CN102062736A - 一种磷钾碳铵中氮、磷、钾含量快速测定的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磷钾碳铵中氮、磷、钾含量快速测定的方法，该方法是基于GB3599-83碳酸氢铵和氨水中氨态氮含量的测定-酸量法的改进方法，将质量为G、化学式为NH₄HCO₃·x(NH₄)₂HPO₄·yKHCO₃的磷钾碳铵加入到过量的硫酸标准溶液当中，充分反应后除去二氧化碳，然后加入酸碱反应指示剂，用氢氧化钠标准溶液回滴至指示剂变色；再根据空白试验的结果，进行氮、磷、钾的含量快速测定。克服了按现有标准对磷钾碳铵中氮、磷、钾的含量检测时的操作复杂、步骤繁多、容易出现误差、试剂昂贵的缺陷；具有快速、简捷、准确的检测效果。

Description

一种磷钾碳铵中氮、磷、钾含量快速测定的方法

技术领域

本发明属于肥料组分含量测定技术领域，涉及一种磷钾碳铵中氮、磷、钾含量快速测定的方法。

背景技术

磷钾碳铵是碳酸氢铵进行深度加工的产品，化学式为：NH₄HCO₃·X(NH₄)₂HPO₄·YKHCO₃，其中为了化肥的营养平衡，X、Y均应小于或等于1。鉴于这种产品属于碳基氮、磷、钾复合肥料的范畴，其中氮的分析方法应该采用GB8572-88复混肥料中氮含量测定-蒸馏后滴定法；磷的分析方法应该采用GB8573-88复混肥料中磷含量测定-磷钼酸铵重量法；钾的分析方法应该采用GB8574-88复混肥料中钾含量测定-四苯基合硼酸钾重量法进行测定。但是上述方法分别采用不同的含量测定方法，步骤复杂，分析时间较长，存在的误差很难控制，而且分析药品和仪器价格昂贵，不利于肥料中氮、磷、钾的快速测定。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种磷钾碳铵中氮、磷、钾含量快速测定的方法，该方法是基于GB3599-83碳酸氢铵和氨水中氨态氮含量的测定-酸量法的改进方法，能够快速测定氮、磷、钾的含量。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种磷钾碳铵中氮、磷、钾含量快速测定的方法，包括以下步骤：

将质量为G、化学式为NH₄HCO₃·x(NH₄)₂HPO₄·yKHCO₃的磷钾碳铵加入到过量的体积为V、当量浓度为1N的硫酸标准溶液当中，充分反应后除去二氧化碳，然后加入甲基红-亚甲基蓝指示剂溶液或甲基橙指示剂溶液，用当量浓度为1N的氢氧化钠标准溶液回滴至指示剂变色，回滴所消耗的氢氧化钠标准溶液的体积为V₁；

同时，将体积为V的硫酸标准溶液加入甲基红-亚甲基蓝指示剂溶液或甲基橙指示剂溶液，用氢氧化钠标准溶液滴定至指示剂变色，所消耗的氢氧化钠标准溶液的体积为V₂；

磷钾碳铵中氮的质量分数按(1)式计算：

$N\%=\frac{1}{1+x+y}\×\frac{N(V_2-V_1)\×1.401}{G}---\left(1\right);$

磷钾碳铵中五氧化二磷的质量分数按(2)式计算：

$P_2{O}_5\%=\frac{x}{1+x+y}\×\frac{N(V_2-V_1)\×3.1}{G}\×\frac{142}{62}---\left(2\right);$

磷钾碳铵中氧化钾的质量分数按(3)式计算：

$K_{2}O\%=\frac{y}{1+x+y}\×\frac{N(V_2-V_1)\×3.91}{G}\×\frac{94}{78}---\left(3\right);$

其中，N为氢氧化钠标准溶液的当量浓度。

所述的二氧化碳的去除为：反应完成后，加热煮沸2～5分钟，室温冷却。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的快速测定的方法，只需要一次检测就能获得磷钾碳铵中氮、磷、钾的含量，用于代替复杂的氮、磷、钾三项分析；而且操作方法简洁，所用试剂简单易得，克服了按现有标准对磷钾碳铵中氮、磷、钾的含量检测时的操作复杂、步骤繁多、容易出现误差、试剂昂贵的缺陷；具有快速、简捷、准确的检测效果。

具体实施方式

本发明基于GB3599-83碳酸氢铵和氨水中氨态氮含量的测定-酸量法，提供磷钾碳铵中氮、磷、钾含量快速测定的方法。下面结合具体的反应原理和测定方法对本发明做详细的说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

1、适用范围

磷钾碳铵中氮、磷、钾含量快速测定的方法，适用于酸量法测定磷钾碳铵NH₄HCO₃·x(NH₄)₂HPO₄·yKHCO₃中氨态氮、五氧化二磷和氧化钾含量的测定。

2、检测原理

2.1酸量法对氨态氮含量的测定原理：

将待测的磷钾碳铵充分溶解之后，首先用过量的酸液反应，再用标准碱液回滴，同时进行空白试验，从两次滴定之差，计算含氮量。

其化学反应如下：

2NH₄HCO₃+H₂SO₄→(NH₄)₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O

H₂SO₄+2NaOH→Na₂SO₄+2H₂O

2.2磷钾碳铵中氮、磷、钾含量快速测定的原理：

磷钾碳铵NH₄HCO₃·x(NH₄)₂HPO₄·yKHCO₃的主要组分是NH₄HCO₃，次要组分是x(NH₄)₂HPO₄和yKHCO₃，次要组分的化学式以及化学性质和NH₄HCO₃相似，与酸、碱的化学反应相似：

2(NH₄)₂HPO₄+2H₂SO₄→2(NH₄)₂SO₄+P₂O₅↑+3H₂O

H₂SO₄+2NaOH→Na₂SO₄+2H₂O

或

2KHCO₃+H₂SO₄→K₂SO₄+2CO₂↑+2H₂O

H₂SO₄+2NaOH→Na₂SO₄+2H₂O

因此基于酸量法，可对磷钾碳铵中氮、磷、钾含量的测定进行如下推导：

磷钾碳铵的化学式为NH₄HCO₃·x(NH₄)₂HPO₄·yKHCO₃；

三种组分的摩尔比：MNH₄HCO₃∶Mx(NH₄)₂HPO₄∶MyKHCO₃＝1∶x∶y；

在对磷钾碳铵进行酸量法滴定时：

磷钾碳铵NH₄HCO₃·x(NH₄)₂HPO₄·yKHCO₃在过量酸滴定中消耗H₂SO₄的总体积为：

其中V_回标为磷钾碳铵与过量硫酸标准溶液反应后，再用氢氧化钠标准溶液回滴所消耗的体积，V_空白为未参与反应的过量硫酸标准溶液，用氢氧化钠标准溶液滴定所消耗的体积，N_NaOH为氢氧化钠标准溶液的当量浓度，N_H2SO4为硫酸标准溶液的当量浓度；

其中：NH₄HCO₃消耗H₂SO₄的体积为：

X(NH₄)₂HPO₄消耗H₂SO₄的体积为：

yKHCO₃消耗H₂SO₄的体积为：

而所消耗的N_aOH为：

NH₄HCO₃需要滴定N_aOH的当量数为：

X(NH₄)₂HPO₄需要滴定N_aOH的当量数为：

YKHCO₃需要滴定N_aOH的当量数为：

所以，磷钾碳铵的含N量应为：

磷钾碳铵的含P量应为：

磷钾碳铵的含K量应为：

其中，G为待测样品的质量。

3、试剂和溶液

1)硫酸(GB625-77)

2)1N硫酸标准溶液：按照GB625-77《化学试剂标准溶液制备方法》配制与标定。

3)甲基红(HG3-958-76)：0.1％乙醇溶液。

4)甲基橙(HGB3089-59)：0.1％溶液.

5)95％乙醇(GB679-80)。

6)亚甲基蓝(HGB3394-60)。

7)混合指示剂溶液：溶解0.1g甲基红(3)与50ml 95％乙醇(5)中，加入0.05g亚甲基蓝(6)，溶解后用95％乙醇(5)稀释至100ml。

8)氢氧化钠(GB629-77).

9)1N氢氧化钠标准溶液：按照GB601-77配制与标定。

4、具体的测定步骤

在已称重量的带盖称量瓶中，迅速称取2g磷钾碳铵(精确准至0.002g)，加入到已盛有50.0ml 1N硫酸标准溶液(2)的锥形瓶中，摇匀是反应完全，加热煮沸2～5分钟以驱除二氧化碳；冷却后加2～3滴混合指示剂溶液(7)或1～2滴甲基橙指示剂溶液(4)；用1N氢氧化钠标准溶液(9)滴定至灰色(或橙色)为终点，得到V₁或V_回标；

同时，进行空白试验：50.0ml 1N硫酸标准溶液(2)加2～3滴混合指示剂溶液(7)或1～2滴甲基橙指示剂溶液(4)，用1N氢氧化钠标准溶液(9)滴定至灰色(或橙色)为终点，所消耗的氢氧化钠标准溶液的体积为V₂或V_空白。

5、结果

5.1碳酸氢铵

氮含量质量百分比按(1)式计算

$N\%=\frac{1}{1+x+y}\×\frac{N(V_2-V_1)\×1.401}{G}---\left(1\right)$

5.2磷酸氢二铵

五氧化二磷含量质量百分比按(2)式计算：

$P_2{O}_5\%=\frac{x}{1+x+y}\×\frac{N(V_2-V_1)\×3.1}{G}\×\frac{142}{62}---\left(2\right)$

5.3碳酸氢钾

氧化钾含量质量百分比按(3)式计算：

$K_{2}O\%=\frac{y}{1+x+y}\×\frac{N(V_2-V_1)\×3.91}{G}\×\frac{94}{78}---\left(3\right)$

其中：N-氢氧化钠标准溶液的当量浓度。

V₁-滴定式样用去氢氧化钠标准溶液的体积，ml；

V₂-空白试验用去氢氧化钠标准溶液的体积，ml；

G-试样的质量，g；

0.01401-每毫克当量氮的质量，g；

0.031-每毫克当量磷的质量，g；

0.0391-每毫克当量钾的质量，g；

1-碳酸氢铵的摩尔数；

X-磷酸二铵的摩尔数；

Y-碳酸氢钾的摩尔数；

94-氧化钾的分子量；

142-五氧化二磷的分子量；

62-2倍磷的原子量；

78-2倍钾的原子量；

5.3允许的误差

(1)取平行测定结果的算术平均值为测定结果；

(2)平行测定结果的绝对差值：含N不大于0.10％，含P₂O₅不大于0.2％，含K₂O不大于0.12％

(3)不同实验测定结果的绝对差值：含N不大于0.15％，含P₂O₅不大于0.2％，含K₂O不大于0.24％

注：所允许的误差是在GB3599-83碳酸氢铵和氨水中氨态氮含量的测定-酸量法和GB8573-88复混肥料中磷含量的测定-磷钼酸铵重量法和GB8574-88复混肥料中钾重量法进行测定-四苯基合硼酸钾重量法的基础上进行修订的标准。

Claims (2)

1.一种磷钾碳铵中氮、磷、钾含量快速测定的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将质量为G、化学式为NH₄HCO₃·x(NH₄)₂HPO₄·yKHCO₃的磷钾碳铵加入到过量的体积为V、当量浓度为1N的硫酸标准溶液当中，充分反应后除去二氧化碳，然后加入甲基红-亚甲基蓝指示剂溶液或甲基橙指示剂溶液，用当量浓度为1N的氢氧化钠标准溶液回滴至指示剂变色，回滴所消耗的氢氧化钠标准溶液的体积为V₁；

同时，将体积为V的硫酸标准溶液加入甲基红-亚甲基蓝指示剂溶液或甲基橙指示剂溶液，用氢氧化钠标准溶液滴定至指示剂变色，所消耗的氢氧化钠标准溶液的体积为V₂；

磷钾碳铵中氮的质量分数按(1)式计算：

$N\%=\frac{1}{1+x+y}\×\frac{N(V_2-V_1)\×1.401}{G}---\left(1\right);$

磷钾碳铵中五氧化二磷的质量分数按(2)式计算：

$P_2{O}_5\%=\frac{x}{1+x+y}\×\frac{N(V_2-V_1)\×3.1}{G}\×\frac{142}{62}---\left(2\right);$

磷钾碳铵中氧化钾的质量分数按(3)式计算：

$K_{2}O\%=\frac{y}{1+x+y}\×\frac{N(V_2-V_1)\×3.91}{G}\×\frac{94}{78}---\left(3\right);$

其中，N为氢氧化钠标准溶液的当量浓度。

2.如权利要求1所述的磷钾碳铵中氮、磷、钾含量快速测定的方法，其特征在于，所述的二氧化碳的去除为：反应完成后，加热煮沸2～5分钟，室温冷却。