土壤全氮含量测定
一、方法原理
土壤样品用浓H2S04—催化剂加热消煮,使各种形态的氮都转化为NH4+—N,然后加碱蒸馏 ,用硼酸吸收NH3,用标准酸滴定,计算样品含N量。
主要反应:
含N化合物+H2S04———(NH4)2S04+CO2+SO2+ H20
(NH4)2S04+2NaOH——2NH3+ Na2S04+2H20
NH3+H3B03———————NH4·H2B03
2NH4·H2B03 +H2S04一(NH4)2S04+2H3B03
二、试剂
1,混合催化剂:1g硒(Se)粉,10gCuS04.5H20,100gK2S04磨细混匀。
2.浓H2S04。
3.40%NaOH:400gNaOH,加水至1000ml。
4.硼酸吸收液(2%):60g硼酸(H3B03)溶于2500ml水,加60ml混合指示剂,用0.1mol
NaOH调节pH为4.5~5.0(紫红色),然后加水至3000ml。
5.混合指示剂:0.099g溴甲酚绿和0.066g甲基红,溶于100ml乙醇。
6.0.01~0.02MOL.L-1标准酸(1/2H2SO4):3ml浓H2S04加入10000ml水中,混匀。
标定:准确称取硼砂(Na2B204)1.9068g,溶解定容为100ml,此为硼砂溶液。取此液10ml,放人三角瓶中,加甲基红指示剂2滴,用所配标准酸滴定由黄色至红色止,计算酸浓度。
三、仪器。
开氏瓶、电炉、定N蒸馏器、滴定管(半微量)。
四、操作步骤
1.称土样(100目)0.5~1g,放入开氏瓶底。加入混合催化剂2g,加几滴水湿润,再加入
浓H2S04 5ml,摇匀。
2,在通风柜内加热消煮,至淡兰色(无黑色)后再消煮0.5~1小时。取下冷却后,加水约
50ml。
3.取20ml硼酸吸收液(2%H3B03)放人250ml三角瓶中,三角瓶置于定N蒸馏器冷凝管
下,管口浸入吸收液中。
4.开氏瓶(内有消煮液)接在定N蒸馏器上,由小漏斗加人20~25ml 40%浓度的NaOH
溶液,夹紧不使漏气。
5.通水冷凝,通蒸气蒸馏15分钟左右。在临近结束前,使冷凝管口离开吸收液,再蒸馏2分钟,并用纳氏试剂或pH试纸检查是否蒸馏完全。如已蒸馏完毕,用少量水冲洗冷凝管下
口,然后取出三角瓶。
6.用0.01 MOL.L-1标准酸溶液滴定,由兰绿色滴暮紫红色为终点。
五、计算
土壤全N(g.Kg-1)=[(V-V0)*C*14*10-3*103]/W
式中:C:标准酸浓度(MOL.L-1)。
V、Vo:分别为滴定样品和空白所用标准酸体积(ml)
14:N的摩尔质量(g/mol)
W:土样重(g)
六,注意事项:
1.土样应避免沾在开氏瓶颈部,如因颈部不干而沾丁土样,应用H2S04或少量水冲入瓶
底,否则会因消煮不到而使结果偏低或失误。
2.加入少量水湿润的目的是为了防止土与H2S04不能混匀而成团粒,不利于充分消化。
但水份多了会降低消煮温度,延长消化时间。所以不可加入太多水。可将土样在瓶底摇动散
开,然后加H2S04,这样土样不至成团粒,能与H2S04混匀。
3。消煮过程中,应摇动开氏瓶数次,让土样集中在瓶底与H2S04充分反应。消化开始时,
由于有机物炭化,溶液为棕黑色等深颜色,随有机物氧化,颜色变浅,至出现兰绿色时(此为CuS04的颜色),大部分有机物都已分解,再消化半小时以上,使一些难转化的含氮化合物也转化为NH4+—N。如果开氏瓶内还有黑色或棕色,必须继续消化至该色消失。
4.有时某些土样消化时会有溶液溅动现象,应控制温度不使反应局部过剧烈。消化土样
也可以用硬质试管—铝锭消化器或其它定氮消煮仪器。催化剂中Se有毒,且在高温下易挥
发,消化过程中还有S02等毒气产生,所以消煮必须在通风柜内进行。
5。消化后开氏瓶内为浓H2S04,应冷却后小心加入水稀释,否则会因水与浓H2S04激烈
作用,而使消化溶液冲出,造成损失或失败。
6,如用常量蒸馏器,可将开氏瓶直接接在蒸馏器上蒸馏。如���半微量定氮蒸馏器,可将
消化溶液全部转移人lOOml容量瓶中,用水洗几次开氏瓶,洗液也转入容量瓶。用水定容后,
取10~20ml溶液加入半微量定氮蒸馏器进行蒸馏测定,*后计算时需乘上分取倍数(10~5倍)。
7.常量定氮蒸馏时,由于蒸出NH3,H20量较大,冷凝管下口(可接皮管或塑料管加长些)
应插入硼酸吸收液,避免可能有的挥发损失。*后为避免管口沽有硼酸吸收液,.所以结束前2分钟将冷凝管口离开硼酸吸收液,让蒸馏溶液<这时含NH3·H20已经很少)冲洗管内口。在取出三角瓶时,还应用水冲洗一下冷凝管下口。、如果是用半微量定氮蒸馏,由于蒸出NH3·H20量较少,一般不会有挥发损失问题,所以冷凝管口可不插入吸收液中。
8.蒸馏加入的40%NaOH的量要适宜。少了,不能完全中和浓H2S04,因此不能使NH3蒸出;过多了,反应过剧烈,容易造成氮的损失。加入的量要根据溶液中含H2S04的量来决定,如消化时用5ml浓H2S04,则蒸馏时用20~25ml40%NaOH(10N)。如用半微量蒸馏,取20ml稀释液(20ml/100ml),则只需加5ml40%NaOH口添加NaOH的过程要快速,防止反应生成的NH3损失。
9.该测定中不包括土壤中的N03—N。如土样有较多NO3-和NO2-—N,则需加入水杨酸和Na2S203固定和还原NO3-—N、NO2-—N成为NH4+—N,然后同样进行消煮。
七、思考题
1.土样消煮时,加入的各种试剂各起什么作用?
2. 如何保证消煮完全,使全部氮都转化为NH4+—N?
3.在蒸馏过程中,哪些因素可能造成测定结果偏低?