加標實驗對比結果見表3。

表3 加標實驗結果

2.3 實驗過程應注意的問題

腐殖酸是一種親水的可逆膠體，在過濾洗滌絮狀腐殖酸沉淀時，隨著中性點的接近，會產生膠溶現象，因此為保持洗滌過程的酸性條件，最好用帶一定酸度的水洗滌沉淀。

3 結論

通過GB/T22924法和酸性沉淀法兩種方法測定結果的對比，表明兩種方法在測定結果上沒有明顯差異，但酸性沉淀法測定過程操作簡單快速，所用試劑種類數量少，工作效率大大提高，優勢明顯。