仲裁法測定復混肥料中總氮含量應注意的幾個問題

　　復混（合）肥料是重要的農資產品，隨著農業測土施肥科技的進步和農業從業人員對肥料質量意識的提高以及化肥工業的快速發展，肥料檢測越來越受到重視，每年夏秋收種之際，各級質量監管部門都會安排對復混（合）肥料的監督抽查工作。此外，在筆者從事數年的復混（合）肥料檢測過程中，發現個人委托檢驗的復混（合）肥料樣品也在逐年增加。本文著重談談采用仲裁法測定復混（合）肥料的總氮含量時應注意的幾個問題。 
　　1 準備工作 
　　1.1 要熟悉仲裁法采用的蒸餾后滴定法測氮的原理 
　　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，并在混合催化劑的作用下，用濃硫酸消化，將有機態氮或酰胺態氮和氰氨態氮轉化為銨鹽，進而從堿性溶液中蒸餾出氨。將氨氣吸收在過量的硫酸溶液中，在甲基紅―亞甲基藍混合指示劑的存在下，用氫氧化鈉標準滴定溶液進行返滴定[1]。如能熟悉原理，則在整個測試過程中就可知道能從哪些方面去避免或減小誤差。 
　　1.2 要把整個試驗過程從頭到尾回顧一遍，做到心中有數 
　　檢查儀器是否完好，試劑是否完全、足夠，是否在使用有效期內。 
　　2 試劑 
　　2.1 直接購買即可使用的試劑 
　　硫酸：分析純；鹽酸：分析純；鉻粉：細度小于250μm；定氮合金（Cu：50%、Al：45%、Zn：5%）：細度小于850μm；硫酸鉀：分析純；五水硫酸銅：分析純；廣泛PH試紙；硅脂。 
　　2.2 需配制才能使用的試劑 
　　混合催化劑：將1000g硫酸鉀和50g五水硫酸銅充分混合后，再仔細研磨；氫氧化鈉溶液：400g/L；硫酸溶液：0.5mol/L；甲基紅―亞甲基藍混合指示劑。 
　　2.3 需標定的溶液 
　　氫氧化鈉標準滴定溶液：0.5 mol/L。需要注意的是：氫氧化鈉標準滴定溶液要進行標定：首先要把工作基準試劑鄰苯二甲酸氫鉀放置在105～110℃的電烘箱中干燥至恒重，按GB/T 601-2002中相關稱取量的規定稱取，然后加入無二氧化碳的水進行溶解，再加入2滴酚酞指示劑（10g/L），再用配制好的氫氧化鈉溶液滴定至溶液呈粉紅色，并保持30s，同時做空白試驗[2]；標定氫氧化鈉溶液的濃度時，必須由2人進行實驗，分別各做4個平行樣，每人4平行測定的結果極差的相對值不得大于重復性的臨界極差的相對值的0.15%，2人共8平行測定結果的極差相對值不得大于重復性臨界極差相對值的0.18%。最后取2人8平行測定結果的平均值為測定結果。在運算過程中要保留5位有效數字，濃度值的報出結果取4位有效數字[2]；標準滴定溶液濃度的平均值的擴展不確定度一般不應大于0.2%，可以根據需要報告出來；制備的標準滴定溶液濃度，應在規定濃度值的±5%范圍內[2]；在標定標準溶液時，滴定速度一般應保持在6～8mL/min；標準溶液的使用有效期一般不超過2個月。 
　　3 消化 
　　3.1 氮在肥料中的存在形式通常有三種：銨態氮、硝酸態氮和有機態氮 
　　如果事先知道肥料屬于哪一種形式，那么氮的測量則變得簡單，如果不知道氮的具體形式，那么則要按照未知的樣品來進行處理，試驗過程就相對較繁瑣[3]。 
　　3.2 樣品的稱取量問題 
　　國標規定，稱取試樣時，總氮含量不大于235mg，硝酸態氮含量不大于60mg的試料0.5～2g。這里有2個問題：要注意總氮含量和樣品的稱取質量。對于氮含量明示的樣品，可根據明示的含量進行計算后，再行稱取，稱取的數量，可比計算的數字要少一些；而對于沒有明示的樣品，盡量少稱取些，比如可以控制在0.5～0.7g范圍內，這樣可以避免數據偏差大的現象發生。 
　　4 蒸餾 
　　4.1 蒸餾過程要特別注意氣密性問題 
　　儀器設備各連接部位，一定要用硅脂涂抹，并轉動，使接觸面密實完全，防止氨氣的逃逸，增加試驗數據偏差過大情況的發生。 
　　4.2 蒸餾裝置的連接問題 
　　國家標準給出的蒸餾裝置是全玻璃儀器的硬連接，如果用于蒸餾燒瓶和冷凝管的連接部分是硬連接的話，則在連接過程中易出現折斷等情況，一旦出現這種現象，則意味著前功盡棄，要從頭重新開始。如何解決這種情況，筆者根據多年的經驗，認為最好改為軟連接，可把玻璃連接管從中間斷開，然后再用一小段橡膠軟管分別接住斷開的兩端，這樣就不會出現蒸餾部分和冷凝部分僵硬折斷的問題。 
　　4.3 蒸餾開始前，一定要加入足夠量的堿液 
　　要保證蒸餾瓶內處于堿性環境，否則氨氣無法生成，或產生的氨氣量較少，導致測量結果嚴重背離實際情況。 
　　5 安全問題 
　　5.1 本試驗過程繁瑣、所用試劑較多，一定要注意實驗室安全問題 
　　在筆者長期的檢驗過程中，親歷周邊人員在該試驗中的安全事故3起，為此，對于可能出現的安全問題在此應予以引起足夠重視。 
　　5.2 濃堿液的配制問題 
　　400g/L的濃堿液在配制過程中，會放出大量的熱量，易飛濺到衣物和皮膚上，造成灼傷，同時堿液也有很強的腐蝕性，如果直接沾到皮膚，對人體造成的傷害會很強。在配制過程中，由于大量放熱，會產生強烈的刺激性氣味，對呼吸道、鼻粘膜造成損傷。另外，在配制該溶液的過程中，易在燒杯底部產生結塊現象，導致濃度不準確的問題出現。為此，應著重從以下幾方面予以解決：配制過程一定要在通風廚內進行；一定要把固態堿向水中慢慢放入，并不斷攪拌，不要把水向固態堿中倒入；戴上口罩和手套，做好個人防護措施。 
　　5.3 樣品消化過程中，加熱電爐（1000瓦）不可持續開到最大功率 
　　易把消化瓶內的酸液很快蒸干，進而把消化瓶燒變形，造成實驗失敗或火災。另外，在樣品的整個消化過程中，應勤于觀察，不可長時間旁邊無人。 
　　5.4 蒸餾過程中，在蒸餾瓶內，一定要放入防爆沸的玻璃珠等物體 
　　玻璃珠一般選直徑在2～3mm，數量為8粒左右[4]。如若不加防暴沸的物體，則在蒸餾過程中，極易產生爆沸，把接收瓶內的硫酸吸收液吹出，造成測量數據偏大，更有甚著，突然沖出的氣流會把裝置頂開，造成裝置損壞，與之相伴的是高溫的濃堿液噴濺而出，造成較大的安全事故。另外，在加熱過程中，發現還沒有沸騰，千萬也不能補加防爆沸物，因為平靜的液面下，可能蘊含著較高的壓力，在你突然丟入防爆沸物后，平靜的液面被打破，液面下的壓力會瞬間釋放出來，造成人員手部或面部被燙傷，造成重大實驗室安全事故。