复合肥料中铵态氮含量测定方法的改进

复合肥料中铵态氮含量测定方法的改进

恢复的氮是作物所需的养分之一。它主要以铵、硝、酰胺、氰胺和有机质的形式被作物吸收。不同的作物对氮的需求不同，不同形式的氮的联合使用可以更好地控制植物。目前对于复合肥中多种形态氮共存测定铵态氮,需要根据复合肥中铵态氮的存在形态综合利用多种方法间接测定,测定流程比较复杂,应用上存在很大的局限性,在未知复合肥中氮存在形态时,对测定结果有很大的影响。因此,对于复合肥中多种形态氮共存,尤其是铵态氮和酰胺态氮共存时,目前还没有一种能够直接测定复合肥中铵态氮的装置和方法。本工作研究了在多种形态氮共存时采用冷空气蒸馏酸滴定法直接对复合肥中铵态氮进行测定,能满足进口复合肥中铵态氮含量测定的需要。1u3000私家车集成膜装置在弱碱性条件下,复合肥中铵盐与碱反应生成氨,生成的氨被压缩空气带至硼酸吸收液,通过测定吸收液中吸收的氨计算出复合肥中铵态氮的含量。冷空气蒸馏装置由压缩空气、洗气系统、蒸馏系统和吸收系统组成,装置图见图1。洗气系统由两个串联的1500mL洗气瓶组成,第一个洗气瓶中加入硫酸(1+20)溶液200mL,第二个洗气瓶中加入30g·L-1氢氧化钠溶液200mL;蒸馏系统由一个1L蒸馏瓶组成;吸收系统由三只串联的250mL吸收瓶组成。全部系统(包括洗气瓶和蒸馏瓶内的进气管与洗气喷头)均由硅胶管相联。2试验部分2.1u3000定容液溴甲酚绿指示剂:称取0.10g溴甲酚绿溶于100mL乙醇中。甲基红指示剂:称取0.10g甲基红溶于100mL乙醇中。盐酸标准滴定溶液:按GB/T601-2002配成0.5mol·L-1并标定;移取0.5mol·L-1盐酸标准滴定溶液100mL,用无二氧化碳蒸馏水定容至1L,配成0.05mol·L-1溶液。硼酸溶液:称取硼酸100g溶于10L蒸馏水中,加入溴甲酚绿指示剂100mL和甲基红指示剂70mL,滴加30g·L-1氢氧化钠溶液使溶液出现明显灰绿色,此溶液使用前用盐酸标准滴定溶液滴定至暗红色。2.2土壤中铵态氮的滴定分别向吸收系统的三只吸收瓶中加入硼酸溶液50mL,称取一定量的试样于蒸馏瓶中,加550g·L-1碳酸钾溶液60mL,用少量水冲洗瓶壁,溶液体积以不超过110mL为宜。开启压缩空气,控制蒸馏系统的空气流量为3L·min-1,蒸馏8h。用0.05mol·L-1盐酸标准滴定溶液滴定吸收系统的吸收液至暗红色。将滴定后的吸收系统重新安装后继续蒸馏1h进行蒸馏终点检查,以滴定所消耗0.05mol·L-1盐酸标准滴定溶液不超过0.03mL为蒸馏终点,否则继续蒸馏并累计所消耗0.05mol·L-1盐酸标准滴定溶液的体积。同时做空白试验。按公式(1)计算试样中铵态氮的质量分数w(%):w=(V−V0)×c×0.01401m×100%(1)w=(V-V0)×c×0.01401m×100%(1)式中:V、V0分别为试样、空白消耗0.05mol·L-1盐酸标准滴定溶液的总体积,mL;c为0.05mol·L-1盐酸标准滴定溶液的实际浓度,mol·L-1;0.01401为与1.000mol·L-1盐酸标准滴定溶液1.00mL相当的以克表示的氮的质量;m为试样的质量,g。3结果与讨论3.1试验条件的选择3.1.1碳酸钾溶液加入量对馏出速度的影响按试验方法称取0.1398g磷酸二氢铵4份,分别加入550g·L-1碳酸钾溶液20,40,60,80mL。在蒸馏系统的空气流量3L·min-1下,测量氨的馏出速度,见图2。结果表明:铵态氮的馏出速度随着碳酸钾溶液加入量增加而加快,当碳酸钾溶液加入量达到60mL时,铵态氮馏出速度已达到最佳。试验选择加入550g·L-1碳酸钾溶液60mL。3.1.2铵态氮含量对蒸馏过程的影响加入不同量的磷酸二氢铵(GBW06502,wN=12.08%),考察了不同蒸馏时间对测定结果的影响,结果见表1。由表1可知:当铵态氮含量少于25mg时,蒸馏完全的时间大约需要8h;当铵态氮含量大于25mg时,要达到蒸馏终点需要更长的蒸馏时间。由磷酸二氢铵加入量和表1推算,当连续蒸馏1h的氨馏出量所增加消耗的0.05mol·L-1盐酸标准滴定溶液体积不超过0.03mL时,可认为到达蒸馏终点。在根据上述方法判定蒸馏终点后,将蒸馏残液用强碱热蒸馏滴定法测定其氮含量,未发现其中有氮残留。3.1.3空气流量对洗推动液出速率的影响按试验方法称取磷酸二氢铵0.1398g,蒸馏时间为8h,测定蒸馏系统的空气流量对氮的蒸馏结果的影响。结果表明:当空气流量为2L·min-1时,氮的馏出速率明显低于空气流量为3L·min-1时氮的馏出速率;当空气流量为3L·min-1时,洗气瓶内的空气流量已达到9L·min-1,再增加空气流量,洗气瓶中的过滤液有被气流带出的可能,而且空气流量的增加会使洗气瓶与蒸馏瓶内的压力升高,造成安全隐患。试验选择空气流量为3L·min-1。3.1.4标准滴定溶液及加标回收率按试验方法称取磷酸二氢铵0.1398g,蒸馏时间为8h,空气流量为3L·min-1,测定每级吸收消耗的盐酸标准滴定溶液体积和氮馏出百分比,结果表明:一级、二级、三级吸收消耗的盐酸标准滴定溶液体积依次为12.65,7.58,1.40mL,共计21.63mL;氮馏出百分比依次为58.13%,34.89%,6.47%,共计99.49%。如果使用一只吸收瓶作为吸收系统,即进行单级吸收条件下的磷酸二氢铵回收试验时,回收率在50%左右。回收率低是因为蒸馏产生的氨以空气为载体在管路中被传送,在与吸收液的短暂接触中有部分氨未被吸收而直接逸出。传统的热蒸馏中,氨的载体是水蒸气,当反应生成的氨到达吸收液时,它实际上已经部分被水吸收,再经过吸收液实现完全吸收。因此,试验将吸收系统设计为由三只串联的吸收瓶组成,即三级吸收。3.2各种多形态氮复垦的铵态氮含量检测用国家标准物质磷酸二氢铵(GBW06502,wN=12.08%,2σ为0.07%)、尿素(GBW06501,wN=46.30%,2σ为0.20%)和硝酸钾(高纯试剂,纯度为99.99%,wN=13.85%)按表2配制一种多形态氮复合肥。称取1～3号样多形态氮复合肥各0.2000g,按试验方法进行铵态氮的测定,平行测定5次。测定结果见表3。由表3可知:按照试验方法测定多形态氮复合肥,平行测定结果的相对标准偏差在0.12%～0.55%之间,测定结果的