凱氏定氮儀用于肥料氮含量測試
1 前言
氮肥是含有作物營養元素氮的化肥。元素氮對作物生長起著非常重要的作用，它是植物體內氨基酸的組成部分、是構成蛋白質的成分，也是植物進行光合作用起決定作用的葉綠素的組成部分。氮還能幫助作物分殖，施用氮肥不僅能提高農產品的產量，還能提高農產品的質量。
氮肥中氮的存在形式很多，因此測定方法也各有不同。
銨態氮肥
銨態氮肥包括碳酸氫銨(NH4HCO3)、硫酸銨{(NH4)2SO4}、氯化銨(NH4Cl)、氨水(NH3.H2O)、液氨(NH3)等。
銨態氮肥的共同特性：
1、銨態氮肥易被土壤膠體吸附，部分進入粘土礦物晶層。
2、銨態氮易氧化變成硝酸鹽。
3、在堿性環境中氨易揮發損失。
4、高濃度銨態氮對作物容易產生毒害。
5、作物吸收過量銨態氮對鈣、鎂、鉀的吸收有一定的抑制作用。
硝態氮肥
硝態氮肥包括硝酸鈉(NaNO3)、硝酸鈣{Ca(NO3)2}、硝酸銨(NH4NO3)等。
硝態氮的共同特性：
1、易溶于水，在土壤中移動較快。
2、NO3—吸收為主吸收，作物容易吸收硝酸鹽。
3、硝酸鹽肥料對作物吸收鈣、鎂、鉀等養分無抑制作用。
4、硝酸鹽是帶負電荷的陰離子，不能被土壤膠體所吸附。
5、硝酸鹽容易通過反硝化作用還原成氣體狀態(NO、N2O、N2)，從土壤中逸失。
銨態硝態氮肥
銨態硝態氮肥包括硝酸銨、硝酸銨鈣、硫硝酸銨。
酰胺態氮肥
酰胺態氮肥-尿素CO(NH2)2，含N 46.7%，是固體氮中含氮最高的肥料。
尿素是人工合成的第一個有機物，廣泛存在于自然界中，如新鮮人糞中含尿素0.4%。因為在人尿中含有這種物質，所以取名尿素。
氰氨態氮
呈氰氨形態存在的氮素。氨氰化鈣(又稱石灰氮)屬于這種形態的氮肥，含有20%～22%的氮。是一種堿性肥料。適用于酸性土壤，只能作基肥。
2 實驗部分
2.1 儀器與試劑
Hanon 全\半自動凱氏定氮儀
Hanon 石墨消解儀
Hanon 廢棄吸收系統
堿式滴定管
250ml錐形瓶
濃硫酸
濃鹽酸
鉻粉
定氮合金(狄瓦爾德合金)
硫酸鉀-無水硫酸銅混合催化劑
甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑
硫酸或者鹽酸的標準滴定液
氫氧化鈉標準滴定液
氫氧化鈉
硼酸
2.2 實驗原理
在堿性介質中用定氮合金將硝酸態氮還原，直接蒸餾出氨或在酸性介質中還原硝酸鹽成銨鹽，在混合催化劑存在下，用濃硫酸消化，將有機態氮或酰胺態氮轉化為銨鹽，從堿性溶液中蒸餾氨。將氨吸收在吸收液中，在甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑存在下，進行滴定。
2.3 實驗過程
取樣量建議根據樣品的大概含氮量進行確定，樣品氮含量在10-50mg為宜。
2.3.1 僅含銨態氮的樣品
取樣品，放入消化管，儀器自動添加稀釋水、堿液，加熱蒸餾5-10min。鎦出液被吸收液吸收。
如使用全自動儀器，儀器會自動進行滴定、計算。
如使用半自動儀器，需要手動滴定并計算結果。
2.3.2 含硝酸態氮和銨態氮的樣品
取樣品，放入消化管，加入定氮合金3g，儀器自動添加稀釋水、堿。加堿完成后蒸餾30s，靜置反應10min，再加熱蒸餾5-10min。鎦出液被吸收液吸收。
如使用全自動儀器，儀器會自動進行滴定、計算。
如使用半自動儀器，需要手動滴定并計算結果。
2.3.3 含酰胺態氮、氰氨態氮和銨態氮的樣品
取樣品，放入消化管，加入濃硫酸8-15ml。將消化管放置于石墨消解儀上，緩慢升溫至350-380℃進行消解。消解至溶液澄清透明，停止加熱，冷卻待用。將冷卻后的消化管放置于定氮儀，儀器自動添加稀釋水、堿，加熱蒸餾5-10min。鎦出液被吸收液吸收。
如使用全自動儀器，儀器會自動進行滴定、計算。
如使用半自動儀器，需要手動滴定并計算結果。
2.3.4 含有機物、酰胺態氮、氰氨態氮和銨態氮的樣品
取樣品，放入消化管，加入濃硫酸8-15ml，加入3g硫酸鉀-硫酸銅混合催化劑。將消化管放置于石墨消解儀上，緩慢升溫至380-420℃進行消解。消解至溶液澄清透明，顏色為藍綠色(消解終點判定不以顏色為準)，停止加熱，冷卻待用。將冷卻后的消化管放置于定氮儀，儀器自動添加稀釋水、堿，加熱蒸餾5-10min。鎦出液被吸收液吸收。
如使用全自動儀器，儀器會自動進行滴定、計算。
如使用半自動儀器，需要手動滴定并計算結果。
2.3.5 含硝酸態氮、酰胺態氮、氰氨態氮和銨態氮的樣品
取樣品，放入消化管，加入鉻粉1g，濃鹽酸5-7ml，靜置5-10min。再加熱至沸騰，維持沸騰到有泡沫泛起，停止加熱，冷卻至室溫備用。小心加入濃硫酸8-15ml。將消化管放置于石墨消解儀上，緩慢升溫至350-380℃進行消解。消解至溶液澄清透明(消解終點判定不以顏色為準)，停止加熱，冷卻待用。將冷卻后的消化管放置于定氮儀，儀器自動添加稀釋水、堿，加熱蒸餾5-10min。鎦出液被吸收液吸收。
如使用全自動儀器，儀器會自動進行滴定、計算。
如使用半自動儀器，需要手動滴定并計算結果。
2.3.6 含有機物、硝酸態氮、酰胺態氮、氰氨態氮和銨態氮的樣品或未知樣品
取樣品，放入消化管，加入鉻粉1g，濃鹽酸5-7ml，靜置5-10min。再加熱至沸騰，維持沸騰到有泡沫泛起，停止加熱，冷卻至室溫備用。小心加入濃硫酸8-15ml，加入3g硫酸鉀-硫酸銅混合催化劑。將消化管放置于石墨消解儀上，緩慢升溫至380-420℃進行消解。消解至溶液澄清透明(消解終點判定不以顏色為準)，停止加熱，冷卻待用。將冷卻后的消化管放置于定氮儀，儀器自動添加稀釋水、堿，加熱蒸餾5-10min。鎦出液被吸收液吸收。
如使用全自動儀器，儀器會自動進行滴定、計算。
如使用半自動儀器，需要手動滴定并計算結果。
3 結果與討論
肥料特別是氮肥中的氮含量測定，直接影響肥料的品質，因此我們提出一種通用的氮肥含氮量測定的方法。由于Hanon 全自動定氮儀的設計合理，所以在做肥料測定過程中，無需使用反滴定方法。使用Hanon 半自動定氮儀，我們仍推薦使用反滴定方法，將硼酸吸收液換成硫酸吸收液，滴定液將硫酸或者鹽酸滴定液換成氫氧化鈉滴定液。
參考文獻
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