重量法測定有機-無機復混肥中總氮含量

李江霞

摘 要：通過研究重量法測試總氮含量，對需要消化處理的有機-無機復混肥進行檢測，得到精密度為1.21%～1.46%，回收率為96.42%～103.41%，并采用[t]檢驗對蒸餾法和蒸餾法進行比較。結果表明，兩種方法的檢測結果無顯著差異。

關鍵詞：四苯硼酸銨;總氮;四苯硼酸鉀;氧化鉀;重量法;有機-無機復混肥

中圖分類號：TQ444文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）07-0145-03

Abstract： Through the study of the weight method to test the total nitrogen content， the organic-inorganic compound fertilizer which needs to be digested was detected， the precision was 1.21%～1.46%， the recovery was 96.42%～103.41%， and the distillation method and distillation method were compared by t-test. The results show that there is no significant difference between the two methods.

Keywords： ammonium tetraphenylborate;total nitrogen;potassium tetraphenylborate;potassium oxide;weight method;organic-inorganic compound fertilizer

有機-無機復混肥是既含有機質又含適量化肥的新型肥料，是一種對化肥做改良、對有機肥做提升的肥料。其肥力接近化肥，又限制了化肥的流失，具有有機肥給土壤和作物補充有機質的作用，又具有比有機肥更高的肥力，可以取代化肥作為基肥和追肥。

鉀和氮是有機-無機復混肥的重要成分，其含量高低直接影響施肥效果。總氮含量測定采用蒸餾返滴定法測定，見《有機-無機復混肥料的測定方法 第1部分：總氮含量》（GB/T 17767.1—2008）[1]，總鉀根據含量大于2%采取重量法測定，見《有機-無機復混肥料的測定方法 第3部分：總鉀含量》（GB/T 17767.3—2010）[2]。樣品都要經過消化使氮和鉀分別以硫酸銨和硫酸鉀形式溶解。根據四苯硼酸鉀和四苯硼酸銨都具有難溶性的特點，本文對采用重量法測定總氮含量進行研究，從而確定了總氮和總鉀同時測定的可行性方法。

1 方法原理

總鉀是樣品經硫酸-過氧化氫消化處理后，通過加入過量的氫氧化鈉，再煮沸15 min，將銨除去，在弱堿性介質中，以四苯硼鈉沉淀試樣溶液中的鉀離子，生成四苯硼酸鉀白色微細沉淀，將沉淀過濾、干燥及稱量，得四苯硼鉀含量。

總氮是樣品經硫酸-過氧化氫消化處理后，在弱堿性條件下，以四苯硼鈉沉淀鉀和銨總離子，生成四苯硼鉀和四苯硼酸銨總沉淀，將沉淀過濾、干燥及稱量，得總沉淀質量量。用總沉淀質量減去四苯硼酸鉀質量得到四苯硼酸銨質量。

為防止陽離子干擾，預先加入適量的乙二胺四乙酸二鈉鹽（EDTA），使陽離子與EDTA絡合。

2 實驗部分

2.1 主要試劑與儀器

主要試劑：實驗室用水標準三級水、硫酸（AR）、過氧化氫（AR）、15 g/L四苯硼酸鈉溶液[按照《準溶液的配置方法》（HG/T 2843—1997）配置]、1.5 g/L四苯硼酸鈉溶液[按照《準溶液的配置方法》（HG/T 2843—1997）配置]、400 g/L氫氧化鈉溶液、40 g/L EDTA溶液[按照《化肥產品 化學分析常用標準滴定溶液、標準溶液、試劑溶液和指示劑溶液》（HG/T 2843—1997配置）]、5 g/L酚酞指示劑。

主要儀器：電子分析天平0.1 mg、電熱恒溫干燥箱、玻璃坩堝式濾器（4號，30 mL）。

2.2 實驗步驟

2.2.1 試樣溶液的制備。按照《有機-無機復混肥料的測定方法 第3部分：總鉀含量》（GB/T 17767.3—2010）5.2部分的硫酸-過氧化氫消煮法，將消煮液轉移至250 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，干過濾，棄去最初50 mL濾液，得到濾液。

2.2.2 氧化鉀測定。準確吸取濾液25 mL于200 mL燒杯中，加入EDTA溶液20 mL，加2滴酚酞指示劑，用400 g/L氫氧化鈉溶液中和至紅色出現，再過量1 mL，在通風櫥緩慢加熱煮沸15 min，放冷，如紅色消失，再補加氫氧化鈉溶液至紅色。

在不斷攪拌下逐滴加入15 g/L四苯硼酸鈉沉淀劑，加入量為每1 mg氧化鉀加四苯硼酸鈉溶液0.5 mL，并過量約0.3倍，繼續攪拌1 min，靜置15 min，用傾濾法將沉淀過濾于120 ℃預先恒重的4號玻璃坩堝式濾器中，用1.5 g/L四苯硼酸鈉溶液洗滌沉淀5～7次，每次用量5 mL，最后用水洗滌2次，每次用量5 mL。120 ℃±5 ℃干燥1.5 h，取出置干燥器內冷卻至室溫稱量。

樣品測定同時測空白。

2.2.3 總氮測定。準確吸取濾液25 mL于200 mL燒杯中，加入EDTA溶液20 mL，加2滴酚酞指示劑，用400 g/L氫氧化鈉溶液中和至紅色出現。

在不斷攪拌下逐滴加入15 g/L四苯硼酸鈉沉淀劑，加入量為每1 mg氮加四苯硼酸鈉溶液1.6 mL和每1 mg氧化鉀加四苯硼酸鈉溶液0.5 mL總量，并過量約0.3倍，繼續攪拌1 min，靜置15 min，以下操作同氧化鉀測定。

2.3 分析結果計算

3 結果與討論

3.1 沉淀劑的使用量

根據沉淀反應原理，要加入過量沉淀劑才能保證待測物沉淀完全，又不能過量太多，會引起鹽效應、配位效應等，使沉淀溶解度增大，檢測結果偏低。三份硫酸銨樣品分別滴加過量0%、30%、50%、70%和100%的沉淀劑四苯硼酸鈉，對干燥后的四苯硼酸銨的質量進行比較，得出沉淀劑過量30%，即可滿足完全沉淀要求。四苯硼鈉加入量如圖1所示。

3.2 干燥溫度

查閱《化驗員讀本》[3]可知，堿金屬四苯硼酸鹽的熱穩定性較好，四苯硼酸銨超過130 ℃開始升華，為找到既能快速干燥恒重，又不引起升華損失的干燥溫度，采用同一樣品分別在105、110、120 ℃進行干燥恒重，得出110 ℃下1.5 h、120 ℃下1 h即可干燥恒重。為了能同時測定氮和鉀，選用120 ℃、1.5 h干燥。結果見圖2。

3.3 沉淀反應酸堿度

有機-無機復混肥要經過硫酸消化，最后得到的濾液呈酸性，經過多次不調節pH值直接測定，發現形成的不溶物呈泡沫狀上浮在液面上，不易下沉，測試結果均偏低。查閱《化驗員讀本》[3]可知，四苯硼酸鈉溶液在弱堿性條件（pH為8左右）穩定，通過加酚酞指示劑，氫氧化鈉溶液調節至紅色，再滴加沉淀劑，形成的沉淀會快速下降，檢測結果滿意。

3.4 其他陽離子的影響

四苯硼酸根還能與銣、銫、鋅、錳等陽離子發生反應[4]，影響檢測結果的準確性。通過檢測可知，化肥中一般不含有銣、銫等堿金屬離子，對檢測結果的影響不大。本實驗直接采取重量法測鉀的處理方法，通過添加EDTA溶液來掩蔽其他陽離子。

3.5 方法的準確度和精密度

分別取3份不同含量的有機無機復混肥樣品，采用平行測試得出相對標準差范圍在1.21%～1.46%。精密度試驗如表1所示。

3.6 方法的準確度

分別取3份不同含量的有機-無機復混肥樣品，通過添加分析純硫酸銨（1，2，3，4），按照試驗步驟進行檢測，得到回收率為96.42%～103.41%;取2份分析純硫酸銨和硫酸鉀的混合樣品（5，6），不經消化直接檢測，得到回收率為99.39%～100.99%。回收率試驗結果如表2所示。

3.7 樣品分析

對三份樣品分別采用蒸餾法和重量法測定，然后按照[F]檢驗和[t]檢驗，在95%的可信度下進行判定，兩個結果均無顯著差異，具體見表3。

4 結論

通過研究發現，利用重量法測總氮可行，總鉀和總氮可以同時測定。要求只能采取硫酸和過氧化氫來消化，過量的氫氧化鈉和長時間的煮沸使氮以氨的形式揮發，保證了總鉀測定的準確性;弱堿性條件使總鉀和總氮的沉淀顆粒粗大易于沉淀過濾。重量法較蒸餾法快速簡便，誤差可控，是對需要消化處理的有機無機復混肥的檢測總氮測定的補充方法。

參考文獻：

[1]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.有機-無機復混肥料的測定方法 第1部分：總氮含量：GB/T 17767.1—2008[S].北京：中國標準出版社，2008.

[2]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.有機-無機復混肥料的測定方法 第3部分：總鉀含量：GB/T 17767.3—2010[S]. 北京：中國標準出版社，2010.

[3]劉珍.化驗員讀本[M].4版.北京：化學工業出版社，2015.

[4]曾兆民.介紹一種應用在分析化學中的有機試劑：四苯硼酸鹽[J].化學通報，1961（6）：25-30.