專利名稱：測定凱氏氮的新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于凱氏氮測定方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種測定凱氏氮的新方法。
背景技術(shù)：
氮是農(nóng)業(yè)三要素之首，氮在自然界中的形態(tài)很多，因此其測定的難度較大。凱氏定 氮法，能測定除硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮以外的所有形式的氮，因此是最常用的測定氮的方法 之一，凱氏氮是指用濃硫酸為介質(zhì)，將土壤、植株等試樣中的各種形態(tài)的氮(除硝酸鹽氮、 亞硝酸鹽氮外)高溫消解成銨態(tài)氮。凱氏氮包括氨氮和在此條件下能轉(zhuǎn)化為銨鹽而被測定 的有機氮化合物，此類有機氮化合物主要有蛋白質(zhì)、氨基酸、肽、胨、核酸、尿素以及合成的 氮為負(fù)三價形態(tài)的有機氮化合物。本方法即對這些氮的總量(即凱氏氮)進行測定?，F(xiàn)有技術(shù)中，其分離測定的主要方法也是唯一的方法是蒸餾分離與滴定法或光度 法的測定。在被測物(土壤或植株等)中加入硫酸并加熱消解，使有機物中的各種含氮化 合物轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徜@，游離氨和銨鹽也轉(zhuǎn)為硫酸銨。消解時加入適量硫酸鉀提高沸騰溫度，以 增加消解速率，并以硫酸銅為催化劑，以縮短消解時間。消解后液體，加堿使成堿性并加熱 使氨與水蒸氣一起蒸餾出來，吸收于硼酸溶液或稀硫酸溶液中，然后以滴定法或光度法測 定氨含量。由于此消解液有強酸性，還含有消解用的催化劑等物質(zhì)，因此測定前，必須將銨態(tài) 氮分離出來；否則由于這些物質(zhì)的干擾，使測定無法進行?，F(xiàn)有分離銨的方法是在堿性條件下，使銨轉(zhuǎn)變成氨氣以使其從液態(tài)的試樣中逸 出，目前都是將試液煮沸蒸餾，使氨與水蒸氣同時逸出，直至蒸干以使氨分離完全。這樣就 需要把試液加熱到100°c，然后再繼續(xù)蒸餾，耗電，耗時，且同時蒸餾出的大量水，將氨稀釋 不利于低濃度氮的測定。這樣分離后的測定方法，目前是如氨量較高，就在吸收液中加入硼酸，然后用硫 酸進行氨量的滴定，滴定的終點用目視法或電位法等判定，由于這是強酸與弱堿的滴定，滴 定的突躍很不明顯，目視法的終點即使采用混合指示劑也很難判定，滴定誤差較大，而用電 位法就要有全套的電位滴定法的儀器，那樣費用大，設(shè)備占地也大；如氨量很低，就要在將 吸收液定容后，加入顯色劑等用光度法(比色法)來測定氨的濃度，但所用顯色劑比較復(fù)雜 且有含汞的化學(xué)試劑，不但增高了測定費用還會造成二次污染。 上述現(xiàn)有測定方法測量精度低，只能達(dá)到0. ImgN ；重現(xiàn)性差(未提供相對 量)；分離過程復(fù)雜、操作煩瑣，分離時每次(每只)試管都需進行高溫蒸餾分離，一只試管 樣品(蒸餾)分離(測試)完成，需用人工換下該只試管(無自動進樣情況下)；分離過程 危險分離時，每次(每只)試管都需通入大量高溫蒸汽、強堿，系統(tǒng)(玻璃試管)容易產(chǎn) 生問題，造成危險或傷害。因此現(xiàn)有設(shè)備生產(chǎn)商都著重強調(diào)其產(chǎn)品另加一套安全操作系統(tǒng)； 耗能A、用電主機功率2200W，用時6分鐘；B、用水2L/分鐘，用時4分鐘；自動進樣復(fù)雜 (目前只有國外少數(shù)廠家實現(xiàn)自動進樣)因氨的回收要求在密閉環(huán)境下完成，實現(xiàn)自動進 樣，系統(tǒng)體積龐大(約1000*900*800mm，約50-60個樣品量)，造價昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種測定凱氏氮的新方法，該技 術(shù)方案利用氨的蒸汽壓隨溫度上升會迅速增高的特點，在將堿性試液加熱到一定溫度時通 入空氣將氨吹出，吹出的氨以稀硫酸吸收，此硫酸溶液的電導(dǎo)率因氨的吸收而下降。在一定 的技術(shù)條件下，氨的吹脫率就是穩(wěn)定的；而且氨的吹脫量與硫酸溶液電導(dǎo)率的降低值成正 比，據(jù)此即可進行氨的分離與測定。由于電導(dǎo)法可以根據(jù)氨量的高低調(diào)整吸收液的濃度，因 此可適用于不同含氮樣品的測定，能將經(jīng)凱氏法消解后所得到的各種試液中的銨態(tài)氮，快 速、準(zhǔn)確、方便的測定出來。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為測定凱氏氮的新方法，稱取0.5g被 測物送入干燥的消解管底部，加入2g加速劑，加水2mL濕潤試樣，再加約SmL濃硫酸，搖 勻，將消解管置于控溫消解爐上，用小火加熱10-15min，待管內(nèi)反應(yīng)緩和后，強火加熱至 375°C，待被測物與液體全部變?yōu)榛野咨詭ЬG色后，再繼續(xù)消解lh，冷卻；中和把按常規(guī)凱氏法消解制得的消解液先加入30-50mL的水稀釋，再加入20%的 NaOH溶液至中性或弱堿性，把溶液定容到IOOmL ；加入的NaOH溶液中含有5%的EDTA。吹脫在步驟(1)制得的溶液中加堿液使pH ^ 11，把溶液加溫到80-90°C，用流速 為200-300ml/min的氣體吹脫，吹脫時間為5-20min ；吹脫氣體為密閉循環(huán)。測定把步驟⑵吹脫出的氣體用濃度為3-4X10_4mOl/L稀硫酸為吸收液吸收，用 電導(dǎo)儀測定其吸收前后電導(dǎo)率之差值。吹氣前后吸收液電導(dǎo)率的差值與消解液中氨的濃度(即樣品中氮的含量)成正相 關(guān)。
濃度 c(ml/L)00. 20. 51. 01. 52. 0AS(u s)30. 633. 239. 346. 855. 664. 4工作曲線見附

圖1。本發(fā)明的有益效果是發(fā)明的凱氏氮測定方法與現(xiàn)有測定方法相比，分離過程消 耗的熱能少，時間短；測定過程與分離過程同時進行，不需要其他化學(xué)試劑，既節(jié)約了時間 也節(jié)約了化學(xué)試劑。而且改變吸收液稀硫酸的濃度與電導(dǎo)率的量程即可對不同濃度的氨進 行測定。本方法的分離與測定的效果均不低于現(xiàn)有的方法，而且由于不需要密閉蒸餾，使本 方法更便于實現(xiàn)全過程的自動化。(1)、測量精度高0· 02mgN(2)、重現(xiàn)性好(標(biāo)準(zhǔn)偏差)< 0. 01 % ；準(zhǔn)確度(絕對誤差)< 0. 005%(3)、無分離(蒸餾)過程(4)、吹脫過程簡單安全吹脫時低溫(相對于蒸餾)90°C進行，無試管、無需人工 操作，頑無需外加安全保障系統(tǒng)(5)、節(jié)約能源A、用電主機功率200W，用時5分鐘；B、用水無(6)、自動進樣簡便可實現(xiàn)大部分用戶要求自動樣的愿望常規(guī)環(huán)境下進樣，成本 低，體積小(約 400*400*500mm)
具體實施例方式實施例測定標(biāo)準(zhǔn)樣品(土壤樣品的標(biāo)準(zhǔn)含量是0. 021 士 0. 004% )稱取0. 5g上述土壤送入干燥的消解管底部，加入2g加速劑，加水2mL濕潤試樣， 再加約8mL濃硫酸，搖勻，將消解管置于控溫消解爐上，用小火加熱10-15min，待管內(nèi)反應(yīng) 緩和后，強火加熱至375°C，待被測物與液體全部變?yōu)榛野咨詭ЬG色后，再繼續(xù)消解lh，冷 卻；將上面按常規(guī)凱氏法消解所得到的消解液先以30ml水稀釋，再加入20%的NaOH 溶液使成中性或弱堿性，并定容為100ml。置20ml該溶液于吹脫瓶中，加入20%的NaOH 溶液使其11，加熱該溶液使溫度升到90°并保持恒定。向吹脫瓶吹入密閉循環(huán) 的空氣，流速為200-300ml/min，吹出的氣體進入已裝好了電導(dǎo)電極并盛有20ml濃度為 3. 5X10_4mol/L稀硫酸的吸收瓶中，吹脫5min后，停止吹氣。吹氣前后吸收液電導(dǎo)率的差 值與消解液中氨的濃度(即樣品中氮的含量)成正相關(guān)。對以上土壤樣品分成6份分別測 定，測定結(jié)果見下表測定標(biāo)準(zhǔn)樣品(土壤樣品的標(biāo)準(zhǔn)含量是0. 021 士 0. 004% )
權(quán)利要求
1.測定凱氏氮的新方法，其特征在于把被測物按常規(guī)凱氏法消解制得的消解液加水 稀釋，并加堿至堿性，加熱用氣體吹脫，把吹脫出的氣體用吸收液吸收，用電導(dǎo)儀測定其吸 收前后電導(dǎo)率之差值，從而來測定被測物的含氨量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測定凱氏氮的新方法，其特征在于包括以下步驟(1)凱氏法消解稱取0.5g被測物按凱氏消解法制得消解液；(2)中和把步驟(1)制得的消解液加水稀釋，再加入堿至中性或弱堿性，定容；(3)吹脫在步驟(2)制得的溶液中加堿至堿性并加溫，用的氣體吹脫；(4)測定把步驟(3)吹脫出的氣體用吸收液吸收，用電導(dǎo)儀測定其吸收前后電導(dǎo)率之 差值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測定凱氏氮的新方法，其特征在于所述的步驟(3)為吹脫 在步驟⑵制得的溶液中加堿液使PH > 11，把溶液加溫到80-90°C，用流速為200-300ml/min的氣體吹脫，吹脫時間為5_20min ；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測定凱氏氮的新方法，其特征在于所述的步驟(3)為吹脫 在步驟⑵制得的溶液中加堿液使PH ^ 11，把溶液加溫到90°C，用流速為200ml/min的氣體吹脫，吹脫時間為5min ；
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測定凱氏氮的新方法，其特征在于所述的步驟(4)測定 把步驟(3)吹脫出的氣體用稀硫酸為吸收液吸收，用電導(dǎo)儀測定吸收液的電導(dǎo)率在150-200 μ S。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測定凱氏氮的新方法，其特征在于所述的稀硫酸濃度為 3-4 X 1 (T4Hio 1/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測定凱氏氮的新方法，其特征在于在步驟(2)中加入的堿 為濃度為20%的NaOH溶液，且NaOH溶液中含有5%的EDTA。
8.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的測定凱氏氮的新方法，其特征在于所述步驟(3)的 吹脫氣體為密閉循環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的測定凱氏氮的新方法，其特征在于所述步驟(3)堿 為20%的NaOH溶液。
全文摘要
本發(fā)明屬于凱氏氮測定方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種測定凱氏氮的新方法。測定凱氏氮的新方法，把被測物按常規(guī)凱氏法消解制得的消解液加水稀釋，并加堿至堿性，加熱用氣體吹脫，把吹脫出的氣體用吸收液吸收，用電導(dǎo)儀測定其吸收前后電導(dǎo)率之差值，從而來測定被測物的含氨量。
文檔編號G01N27/06GK102103105SQ20091023126
公開日2011年6月22日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者李中, 泉維杰, 王維德 申請人:濟南精密科學(xué)儀器儀表有限公司