专利名称：测定凯氏氮的新方法
技术领域：
本发明属于凯氏氮测定方法技术领域，尤其涉及一种测定凯氏氮的新方法。
背景技术：
氮是农业三要素之首，氮在自然界中的形态很多，因此其测定的难度较大。凯氏定 氮法，能测定除硝酸盐氮、亚硝酸盐氮以外的所有形式的氮，因此是最常用的测定氮的方法 之一，凯氏氮是指用浓硫酸为介质，将土壤、植株等试样中的各种形态的氮(除硝酸盐氮、 亚硝酸盐氮外)高温消解成铵态氮。凯氏氮包括氨氮和在此条件下能转化为铵盐而被测定 的有机氮化合物，此类有机氮化合物主要有蛋白质、氨基酸、肽、胨、核酸、尿素以及合成的 氮为负三价形态的有机氮化合物。本方法即对这些氮的总量(即凯氏氮)进行测定。现有技术中，其分离测定的主要方法也是唯一的方法是蒸馏分离与滴定法或光度 法的测定。在被测物(土壤或植株等)中加入硫酸并加热消解，使有机物中的各种含氮化 合物转变为硫酸铵，游离氨和铵盐也转为硫酸铵。消解时加入适量硫酸钾提高沸腾温度，以 增加消解速率，并以硫酸铜为催化剂，以缩短消解时间。消解后液体，加碱使成碱性并加热 使氨与水蒸气一起蒸馏出来，吸收于硼酸溶液或稀硫酸溶液中，然后以滴定法或光度法测 定氨含量。由于此消解液有强酸性，还含有消解用的催化剂等物质，因此测定前，必须将铵态 氮分离出来；否则由于这些物质的干扰，使测定无法进行。现有分离铵的方法是在碱性条件下，使铵转变成氨气以使其从液态的试样中逸 出，目前都是将试液煮沸蒸馏，使氨与水蒸气同时逸出，直至蒸干以使氨分离完全。这样就 需要把试液加热到100°c，然后再继续蒸馏，耗电，耗时，且同时蒸馏出的大量水，将氨稀释 不利于低浓度氮的测定。这样分离后的测定方法，目前是如氨量较高，就在吸收液中加入硼酸，然后用硫 酸进行氨量的滴定，滴定的终点用目视法或电位法等判定，由于这是强酸与弱碱的滴定，滴 定的突跃很不明显，目视法的终点即使采用混合指示剂也很难判定，滴定误差较大，而用电 位法就要有全套的电位滴定法的仪器，那样费用大，设备占地也大；如氨量很低，就要在将 吸收液定容后，加入显色剂等用光度法(比色法)来测定氨的浓度，但所用显色剂比较复杂 且有含汞的化学试剂，不但增高了测定费用还会造成二次污染。 上述现有测定方法测量精度低，只能达到0. ImgN ；重现性差(未提供相对 量)；分离过程复杂、操作烦琐，分离时每次(每只)试管都需进行高温蒸馏分离，一只试管 样品(蒸馏)分离(测试)完成，需用人工换下该只试管(无自动进样情况下)；分离过程 危险分离时，每次(每只)试管都需通入大量高温蒸汽、强碱，系统(玻璃试管)容易产 生问题，造成危险或伤害。因此现有设备生产商都着重强调其产品另加一套安全操作系统； 耗能A、用电主机功率2200W，用时6分钟；B、用水2L/分钟，用时4分钟；自动进样复杂 (目前只有国外少数厂家实现自动进样)因氨的回收要求在密闭环境下完成，实现自动进 样，系统体积庞大(约1000*900*800mm，约50-60个样品量)，造价昂贵。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供了一种测定凯氏氮的新方法，该技 术方案利用氨的蒸汽压随温度上升会迅速增高的特点，在将碱性试液加热到一定温度时通 入空气将氨吹出，吹出的氨以稀硫酸吸收，此硫酸溶液的电导率因氨的吸收而下降。在一定 的技术条件下，氨的吹脱率就是稳定的；而且氨的吹脱量与硫酸溶液电导率的降低值成正 比，据此即可进行氨的分离与测定。由于电导法可以根据氨量的高低调整吸收液的浓度，因 此可适用于不同含氮样品的测定，能将经凯氏法消解后所得到的各种试液中的铵态氮，快 速、准确、方便的测定出来。为解决上述技术问题，本发明的技术方案为测定凯氏氮的新方法，称取0.5g被 测物送入干燥的消解管底部，加入2g加速剂，加水2mL湿润试样，再加约SmL浓硫酸，摇 勻，将消解管置于控温消解炉上，用小火加热10-15min，待管内反应缓和后，强火加热至 375°C，待被测物与液体全部变为灰白稍带绿色后，再继续消解lh，冷却；中和把按常规凯氏法消解制得的消解液先加入30-50mL的水稀释，再加入20%的 NaOH溶液至中性或弱碱性，把溶液定容到IOOmL ；加入的NaOH溶液中含有5%的EDTA。吹脱在步骤(1)制得的溶液中加碱液使pH ^ 11，把溶液加温到80-90°C，用流速 为200-300ml/min的气体吹脱，吹脱时间为5-20min ；吹脱气体为密闭循环。测定把步骤⑵吹脱出的气体用浓度为3-4X10_4mOl/L稀硫酸为吸收液吸收，用 电导仪测定其吸收前后电导率之差值。吹气前后吸收液电导率的差值与消解液中氨的浓度(即样品中氮的含量)成正相 关。
浓度 c(ml/L)00. 20. 51. 01. 52. 0AS(u s)30. 633. 239. 346. 855. 664. 4工作曲线见附
图1。本发明的有益效果是发明的凯氏氮测定方法与现有测定方法相比，分离过程消 耗的热能少，时间短；测定过程与分离过程同时进行，不需要其他化学试剂，既节约了时间 也节约了化学试剂。而且改变吸收液稀硫酸的浓度与电导率的量程即可对不同浓度的氨进 行测定。本方法的分离与测定的效果均不低于现有的方法，而且由于不需要密闭蒸馏，使本 方法更便于实现全过程的自动化。(1)、测量精度高0· 02mgN(2)、重现性好(标准偏差)< 0. 01 % ；准确度(绝对误差)< 0. 005%(3)、无分离(蒸馏)过程(4)、吹脱过程简单安全吹脱时低温(相对于蒸馏)90°C进行，无试管、无需人工 操作，顽无需外加安全保障系统(5)、节约能源A、用电主机功率200W，用时5分钟；B、用水无(6)、自动进样简便可实现大部分用户要求自动样的愿望常规环境下进样，成本 低，体积小(约 400*400*500mm)
具体实施例方式实施例测定标准样品(土壤样品的标准含量是0. 021 士 0. 004% )称取0. 5g上述土壤送入干燥的消解管底部，加入2g加速剂，加水2mL湿润试样， 再加约8mL浓硫酸，摇勻，将消解管置于控温消解炉上，用小火加热10-15min，待管内反应 缓和后，强火加热至375°C，待被测物与液体全部变为灰白稍带绿色后，再继续消解lh，冷 却；将上面按常规凯氏法消解所得到的消解液先以30ml水稀释，再加入20%的NaOH 溶液使成中性或弱碱性，并定容为100ml。置20ml该溶液于吹脱瓶中，加入20%的NaOH 溶液使其11，加热该溶液使温度升到90°并保持恒定。向吹脱瓶吹入密闭循环 的空气，流速为200-300ml/min，吹出的气体进入已装好了电导电极并盛有20ml浓度为 3. 5X10_4mol/L稀硫酸的吸收瓶中，吹脱5min后，停止吹气。吹气前后吸收液电导率的差 值与消解液中氨的浓度(即样品中氮的含量)成正相关。对以上土壤样品分成6份分别测 定，测定结果见下表测定标准样品(土壤样品的标准含量是0. 021 士 0. 004% )
权利要求
1.测定凯氏氮的新方法，其特征在于把被测物按常规凯氏法消解制得的消解液加水 稀释，并加碱至碱性，加热用气体吹脱，把吹脱出的气体用吸收液吸收，用电导仪测定其吸 收前后电导率之差值，从而来测定被测物的含氨量。
2.根据权利要求1所述的测定凯氏氮的新方法，其特征在于包括以下步骤(1)凯氏法消解称取0.5g被测物按凯氏消解法制得消解液；(2)中和把步骤(1)制得的消解液加水稀释，再加入碱至中性或弱碱性，定容；(3)吹脱在步骤(2)制得的溶液中加碱至碱性并加温，用的气体吹脱；(4)测定把步骤(3)吹脱出的气体用吸收液吸收，用电导仪测定其吸收前后电导率之 差值。
3.根据权利要求2所述的测定凯氏氮的新方法，其特征在于所述的步骤(3)为吹脱 在步骤⑵制得的溶液中加碱液使PH > 11，把溶液加温到80-90°C，用流速为200-300ml/min的气体吹脱，吹脱时间为5_20min ；
4.根据权利要求3所述的测定凯氏氮的新方法，其特征在于所述的步骤(3)为吹脱 在步骤⑵制得的溶液中加碱液使PH ^ 11，把溶液加温到90°C，用流速为200ml/min的气体吹脱，吹脱时间为5min ；
5.根据权利要求2所述的测定凯氏氮的新方法，其特征在于所述的步骤(4)测定 把步骤(3)吹脱出的气体用稀硫酸为吸收液吸收，用电导仪测定吸收液的电导率在150-200 μ S。
6.根据权利要求5所述的测定凯氏氮的新方法，其特征在于所述的稀硫酸浓度为 3-4 X 1 (T4Hio 1/L。
7.根据权利要求2所述的测定凯氏氮的新方法，其特征在于在步骤(2)中加入的碱 为浓度为20%的NaOH溶液，且NaOH溶液中含有5%的EDTA。
8.根据权利要求2、3或4所述的测定凯氏氮的新方法，其特征在于所述步骤(3)的 吹脱气体为密闭循环。
9.根据权利要求2、3或4所述的测定凯氏氮的新方法，其特征在于所述步骤(3)碱 为20%的NaOH溶液。
全文摘要
本发明属于凯氏氮测定方法技术领域，尤其涉及一种测定凯氏氮的新方法。测定凯氏氮的新方法，把被测物按常规凯氏法消解制得的消解液加水稀释，并加碱至碱性，加热用气体吹脱，把吹脱出的气体用吸收液吸收，用电导仪测定其吸收前后电导率之差值，从而来测定被测物的含氨量。
文档编号G01N27/06GK102103105SQ20091023126
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者李中, 泉维杰, 王维德 申请人:济南精密科学仪器仪表有限公司