尿素總氮含量測定方法的改進

河南廣電計量檢測有限公司 張北 劉新 夏瑩瑩

一、現有標準方法測定尿素總氮含量的不足

（一）《尿素的測定方法 第一部分總氮含量的測定》GB/T 2441.1-2008

1.標準規定。稱取0.5 g 樣品于蒸餾瓶中，加入15 mL 硫酸、0.2 g 五水硫酸銅，插入梨形漏斗，緩慢加熱，然后提高溫度，直至冒白煙取下冷卻，然后自建蒸餾裝置，硫酸吸收。

2.不足之處。尿素作為酰胺態氮，在溫度足夠的條件下，只加入硫酸即可轉換成銨態氮，沒有必要引入額外試劑（五水硫酸銅）。加入硫酸量太大，浪費試劑，蒸餾反應劇烈，危險性高；升溫條件不明確，可能使試驗重復性不好；自建蒸餾裝置操作煩瑣，易漏氣，使測試結果準確度偏低。

（二）《進出口化肥檢驗方法自動分析儀測定氮含量》SN/T 0736.11-2002

較GB/T 2441.1-2008 的方法，SN/T 0736.11-2002的改進就是不再引入五水硫酸銅，且硫酸用量改為8.0mL 的1+1 硫酸，反應過程平緩。同時，利用自動分析儀，可將蒸餾、滴定、結果顯示合為一體，自動迅速完成。但方法中缺少消解溫度的詳細描述和蒸餾條件的設置，容易使結果的重現性偏低。

二、方法改進

筆者通過仔細研讀以上標準，結合尿素本身屬性（二氧化碳和氨合成）和試驗中用到的可程序升溫的石墨消解儀以及全自動凱氏定氮儀自身特點，特制定以下試驗方案，可供條件相同的試驗室作為參考。

（一）試驗原理

在酸性條件下，加熱使試樣中酰胺態氮轉化為氨態氮，加入過量的堿溶液蒸餾并吸收在過量的硼酸溶液中，在指示液存在下，用鹽酸標準溶液滴定，由消耗的鹽酸用量來計算氨含量，從而計算氮含量。

（二）試驗過程

1.稱取樣品0.5 g（精確至0.0002 g）（保持與國標稱樣量一致，以減少試驗誤差；樣品最好手工研磨過篩，一是保證樣品的均勻性，二是防止研磨過程過熱使尿素水解）于100 mL 的容量瓶中，定容至100 mL。

2.準確分取10.0 mL 于250mL 的消化管中，加入濃硫酸10 mL（因為消解樣品為液體樣品10 mL，加入10 mL 濃硫酸相當于1+1 硫酸，可有效減緩反應程度）。將消化管置于石墨爐上，選取程序升溫模式（見表1），待時間結束取下冷卻，于全自動凱氏定氮儀上蒸餾滴定。

表1 改進后的試驗條件

（三）試驗過程解析

1.將樣品溶解后分取消解，可減少消化過程的反應程度，以減少此階段的誤差。同時，分取蒸餾也減緩了酸堿反應的程度和氨氣的釋放速度，增加了試驗的準確度，從而有效地避免了大量氨氣產生、硼酸來不及吸收或冷卻效果不好造成的試驗結果偏低的情況。

2.降低滴定酸濃度。由原來規定的0.5 mol/L 的滴定酸，變成0.05 mol/L，改變了單滴酸對顏色變化的響應，使滴定終點更易于掌控，提高了數據的重現性。

3.由自建蒸餾裝置改用全自動凱氏定氮儀，減少了試驗的煩瑣程度，同時降低了人為的滴定誤差。

（四）試驗結果

通過用上述改進方法對尿素化學純試劑的氮含量進行60 次平行分析，結果（見表2）。

表2 尿素中氮含量分析結果統計 單位：%

1.準確度表現。尿素氮含量的理論值為46.67%，實測平均值為46.53%，相對誤差為0.3%。

2.精密度表現。總體標準偏差（數據分散度）為0.26%，標準偏差為0.26%。

三、試驗結論

（一）數據結果

在準確度方面，相對誤差為0.3%；在精密度方面，標準偏差為0.26%，提高了數據的準確度和精密度。

（二）試劑消耗方面

避免了硫酸銅的使用，減少了硫酸的加入量，間接地減少了氫氧化鈉的加入量，試劑消耗大大減少，有利于提高環保效益。

（三）試驗效率

利用石墨消解儀和全自動凱氏定氮儀，減少了手動搭建蒸餾設施的時間，提高了試驗效率，同時避免了試驗過程中因酸堿劇烈反應造成的危害。