凯氏法测定氮

方法提要

试样在硫酸钾、硫酸铜和硒的共存下，用硫酸煮解氧化，使试样中的氮转化为硫酸铵，再用氢氧化钠碱化后，加热蒸馏逸出氨，经硼酸溶液吸收，用盐酸标准溶液滴定并计算试样中氮的含量。

方法适用于水系沉积物及土壤中氮量的测定。

方法检出限(3s):0.002%。

测定范围:0.006%～0.4%。

仪器及装置

通用的凯氏定氮蒸馏装置。

凯氏烧瓶50mL。

锥形瓶150mL。

试剂

硫酸。

氢氧化钠溶液(400g/L)。

盐酸溶液c(HCl)=1mol/L量取84mLHCl，用水稀释至1000mL。

(1+1)王水75mLHCl和25mLHNO₃混合后，加入100mL水混匀。用时配制。

混合加速剂将硫酸钾(K₂SO₄)和硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)按(10+1)比例，在玻璃研钵中研磨混匀，装入宽口玻璃瓶中。

硒溶液ρ(Se)=10.0g/L称取5.0g优级纯硒粉置于250mL烧杯中，加入10mL(1+1)王水溶解后，用水稀释至500mL，摇匀。装入磨口玻璃瓶中备用。

硼酸溶液称取20g硼酸溶解在1000mL水中。

甲基红-溴甲酚绿混合指示剂称取0.1g甲基红和0.5g溴甲酚绿，溶解在100mL乙醇中，移入玻璃瓶中备用。变色范围:pH4.4(红色)～pH5.4(蓝色)。

含有甲基红、溴甲酚绿指示剂的硼酸混合溶液取100mL硼酸溶液，加入2mL甲基红-溴甲酚绿混合指示剂，用氢氧化钠溶液及盐酸溶液调节溶液呈紫红色，此时该溶液的pH为4.5。

硼砂标准溶液c(1/2Na₂B₄O₇)=0.0200mol/L称取1.9068g硼砂(Na₂B₄O₇·10H₂O)置于250mL烧杯中，加100mL水，溶解后移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

盐酸标准溶液吸取20mL1mol/LHCl溶液置于1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

标定分取20.00mL硼砂标准溶液置于150mL锥形烧杯中，加1滴甲基红-溴甲酚绿混合指示剂，用盐酸标准溶液进行滴定，溶液由蓝色变为紫红色为终点。同时分取20.0mL水作空白试验。按下式计算盐酸标准溶液浓度:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:c为盐酸标准溶液的浓度，mol/L;0.0200为硼砂标准溶液的浓度数值，单位用了mol/L;V₁为硼砂标准溶液的体积，mL;V₂为滴定消耗盐酸标准溶液的体积，mL;V₀为滴定空白试验溶液消耗盐酸标准溶液的体积，mL。

分析步骤

试样的煮解。称取0.1～1.0g(精确至0.0001g)试样(粒径小于0.075mm，经室温干燥后，装入磨口小玻璃瓶中备用)置于50mL凯氏烧瓶中，加入2g混合加速剂及1mL硒溶液，加少许水润湿，加入5mLH₂SO₄，瓶口放一小漏斗，于通风柜内，在调温电炉上先低温加热，待溶液中无泡沫发生(约需15min)后，再升高温度，使瓶内硫酸蒸汽回流的高度控制在瓶颈上部的1/3处，要经常摇动凯氏烧瓶，直至试样和煮解液完全变为灰白带绿色(约需15min)后，再继续煮解1h。全部煮解时间需85～90min，切勿煮干。煮解完毕，取下凯氏烧瓶，冷却，以待蒸馏。

蒸馏。在150mL锥形瓶中加入5mL硼酸混合溶液，将其套在凯氏定氮蒸馏装置的下端，端口置于硼酸混合溶液液面以下3～4cm处。把煮解液全部转入蒸馏器的内室，并用水冲洗凯氏烧瓶4次，冲洗液用量不要超过40mL，打开冷却水，经三通管加入20mLNaOH溶液，立即关闭蒸馏室，打开蒸气夹，用蒸气蒸馏。当锥形瓶内的馏出液达到50～55mL(约需8～10min)后，用广泛pH试纸置冷却管口碰触蒸馏液，如无碱性反应，表示氨已蒸馏完毕。若仍为碱性反应，应继续蒸馏直至无碱性反应。同时进行空白试验的蒸馏。

滴定。已蒸馏在150mL锥形瓶吸收的氨溶液，用盐酸标准溶液滴定，滴定至溶液由蓝色突跃变为紫红色即为滴定终点，记录盐酸标准溶液的体积。同时进行空白试验的蒸馏及其吸收液的滴定，记录盐酸标准溶液的体积。

按下式计算氮的含量:

岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术

式中:w(N)为氮的质量分数，%;V为滴定试样溶液消耗盐酸标准溶液的体积，mL;V₀为滴定空白溶液消耗盐酸标准溶液的体积，mL;c为盐酸标准溶液的浓度，mol/L;0.014为氮原子的毫摩尔质量的数值，单位用g/mmol;m为试样的质量，g。

注意事项

本方法测得的氮不包括硝态氮、亚硝态氮。因硝酸根离子在煮解过程中不会完全还原为铵离子，且易挥发损失。但一般土壤试样中硝态氮含量不超过全氮量的1%，故可以忽略不计。