如题所述
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。