試驗(yàn)材料與方法

 1.1 試驗(yàn)儀器與設(shè)備 全自動(dòng)凱氏定氮儀 （上海纖檢全自動(dòng)凱氏定氮儀 KDN-818）；電子分析天平（上海梅特勒-托利多 ME204型）；消化爐（上海纖檢消化爐HYP-320型）；定氮蒸餾裝 置（深圳玻璃儀器廠 1000mL）。 

主 要 試 劑：第 一 階 段：0.5mol/L 硫 酸、鹽 酸、硫 酸 銨、硝 酸 鉀、鉻粉、硫酸鉀和硫酸銅混合催化劑；第二階段：400g/L 氫氧 化鈉； 第三階段：1%硼酸溶液、0.1mol/L 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液、 甲基 紅-溴甲酚綠混合指示劑。 [1] 1.2 試驗(yàn)方法 全自動(dòng)凱氏定氮儀的啟用要遵循順序，按照消解、蒸餾、 滴定三個(gè)流程，將配比好的試劑按照要求加入到儀器中。

 試驗(yàn) 第一階段， 試樣肥料樣品在催化劑的作用下被消化并將肥料 中所含的有機(jī)氮分解為無機(jī)氮并與硫酸根離子結(jié)合生成硫酸 銨， 這個(gè)過程中要將全自動(dòng)凱氏定氮儀第一機(jī)關(guān)的控制作用 下，將定量的堿液流經(jīng)整流管讓其進(jìn)入消化管，讓固定在酸根 離子中的氨在堿性條件下游離出來。 試驗(yàn)第二階段，經(jīng)過全自 動(dòng)凱氏定氮儀的二次控制， 被固定的氨根離子會(huì)在堿性環(huán)境 中持續(xù)揮發(fā)直至耗盡并生成氨氣。 最后一步滴定過程中，游離 的氨氣會(huì)在硼酸作用下被固定， 最后在標(biāo)準(zhǔn)酸的持續(xù)作用下 滴 定 到 終 點(diǎn)， 即可通過所耗的酸的含量得出肥料中氨的含 量——即肥料中的總氮含量。

 2 試驗(yàn)結(jié)果與分析 

2.1 試驗(yàn)原理 將含有蛋白質(zhì)或氨化物的肥料樣品與濃硫酸與催化劑放入試管中一同加熱消化，其中的蛋白質(zhì)就會(huì)分解，分解出來的 銨根離子與硫酸根離子結(jié)合生成硫酸銨，然后在堿性（NaOH） 蒸餾作用下使氨氣游離， 游離的氨氣與水蒸汽一起經(jīng)過冷凝 管冷卻后，進(jìn)入裝有硼酸（H3BO3）的滴定杯中。 [2]被硼酸吸收后 在用已知濃度的鹽酸滴定液進(jìn)行滴定， 然后根據(jù)酸的消耗量 乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)，即得到蛋白質(zhì)含量。

2.2 硝酸銨總氮含量分析比較 本試驗(yàn)中，利用 FOSS 公司消化手冊(cè)法，將肥料中的硝酸 銨作為主要研究對(duì)象，并取硝酸銨作為試驗(yàn)樣品，通過不同方 法的總氮含量測(cè)定試驗(yàn)。

，在相同時(shí)間和相同濃硫酸用量作用下，改 進(jìn)版的消化方法比原始的 FOSS 效果明顯更好，其所測(cè)定的含 氮量超出 FOSS 法一倍作用。 而在測(cè)定出相同含氮量的結(jié)果 中，國(guó)標(biāo)法消化的時(shí)間長(zhǎng)，濃硫酸試劑的用量也多，因此得出結(jié) 論，改進(jìn)法在時(shí)間、試劑用量和準(zhǔn)確率上有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。 [3]

 2.3 全自動(dòng)凱氏定氮儀優(yōu)化分析 全自動(dòng)凱氏定氮儀的精度控制一般有： ①采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 的判斷方法：顏色判斷法。 ②采用高精度的判斷方式。 高精度 的滴定裝置是決定全自動(dòng)凱氏定氮儀精度的、 準(zhǔn)確度的關(guān)鍵 因素。 ③目前國(guó)內(nèi)甚國(guó)際上也有不少的全自動(dòng)凱氏定氮儀采 用傳統(tǒng)的注射器或注射泵的方式來滴定的， 這類儀器在一時(shí) 間內(nèi)是看不出問題的，但時(shí)間長(zhǎng)（通常 2 年）就能看出，精度和 準(zhǔn)確度有所偏離了，這是由于試管和活塞的磨損造成的。 檢測(cè)的樣品中的氮/蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換的方法是采用凱氏法-消 化、蒸餾、滴定三個(gè)過程，自動(dòng)凱氏定氮儀包括蒸餾和滴定兩 個(gè)過程的定氮儀， 其中蒸餾包括各種試劑的添加包括稀釋液 的添加及液位的控制， 滴定部分采用國(guó)際認(rèn)可顏色終點(diǎn)判定 法。

2.4 全自動(dòng)凱氏定氮儀蒸餾滴定條件分析 在滴定 過 程 中，40%氫氧化鈉溶液的參與量起到了決定性的作用，氫氧化鈉本身為無色，經(jīng)過滴定反應(yīng)后會(huì)變成黑色 溶液。 若是氫氧化鈉溶液加入過多，則無法得到最終的標(biāo)準(zhǔn)用 量；若氫氧化鈉容易用量不夠，則氨氣無法滴定完全，所得到 的總氮含量會(huì)偏低。 因此在試驗(yàn)過程中，一般先加入 30%的氫 氧化鈉溶液，之后再酌量增加。 從滴定環(huán)境角度來說，為了保 持試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確定， 蒸餾管要經(jīng)過煮沸和清潔之后才能開 始使用。 設(shè)置的實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：0.5mol/L 硫酸、鹽酸、硫酸銨、硝 酸鉀、鉻粉、硫酸鉀和硫酸銅混合催化劑，經(jīng)過第一階段的消 解后，將樣品上機(jī)進(jìn)行測(cè)定，在測(cè) 定過程中，400g/L 氫氧化鈉 自動(dòng)滴定， 在加入 1%硼酸溶液、0.1mol/L 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液后儀 器也將進(jìn)行自動(dòng)滴定， 試驗(yàn)完全之后將獲得最終試驗(yàn)結(jié)果并 測(cè)定總氮含量。

 3 全自動(dòng)凱氏定氮儀測(cè)定肥料中總氮含量方 法的結(jié)論探討 

3.1 傳統(tǒng)測(cè)定肥料總氮含量方法 在工作過程中因圓底蒸餾瓶的定性缺陷會(huì)導(dǎo)致蒸餾瓶受 熱不均勻， 樣品消解不完全會(huì)直接影響試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確 性。 消解完成后的蒸餾環(huán)節(jié)需要在高溫環(huán)境中完成，蒸餾瓶受 熱不均勻容易炸裂， 不僅有一定的危險(xiǎn)也會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)無法順 利完成。 此外在滴定過程中，手工滴定精度低，且由于個(gè)體不 同而有較大的差異。 一般滴定儀的由于受到滴定儀精度的限 制，有效的步進(jìn)數(shù)較少，那對(duì)于較低含氮量的樣品，有較大的 誤差。 [4] 

3.2 全自動(dòng)凱氏定氮儀測(cè)定肥料中總氮含量的優(yōu)缺點(diǎn) 全自動(dòng)凱氏定氮儀能根據(jù)分析樣品的不同， 可選擇快或 慢的蒸餾速度。 良好的自我保護(hù)裝置，不關(guān)閉防護(hù)門，儀器不 啟動(dòng)，安全可靠，不會(huì)對(duì)人員造成任何傷害。含 RS232 接口，可 同時(shí)接電腦、打印機(jī)、鍵盤等外部設(shè)備，儀器內(nèi)部程序可對(duì)各 項(xiàng)連接設(shè)置進(jìn)行編輯， 而且還可編輯輸出實(shí)驗(yàn)報(bào)告的各項(xiàng)參 數(shù)， 數(shù)字式滴定管和分液器提供準(zhǔn)確、 精確和方便的瓶式滴 定，以及最佳的操作安全性。

 4 結(jié)束語(yǔ)

 本文將對(duì)全自動(dòng)凱氏定氮儀測(cè)定肥料中總氮含量的方法 進(jìn)行試驗(yàn)探索， 旨在能夠全面提升肥料中總氮含量的測(cè)定方 式方法