復(fù)合肥料中銨態(tài)氮含量測(cè)定方法的改進(jìn)

恢復(fù)的氮是作物所需的養(yǎng)分之一。它主要以銨、硝、酰胺、氰胺和有機(jī)質(zhì)的形式被作物吸收。不同的作物對(duì)氮的需求不同，不同形式的氮的聯(lián)合使用可以更好地控制植物。目前對(duì)于復(fù)合肥中多種形態(tài)氮共存測(cè)定銨態(tài)氮,需要根據(jù)復(fù)合肥中銨態(tài)氮的存在形態(tài)綜合利用多種方法間接測(cè)定,測(cè)定流程比較復(fù)雜,應(yīng)用上存在很大的局限性,在未知復(fù)合肥中氮存在形態(tài)時(shí),對(duì)測(cè)定結(jié)果有很大的影響。因此,對(duì)于復(fù)合肥中多種形態(tài)氮共存,尤其是銨態(tài)氮和酰胺態(tài)氮共存時(shí),目前還沒(méi)有一種能夠直接測(cè)定復(fù)合肥中銨態(tài)氮的裝置和方法。本工作研究了在多種形態(tài)氮共存時(shí)采用冷空氣蒸餾酸滴定法直接對(duì)復(fù)合肥中銨態(tài)氮進(jìn)行測(cè)定,能滿足進(jìn)口復(fù)合肥中銨態(tài)氮含量測(cè)定的需要。1u3000私家車集成膜裝置在弱堿性條件下,復(fù)合肥中銨鹽與堿反應(yīng)生成氨,生成的氨被壓縮空氣帶至硼酸吸收液,通過(guò)測(cè)定吸收液中吸收的氨計(jì)算出復(fù)合肥中銨態(tài)氮的含量。冷空氣蒸餾裝置由壓縮空氣、洗氣系統(tǒng)、蒸餾系統(tǒng)和吸收系統(tǒng)組成,裝置圖見(jiàn)圖1。洗氣系統(tǒng)由兩個(gè)串聯(lián)的1500mL洗氣瓶組成,第一個(gè)洗氣瓶中加入硫酸(1+20)溶液200mL,第二個(gè)洗氣瓶中加入30g·L-1氫氧化鈉溶液200mL;蒸餾系統(tǒng)由一個(gè)1L蒸餾瓶組成;吸收系統(tǒng)由三只串聯(lián)的250mL吸收瓶組成。全部系統(tǒng)(包括洗氣瓶和蒸餾瓶?jī)?nèi)的進(jìn)氣管與洗氣噴頭)均由硅膠管相聯(lián)。2試驗(yàn)部分2.1u3000定容液溴甲酚綠指示劑:稱取0.10g溴甲酚綠溶于100mL乙醇中。甲基紅指示劑:稱取0.10g甲基紅溶于100mL乙醇中。鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液:按GB/T601-2002配成0.5mol·L-1并標(biāo)定;移取0.5mol·L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液100mL,用無(wú)二氧化碳蒸餾水定容至1L,配成0.05mol·L-1溶液。硼酸溶液:稱取硼酸100g溶于10L蒸餾水中,加入溴甲酚綠指示劑100mL和甲基紅指示劑70mL,滴加30g·L-1氫氧化鈉溶液使溶液出現(xiàn)明顯灰綠色,此溶液使用前用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至暗紅色。2.2土壤中銨態(tài)氮的滴定分別向吸收系統(tǒng)的三只吸收瓶中加入硼酸溶液50mL,稱取一定量的試樣于蒸餾瓶中,加550g·L-1碳酸鉀溶液60mL,用少量水沖洗瓶壁,溶液體積以不超過(guò)110mL為宜。開(kāi)啟壓縮空氣,控制蒸餾系統(tǒng)的空氣流量為3L·min-1,蒸餾8h。用0.05mol·L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定吸收系統(tǒng)的吸收液至暗紅色。將滴定后的吸收系統(tǒng)重新安裝后繼續(xù)蒸餾1h進(jìn)行蒸餾終點(diǎn)檢查,以滴定所消耗0.05mol·L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液不超過(guò)0.03mL為蒸餾終點(diǎn),否則繼續(xù)蒸餾并累計(jì)所消耗0.05mol·L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積。同時(shí)做空白試驗(yàn)。按公式(1)計(jì)算試樣中銨態(tài)氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(%):w=(V?V0)×c×0.01401m×100%(1)w=(V-V0)×c×0.01401m×100%(1)式中:V、V0分別為試樣、空白消耗0.05mol·L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的總體積,mL;c為0.05mol·L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的實(shí)際濃度,mol·L-1;0.01401為與1.000mol·L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液1.00mL相當(dāng)?shù)囊钥吮硎镜牡馁|(zhì)量;m為試樣的質(zhì)量,g。3結(jié)果與討論3.1試驗(yàn)條件的選擇3.1.1碳酸鉀溶液加入量對(duì)餾出速度的影響按試驗(yàn)方法稱取0.1398g磷酸二氫銨4份,分別加入550g·L-1碳酸鉀溶液20,40,60,80mL。在蒸餾系統(tǒng)的空氣流量3L·min-1下,測(cè)量氨的餾出速度,見(jiàn)圖2。結(jié)果表明:銨態(tài)氮的餾出速度隨著碳酸鉀溶液加入量增加而加快,當(dāng)碳酸鉀溶液加入量達(dá)到60mL時(shí),銨態(tài)氮餾出速度已達(dá)到最佳。試驗(yàn)選擇加入550g·L-1碳酸鉀溶液60mL。3.1.2銨態(tài)氮含量對(duì)蒸餾過(guò)程的影響加入不同量的磷酸二氫銨(GBW06502,wN=12.08%),考察了不同蒸餾時(shí)間對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響,結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知:當(dāng)銨態(tài)氮含量少于25mg時(shí),蒸餾完全的時(shí)間大約需要8h;當(dāng)銨態(tài)氮含量大于25mg時(shí),要達(dá)到蒸餾終點(diǎn)需要更長(zhǎng)的蒸餾時(shí)間。由磷酸二氫銨加入量和表1推算,當(dāng)連續(xù)蒸餾1h的氨餾出量所增加消耗的0.05mol·L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積不超過(guò)0.03mL時(shí),可認(rèn)為到達(dá)蒸餾終點(diǎn)。在根據(jù)上述方法判定蒸餾終點(diǎn)后,將蒸餾殘液用強(qiáng)堿熱蒸餾滴定法測(cè)定其氮含量,未發(fā)現(xiàn)其中有氮?dú)埩簟?.1.3空氣流量對(duì)洗推動(dòng)液出速率的影響按試驗(yàn)方法稱取磷酸二氫銨0.1398g,蒸餾時(shí)間為8h,測(cè)定蒸餾系統(tǒng)的空氣流量對(duì)氮的蒸餾結(jié)果的影響。結(jié)果表明:當(dāng)空氣流量為2L·min-1時(shí),氮的餾出速率明顯低于空氣流量為3L·min-1時(shí)氮的餾出速率;當(dāng)空氣流量為3L·min-1時(shí),洗氣瓶?jī)?nèi)的空氣流量已達(dá)到9L·min-1,再增加空氣流量,洗氣瓶中的過(guò)濾液有被氣流帶出的可能,而且空氣流量的增加會(huì)使洗氣瓶與蒸餾瓶?jī)?nèi)的壓力升高,造成安全隱患。試驗(yàn)選擇空氣流量為3L·min-1。3.1.4標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液及加標(biāo)回收率按試驗(yàn)方法稱取磷酸二氫銨0.1398g,蒸餾時(shí)間為8h,空氣流量為3L·min-1,測(cè)定每級(jí)吸收消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積和氮餾出百分比,結(jié)果表明:一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)吸收消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積依次為12.65,7.58,1.40mL,共計(jì)21.63mL;氮餾出百分比依次為58.13%,34.89%,6.47%,共計(jì)99.49%。如果使用一只吸收瓶作為吸收系統(tǒng),即進(jìn)行單級(jí)吸收條件下的磷酸二氫銨回收試驗(yàn)時(shí),回收率在50%左右。回收率低是因?yàn)檎麴s產(chǎn)生的氨以空氣為載體在管路中被傳送,在與吸收液的短暫接觸中有部分氨未被吸收而直接逸出。傳統(tǒng)的熱蒸餾中,氨的載體是水蒸氣,當(dāng)反應(yīng)生成的氨到達(dá)吸收液時(shí),它實(shí)際上已經(jīng)部分被水吸收,再經(jīng)過(guò)吸收液實(shí)現(xiàn)完全吸收。因此,試驗(yàn)將吸收系統(tǒng)設(shè)計(jì)為由三只串聯(lián)的吸收瓶組成,即三級(jí)吸收。3.2各種多形態(tài)氮復(fù)墾的銨態(tài)氮含量檢測(cè)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)磷酸二氫銨(GBW06502,wN=12.08%,2σ為0.07%)、尿素(GBW06501,wN=46.30%,2σ為0.20%)和硝酸鉀(高純?cè)噭?純度為99.99%,wN=13.85%)按表2配制一種多形態(tài)氮復(fù)合肥。稱取1～3號(hào)樣多形態(tài)氮復(fù)合肥各0.2000g,按試驗(yàn)方法進(jìn)行銨態(tài)氮的測(cè)定,平行測(cè)定5次。測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知:按照試驗(yàn)方法測(cè)定多形態(tài)氮復(fù)合肥,平行測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.12%～0.55%之間,測(cè)定結(jié)果的