土壤全氮测定

土壤全氮测定测定全氮的方法有多种，但普遍采用的是硒粉一硫酸铜一硫酸钾一硫酸消煮法，又称开氏法。主要是用硫酸钾、硫酸铜和硒粉作催化剂，加入浓硫酸。在高温处理下将土壤中有机含氮化合物转变成nh4+。当难提取性固定态铵的含量较高时，开氏法的测定值偏低，在这种情况下需要HF-HCL法破坏黏土矿物，从而较准确的测出含固定态铵的全氮。一般的开氏法测定的土壤全氮也不包括NO2--N和NO3--N。如果分析NO3--N含量高的土壤，必须测定包括NO2--N和NO3--N的全氮，在方法中就必须加入将NO2--N和NO3--N还原为NH4+步骤。还原方法有多种，常见的约有三种开氏修正法：水杨酸法、高锰酸钾一还原性铁法以及Zn-CrK（SO4）2法。其中常用的有水杨酸法、高锰酸钾一还原性铁法。这两种方法回收率较高。选择适当的开氏消煮法需要根据分析的需要和实验室的条件，选择内容包括硫酸或双氧水，大量法或半微量法，包括或不考虑NO2--N和NO3--N，以及用电极或蒸馏法滴定或自动测定等。因大量法目前使用很少，不做介绍。现在介绍常见的开氏消煮法。本方法测定的氮不包括NO2--N和NO3--N，因为NO3-在消煮过程中易挥发损失不会还原为NH4+。一般土壤中NO2--N和NO3--N含量不超过全氮量的1%，故可忽略不计。如果土壤中含有显著数量NO2--N和NO3--N时，则需要采用其他改进法测定。方法原理：土壤中的含氮化合物，利用浓硫酸及少量混合催化剂，在强热高温处理下分解，是氮素转化为nh4+［主要形成（nh4so4-）及（nh4）2so4］但原土壤中的no3--N并没有变成nh4+，其量极小。当加入氢氧化钠呈碱性，PH值超过10时，NH4+则全变成NH3而溢出，经蒸馏用硼酸液吸收，在用酸标准溶液滴定（漠甲酚绿和甲基红作混合指示剂，其终点为桃红色）由酸标准也得消耗量计算出氨量。包括硝态和亚硝态氮的全氮测定，在样品消煮前，需先用高锰酸钾将样品中的亚硝态氮氧化为硝态氮后，在用还原铁粉将全部硝态氮还原，转化为铵态氮。高温下硫酸是一种强氧化剂，能氧化有机化合物中的碳，生成CO2,从而分解有机质。2H2S%+C—2HO+2SO2T+CO2T（高温条件下）样品中的含氮有机化合物，如蛋白质在浓硫酸的作用下，水解成为氨基酸，氨基酸又在浓硫酸的脱氨作用下，还原成氨，氨再与硫酸结合成为硫酸铵留在溶液中。当土壤中的有机质分解完毕，碳质被氧化后，消煮则呈清澈的蓝绿色即“清亮，因此硫酸铜不仅起催化剂作用，也起指示作用。同时应该注意，使用开氏法，在溶液刚刚清亮后仍需消煮一段时间，即“后煮”。消煮液中硫酸铵加碱蒸馏，使氨逸出，用硼酸吸收，然后用标准酸液滴定。蒸馏过程的反应为：

(NH)SO+2NaOH—NaSO+2NH+2HOTOC\o"1-5"\h\z42 4 2 4 3 2NH+HO—NHOHNHOH+HBO—NH-HBO+HO4 33 423 2滴定过程的反应・ 2NH-HBO+HSO—(NH)SO+2HBO4 2 3 2 4 42 4 3 3仪器设备开氏瓶、半微量定氮蒸馏装置，半微量滴定管(5ml—10ml)。试剂配置（1） 混合催化剂硫酸钾（K2SO4）100g（化学纯），硫酸铜（CuSO4・5H2O）10g（化学纯），及硒（Se）1g（化学纯），混合研磨，通过80号筛充分混合（戴口罩），储于有塞瓶中。消煮时每毫升H2SO4加0.37g混合催化剂。（2） 浓硫酸［H2SO4，密度为1.84g/cm3，化学纯］。（3） 10ml/LNaOH溶液称取固体NaOH420g于硬质烧杯中，加入蒸馏水400mL溶解，不断搅拌，冷却后倒入塑料试剂瓶，加塞，放置几天待Na2CO3沉降后，将清液吸入盛有160mLCO2的水中，并以去CO2的蒸馏水定容1L加盖橡皮塞。（4） 甲基红-漠甲酚绿混合指示剂0.5g漠甲酚绿和0.1g甲基红溶于100mL乙醇中。（5）20g/L的硼酸（H3BO3）指示剂溶液20g硼酸（化学纯）溶于1L水中，每升硼酸溶液中加入甲基红-漠甲酚绿混合指示剂5mL，并用稀酸或者稀碱调节至微紫红色，PH=4.8,指示剂用前与硼酸混合（现配）。（6）0.02mol/L（1/2H2SO4）标准溶液量取硫酸（化学纯、无氮、p=1.84g/mL）2.83mL，加水稀释至5000mL，然后用标准碱或硼砂标定。(7)(8)(9)0.01mol/L（1/2H2SO4）标准溶液(7)(8)(9)高锰酸钾溶液25g高锰酸钾（分析纯）溶于500mL无离子水中，储于棕色瓶中。1：1硫酸（化学纯、无氮、p=1.84g/mL）取适量与等体积水混合。（10）辛醇适量实验步老实验步老1、称样称取过100目筛的风干土壤样品1.0000g（含氮约1mg左右），另不加土样分别做两个空白试验。2、消煮（不包括硝态氮和亚硝态氮的消煮）将土样放入干燥的开氏瓶（或者消煮管）底部，加约1ml去离子水湿润土样后，加入2g催化剂和5mL浓硫酸，摇匀，将开氏瓶倾斜置于300W的变温电炉上，用小火加热10—15min后，加强火力保持微沸，消煮温度以硫酸蒸汽在瓶颈上部1/3处冷凝为宜，待消煮液和土粒全部变灰白稍带绿色后在继续煮1h，消煮完毕，冷却，待蒸馏。包括硝态氮和亚硝态氮的消煮，将土样放入干燥的开氏瓶（或者消煮管）底部，加高锰酸钾溶液1mL，摇动开氏瓶，缓缓加入1：1硫酸2mL，放置5min，加入1滴辛醇，用长颈漏斗将0.5g还原铁粉送入瓶底，瓶口盖上小漏斗，转动开氏瓶。待剧烈反应停止时，置于电炉上加热保持微沸45min，停火，冷却后用长颈漏斗加催化剂2g和浓硫酸5mL，摇匀消煮，待变为黄绿色后在继续消煮1h，消煮完毕，冷却，待蒸馏。3、氨的蒸馅先检查蒸馏装置是否漏气，并用水的流出液清洗蒸馏装置管道，然后用约30mL无离子水将冷却后的消煮液定量的全部转入蒸馏器内，如采用半自动式自动定氮仪，可直接将消煮管放入定氮仪中蒸馏。加20g/L的硼酸-指示剂混合液5mL于150mL锥形瓶中，放入冷凝管末端，管口置于硼酸溶液液面以上3—4cm处，然后向蒸馏室缓缓加入10mol/L的NaOH溶液20mL，通入蒸汽蒸馏，待流出液约50mL时，蒸馏完毕。用少量PH=4.5的水洗剂冷凝管的末端。4、滴定 用0.01mol/L（1/2H2S04）或0.01mol/L的HCL标准溶液滴定至流出液由蓝绿色变为紫红色。记录所用酸标准溶液的体积，空白滴定一般不得超过0.4mL。结果计算：土壤全氮（N）量（g/kg）=（一-匕"c（12HS。4）'14.0、103x1000m式中：V为滴定试液时所用酸标准溶液的体积，mL；V0为滴定空白时所用酸标准的体积，mL；c为0.01mol/L（1/2H2SO4）或0.01mol/L的HCL标准溶液浓度，mol/L；14.0为氮原子的摩尔质量，g/mol；10-3为将毫升换算为升；m为烘干土样的质量，g。两次平行测定结果允许绝对误差:土壤含氮量大于1.0g/kg时，不得超过0.005%；含氮1.0〜0.6g/kg时，不得超过0.004%；含氮低于0.6g/kg时，不得超过0.003%。注意事项：（1） 一般应使样品中含氮量为1.0〜2.0mg，如果土壤含氮量在2g/kg以下，应称土样1g；含氮量在2.0〜4.0g/kg者，应称0.5〜1.0g；含氮量在4.4g/kg以上者应称0.5g。（2） 开氏法测定全氮样品必须磨细通过100孔筛，以使有机质能充分被氧化分解，对于黏质土壤样品，在消煮前需要加水湿润使土粒和有机质分散，以提高氮的测定效果，但对于砂质土壤样品，用水湿润与否并没有显著差别。（3） 硼酸的浓度和用量以能满足吸收NH3为宜，大致可按10