一種尿素硝酸銨溶液中銨態(tài)氮含量的測(cè)定方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氮含量為27.0%~33.0%的尿素硝酸銨溶液中銨態(tài)氮含量的測(cè)定方法，在尿素硝酸銨溶液中加入中性甲醛溶液，生成六次甲基四胺和相當(dāng)于銨鹽含量的酸，在指示劑的存在下，用氫氧化鈉滴定至pH值為8.4~8.5為終點(diǎn)，計(jì)算出銨態(tài)氮的含量。本發(fā)明通過(guò)控制pH值與滴定速度可以有效的避免CO(NH2)2與HCHO作用，從而確保結(jié)果的準(zhǔn)確。本發(fā)明相較于現(xiàn)有的方法，步驟減少，更加簡(jiǎn)便快速，分析流程大大縮短，在可控制的范圍內(nèi)避免了共存的復(fù)雜基體組分以及人為操作等因素的影響，方法的干擾能力增強(qiáng)，分析結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度較高，分析檢驗(yàn)成本很低。
【專利說(shuō)明】
一種尿素硝酸銨溶液中銨態(tài)氮含量的測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種氮含量為27%~33%的尿素硝酸銨溶液中銨態(tài)氮含量的測(cè)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 尿素硝銨溶液(Urea Ammonium Nitrate solution)，簡(jiǎn)稱UAN溶液，國(guó)外也稱為氮 溶液(N solution)，是由尿素、硝銨和水配制而成。其中氮含量分別為銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和酰 胺態(tài)氮。
[0003] 尿素硝酸銨溶液是一種新的液體氮肥，是尿素和硝酸銨的混合溶液，其中尿素和 硝酸銨的含量直接影響著銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和酰胺態(tài)氮的含量和比例，也直接影響到液體肥 料的使用效果。因該液體肥料中既有無(wú)機(jī)氮又有有機(jī)氮，故準(zhǔn)確、快速分析出液體肥料中銨 態(tài)氮、硝態(tài)氮和酰胺態(tài)氮的結(jié)果對(duì)液體肥料的生產(chǎn)控制起到很大作用。
[0004] 目前液體肥料中，銨態(tài)氮的測(cè)定方法主要為:在弱堿性條件下蒸餾，將氨吸收在過(guò) 量的硫酸溶液中，在甲基紅一亞甲基藍(lán)混合指示劑存在下，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液返滴 定，得出銨態(tài)氮含量。該方法具有時(shí)間長(zhǎng)和對(duì)氣密性要求較高的特點(diǎn)，結(jié)果溫度性較差。
[0005] 以上方法存在步驟較多、分析流程長(zhǎng)、抗干擾能力弱，分析時(shí)間長(zhǎng)(需要1.5小時(shí)） 等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種氮含量為27.0%~33.0%的尿素硝酸銨溶液 中銨態(tài)氮含量的測(cè)定方法，該方法簡(jiǎn)單快捷，對(duì)人員技術(shù)水平要求不高，分析結(jié)果準(zhǔn)確度和 精密度高，檢驗(yàn)周期短，安全性高，適合企業(yè)對(duì)尿素硝酸銨溶液的的大批量生產(chǎn)和檢驗(yàn)。
[0007] 解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：一種尿素硝酸銨溶液中銨態(tài)氮含量的測(cè)定方 法，在尿素硝酸銨溶液中加入中性甲醛溶液，生成六次甲基四胺和相當(dāng)于銨鹽含量的酸，在 指示劑的存在下，用氫氧化鈉滴定至pH值為8.4~8.5為終點(diǎn)，計(jì)算出銨態(tài)氮的含量。
[0008] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案：一種尿素硝酸銨溶液中銨態(tài)氮含量的測(cè)定方法，包括 以下步驟： A、 稱取尿素硝酸銨溶液試樣，精確至0.0001g，按lg試樣加入55~65mL水計(jì)加入水，再 加甲基紅指示劑，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液或硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液調(diào)節(jié)至溶液呈橙色； B、 按加入1 g試樣加入8~10mL中性甲醛溶液計(jì)加入中性甲醛溶液，再加酚酞指示劑，放 置4~6min，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，從開(kāi)始滴定計(jì)時(shí)，要求lmin內(nèi)溶液由粉紅色變 為無(wú)色，繼續(xù)用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，用pH計(jì)監(jiān)測(cè)溶液的酸度，當(dāng)溶液pH值為7.5后， 要求按每滴為〇. 〇〇5ml至0.01 ml緩慢滴入，2min內(nèi)滴定至終點(diǎn)，滴定至溶液pH值為8.4~8.5 為終點(diǎn)，計(jì)算結(jié)果，得出銨態(tài)氮含量。
[0009] 本發(fā)明的反應(yīng)方程式如下： 4NH4++6HCH0=3H++6H20+ (CH2) 6N4H+ 由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果： 1、《GB/T 3600-2000肥料中氨態(tài)氮含量的測(cè)定甲醛法》關(guān)于適用范圍規(guī)定為：甲醛 法只有在試樣中不含有尿素或其衍生物、氰胺化物以及有機(jī)含氮化合物時(shí)，方可應(yīng)用。但于 本發(fā)明通過(guò)控制pH值與滴定速度（即要求從開(kāi)始滴定計(jì)時(shí)，要求lmin內(nèi)溶液由粉紅色變?yōu)?無(wú)色)可以有效的避免CO (NH2) 2與HCHO作用，從而確保結(jié)果的準(zhǔn)確。
[0010] 2、本發(fā)明的第一步即為，試樣用硫酸或氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液調(diào)節(jié)至pH為6.2左 右（即步驟A中用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液或硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液調(diào)節(jié)至溶液呈橙色），除去試樣中少量 游離氨的干擾。加入中性甲醛溶液后銨鹽與甲醛生成六次甲基四胺和相當(dāng)于銨鹽的酸。于 酸性條件下CO(NH 2)2亦可與HCH0作用，但該試樣中，CO(NH2)2與HCH0理論摩爾比<1:70,因 此二者反應(yīng)的速度遠(yuǎn)小于HCH0與銨鹽的反應(yīng)速度。
[0011] 3、本發(fā)明的第二步為，利用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液進(jìn)行滴定，在溶液變?yōu)闊o(wú)色前 為快速滴定，溶液逐漸為堿性，同樣也抑制了CO(NH 2)2與HCH0作用。當(dāng)溶液褪為無(wú)色后放慢 滴定速度，在pH計(jì)的檢測(cè)下逐漸滴定至PH為8.4~8.5。
[0012] 綜上所述，本發(fā)明相較于現(xiàn)有方法，步驟減少，更加簡(jiǎn)便快速，分析流程大大縮短， 在可控制的范圍內(nèi)避免了共存的復(fù)雜基體組分以及人為操作等因素的影響，方法的抗干擾 能力增強(qiáng)，分析結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度較高，分析檢驗(yàn)成本很低。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 本發(fā)明的目的是直接測(cè)定尿素硝酸銨溶液中銨態(tài)氮。溶液不同氮含量鹽析溫度不 同，本發(fā)明所述方法是氮含量為27%~33%的尿素硝酸銨溶液的測(cè)定方法。
[0014] 主要思路：以甲醛法測(cè)定銨態(tài)氮含量。
[0015] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在本發(fā)明中所述的檢測(cè)對(duì)象是以尿素和硝酸銨混 合而成的液體氮肥，其中含有銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、酰胺態(tài)氮和少量游離氨。
[0016] 其中對(duì)于農(nóng)業(yè)用的總氮含量為27.0%~33.0%的液體氮肥，銨態(tài)氮含量的測(cè)定時(shí)，嚴(yán) 格控制溶液的酸度和終點(diǎn)。
[0017] 實(shí)施例1: 一種尿素硝酸銨溶液中銨態(tài)氮含量的測(cè)定方法，在尿素硝酸銨溶液中 加入中性的甲醛溶液，生成六次甲基四胺和相當(dāng)于銨鹽含量的酸，在指示劑的存在下，用氫 氧化鈉滴定至pH值為8.4~8.5為終點(diǎn)，計(jì)算出銨態(tài)氮的含量。
式中： Vo--測(cè)定空白所消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL; Vi--測(cè)定試樣所消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL; C--氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mo 1 /L; m一一試樣的重量，g。
[0019] 具體檢測(cè)步驟如下： 稱取1.7g試樣，精確至0.000 lg于500mL高腳燒杯中，加入約100mL水，再加1滴甲基紅指 示劑，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液或硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液調(diào)節(jié)至溶液呈橙色。
[0020] 加入15mL中性甲醛溶液，再加3滴酚酞指示劑，放置5min，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶 液滴定，從開(kāi)始滴定計(jì)時(shí)，要求lmin內(nèi)溶液由粉紅色變?yōu)闊o(wú)色，繼續(xù)用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶 液滴定，用pH計(jì)監(jiān)測(cè)溶液的酸度，當(dāng)溶液pH值為7.5后，嚴(yán)格控制滴定速度，要求按每滴為 0.005ml至0.01ml緩慢滴入，2min內(nèi)滴定至終點(diǎn)，滴定至溶液pH值為8.5為終點(diǎn)，計(jì)算結(jié)果， 得出銨態(tài)氮含量。
[0021] 表1三個(gè)試樣銨態(tài)氮測(cè)定的結(jié)果
本發(fā)明所述的中性甲醛溶液是指pH值=7的甲醛溶液，配制過(guò)程可使用酸或堿(一般用 硫酸或氫氧化鈉)調(diào)節(jié)甲醛溶液的pH值。
[0022] 尿素硝酸銨溶液的測(cè)定過(guò)程中，除了銨態(tài)氮含量，一般還要測(cè)定總氮含量，下面介 紹一種尿素硝酸銨溶液中總氮含量的測(cè)定方法，是在尿素硝酸銨溶液中加入濃硫酸，將酰 胺態(tài)氮轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮，然后加入定氮合金，將各種形式的氮依次轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮，再加入氫氧 化鈉，將銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氨蒸餾出來(lái)并用硼酸溶液吸收，利用硫酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液直接滴定，計(jì) 算出總氮含量。
[0023] 具體檢測(cè)步驟如下： A、稱取尿素硝酸銨溶液試樣于消化管中，按lg試樣加入25~50mL水計(jì)向消化管中加入 水，搖勾，按1 g試樣加入5 0~10 0 m L濃硫酸計(jì)向消化管中加入濃硫酸，將消化管于310~3 2 0 °C消解爐上消化至冒白煙25~35min，冷卻至室溫。
[0024] B、按lg試樣加入25~50mL蒸餾水計(jì)，用蒸餾水沖洗消化管管壁，按lg試樣加入15~ 30g定氮合金計(jì)向消化管中加入定氮合金，于全自動(dòng)定氮儀上，輸入相應(yīng)的試樣重量、氫氧 化鈉量、空白體積和校正系數(shù);蒸餾，6~8min后蒸餾結(jié)束，滴定完畢全自動(dòng)定氮儀自動(dòng)計(jì)算 出總氮含量。
[0025]全自動(dòng)定氮儀工作參數(shù)為:氫氧化鈉溶液濃度:350~400g/L，加氫氧化鈉量為濃硫 酸用量的4~5倍;硼酸濃度:20~25g/L，于硼酸溶液中加入甲基紅一溴甲酚綠混合指示劑，同 時(shí)做空白試驗(yàn)，計(jì)算出總氮含量。
[0026]測(cè)定總氮的具體實(shí)施例： 稱取尿素硝酸銨溶液試樣0.1~0.2g，于消化管中，加入5mL水，搖勾，加入10mL濃硫酸， 于310~320 °C消解爐上消化至冒白煙30min，冷卻至室溫。
[0027]用少量蒸餾水沖洗消化管壁，加入3g定氮合金。于K9860定氮儀上，輸入相應(yīng)的試 樣重量、加堿量、空白體積和校正系數(shù)。蒸餾，7min后蒸餾結(jié)束，滴定完畢儀器自動(dòng)計(jì)算出總 氮含量，并自動(dòng)打印出測(cè)定結(jié)果。
[0028] K9860凱氏定氮儀工作參數(shù)為:氫氧化鈉溶液濃度:400g/L，加氫氧化鈉量為濃硫 酸用量的4倍;硼酸濃度：20g/L，于硼酸溶液中加入甲基紅一溴甲酚綠混合指示劑，同時(shí)做 空白試驗(yàn)，計(jì)算出總氮含量。
[0029]表2三個(gè)試樣總氮測(cè)定的結(jié)果
總氮測(cè)定的過(guò)程中，所述的空白體積是指不加試樣時(shí)，進(jìn)行同樣步驟的試驗(yàn)，從而得出 空白體積，避免了蒸餾水，硼酸溶液、硫酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液等試劑和儀器的干擾?？瞻左w積和 校正系數(shù)的計(jì)算是本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。
[0030] 空白體積和校正系數(shù)可以采用以下具體步驟操作：于蒸餾管中加入5mL蒸餾水和 10mL濃硫酸，其他與試樣消化步驟一致，蒸餾時(shí)試樣重量為0.0 OOOg，其他與蒸餾步驟一致， 所得出的滴定體積即為該方法的空白體積。硫酸銨恒重后作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定儀器的校正系 數(shù)，其方法為于蒸餾管中加入10mL含有0.0140g氮的硫酸銨溶液，在進(jìn)行整理前將校正系數(shù) 改為1.0000，其他與試樣測(cè)定蒸餾步驟一致，作三次平行試驗(yàn)，取平均值，用100.00%除以該 平均值即得出該儀器的校正系數(shù)。
[0031] 總氮測(cè)定的過(guò)程中，所述的K9860凱氏定氮儀的廠商為廣州海能儀器有限公司，作 為一種變換，也可以采用其他廠商的其他型號(hào)的原理與K9860凱氏定氮儀相同的全自動(dòng)定 氮儀。
[0032]總氮測(cè)定的過(guò)程中，所述的濃硫酸是指質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于98.0%的硫酸。
[0033] 精密度試驗(yàn)： 對(duì)實(shí)施例1中的1號(hào)試樣和3號(hào)試樣分別進(jìn)行8次獨(dú)立的總氮和銨態(tài)氮測(cè)定，分別對(duì)這8 次結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，根據(jù)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)評(píng)估本發(fā)明方法的測(cè)定精密度，結(jié)果見(jiàn)表3。 從表3結(jié)果可見(jiàn)本發(fā)明方法的RSD小于1.0%，表明其測(cè)定精密度較高，穩(wěn)定性好，可操作性 強(qiáng)。
[0034] 表3精密度試驗(yàn)結(jié)果(n=8)
回收率試驗(yàn)： 本發(fā)明對(duì)2號(hào)試樣分別測(cè)定其總氮和銨態(tài)氮原始含量，然后分別加入尿素和硝酸銨、硫 酸銨標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)。由表4可知，本發(fā)明的方法的加標(biāo)回收率在98.25%~ 101.81%之間，表明其分析結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性。
[0035] 表4加標(biāo)回收率試驗(yàn)
本發(fā)明避免了現(xiàn)在用測(cè)定總氮和銨態(tài)氮方法所需復(fù)雜步驟、安全因素、人為控制的影 響，簡(jiǎn)化了操作步驟，測(cè)定干擾或人為因素很少，大大簡(jiǎn)化了人工中間操作環(huán)節(jié)，方法簡(jiǎn)單 快捷，測(cè)定時(shí)間縮短(銨態(tài)氮測(cè)定時(shí)間由1.5小時(shí)縮短至30分鐘，總氮測(cè)定時(shí)間由4小時(shí)縮短 至40分鐘，且總氮和銨態(tài)氮測(cè)定可以交叉進(jìn)行，互不影響，總測(cè)定時(shí)間不超過(guò)40min)，儀器 使用對(duì)人員要求不高，人力資源消耗少，分析成本降低(銨態(tài)氮分析成本由500元降低至100 元，總氮分析成本由1500元降低至400元），適用于氮肥生產(chǎn)企業(yè)所涉及的液體氮肥的分析 檢測(cè)。
[0036]本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以進(jìn)行各種變形 和修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種尿素硝酸銨溶液中銨態(tài)氮含量的測(cè)定方法，其特征在于:在尿素硝酸銨溶液中 加入中性甲醛溶液，生成六次甲基四胺和相當(dāng)于銨鹽含量的酸，在指示劑的存在下，用氫氧 化鈉滴定至pH值為8.4~8.5為終點(diǎn)，計(jì)算出銨態(tài)氮的含量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種尿素硝酸銨溶液中銨態(tài)氮含量的測(cè)定方法，其特征在于： 包括以下步驟： A、 稱取尿素硝酸銨溶液試樣，精確至0.000 lg，按lg試樣加入55~65mL水計(jì)加入水，再 加甲基紅指示劑，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液或硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液調(diào)節(jié)至溶液呈橙色； B、 按加入lg試樣加入8~10mL中性甲醛溶液計(jì)加入中性甲醛溶液，再加酚酞指示劑，放 置4~6min，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，從開(kāi)始滴定計(jì)時(shí)，要求lmin內(nèi)溶液由粉紅色變 為無(wú)色，繼續(xù)用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，用pH計(jì)監(jiān)測(cè)溶液的酸度，當(dāng)溶液pH值為7.5后， 要求按每滴為〇. 〇〇5ml至0.01 ml緩慢滴入，2min內(nèi)滴定至終點(diǎn)，滴定至溶液pH值為8.4~8.5 為終點(diǎn)，計(jì)算結(jié)果，得出銨態(tài)氮含量。
【文檔編號(hào)】G01N31/16GK106093287SQ201610429498
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日
【發(fā)明人】馬松杰, 楊燕, 黃積候
【申請(qǐng)人】柳州化工股份有限公司