全自动凯氏定氮仪计量检定方法

全自动凯氏定氮仪是根据凯氏定氮原理检测样品中氮元素或蛋白质含量的设备，主要由消解装置、蒸馏装置、自动滴定仪组成，工作原理及步骤为在硫酸铜、硫酸钾、铬等催化剂的作用下，利用浓硫酸将样品消解，使样品中的氮元素转换成硫酸铵，再加入过量的氢氧化钠使消化液碱化，通入过量饱和蒸汽使硫酸铵中的铵根离子转换成氨气挥发出来，被硼酸溶液吸收，用酸标准溶液滴定吸收液，根据标准溶液的消耗量计算氮含量。

该设备广泛应用于检测食品、饲料、土壤等样品中的氨、蛋白质氮含量。在对凯氏定氮仪的校准工作中，大部分校准机构都是参照国家标准《元素分析仪校准规范》(JJF1321—2011)来对凯氏定氮仪进行校准。但该校准规范是用于元素分析仪这一类仪器的，凯氏定氮仪具有操作步骤多，影响结果的因素多等特殊性，未对标准物质和检验方法上做详细规定，不同实验室校准工作中结果偏差很大，不能满足技术要求。

全自动凯氏定氮仪检定、校准方法

凯氏定氮测定氮含量的3个步骤，消化、蒸馏、自动滴定。主要化学反应如下。

(1)在硫酸铜、硫酸钾、铬等催化剂的作用下，利用浓硫酸将样品消解，使样品中的氮元素转换成硫酸铵：

2NH₄^2-+H₂S0₄+2H⁺=(NH₄)₂S0₄

(2)加入过量的氢氧化钠使消化液碱化，通入过量饱和蒸汽使硫酸铵中的铵根离子转换成氨气挥发出来，被硼酸溶液吸收：

(NH₄)₂SO₄+2NaOH=2NH₃+2H₂O+Na₂SO₄

2NH₃+4H₃BO₃=(NH₄)₂B₄O₇+5H₂O

(3)用酸标准溶液滴定吸收液，根据标准溶液的消耗量计算氮含量：

(NH₄)₂B₄O₇+H₂S0₄+5H₂O=(NH₄)₂SO₄+4H₃BO₃

(NH₄)₂B₄O₇+2HCl+5H₂O=2NH₄Cl+4H₃BO₃

依据其原理，可选择尿素、氯化铵、硫酸铵等含铵根离子的化合物标准品作为标准物质进行实验，测试设备准确性，进行计量检定、校准。尿素、氯化铵、硫酸铵均具有吸湿性，实验过程中标准品需经烘干、称量、溶解再进行后续的实验。标准品烘干时，要求高温稳定，尽量避免称量过程中标准品的吸湿。经对比，硫酸铵和氯化铵高温稳定性优于尿素，且临界吸湿点相对较高，不易吸湿，适合作为标准品使用。以下实验以硫酸铵和氯化铵分别为标准品设计实验，测试仪器对标准品中氮的回收率。

仪器与试剂

(1)仪器设备。全自动凯氏定氮仪(意大利VELPUDK-159)，设备参数：蒸气调节10%～100%；冷却水消耗15℃时，0.5L/min，30℃时，1L/min。

(2)试剂。氢氧化钠，硼酸，分析纯；硫酸铵，基准试剂，99.5%～100.05%。

硫酸标准滴定溶液：0.1006mol/L；甲基红1%+溴甲酚绿1%为1︰5。

(3)测试条件。吸收液硼酸2%25mL稀释水20mL碱液NaOH400g/L15mL蒸馏时间5min蒸汽流量100%边蒸馏边滴定。

实验方法

(1)方法1：采用硫酸铵为标准物质，准确称取硫酸铵基准试剂6.6065g，定容至1000mL，10mL硫酸铵标准溶液相当于N元素的质量0.014g。空白滴定为0.03mL,多次吸取10mL溶液于凯氏定氮仪进行测试，计算回收率。

(2)方法2。采用氯化铵为标准物质，准确称取氯化铵基准试剂5.3490g，定容至1000mL，10mL硫酸铵标准溶液相当于N元素的质量0.014g。空白滴定为0.03mL,多次吸取10mL溶液于凯氏定氮仪进行测试，计算回收率。

结合实验结果分析，选择硫酸铵基准试剂测试，回收率为99.66%～100.88%，平均回收率为100.32%，此方法可以很好的避免多次称量样品吸湿，称量质量误差增大的问题。选择氯化铵基准试剂测试，回收率为99.31%～101.38%，平均回收率为100.21%，测试结果理想。因此，该方法可用于全自动凯氏定氮仪校准。