復(fù)混肥料是指氮、磷、鉀三種養(yǎng)分中,至少有兩種養(yǎng)分標(biāo)明量由化學(xué)方法和(或)摻混方法制成的肥料[1]。由于具有含多種營(yíng)養(yǎng)元素、養(yǎng)分配合比較合理、物理性好(顆粒狀)、包裝貯存和運(yùn)輸方便等特點(diǎn),在當(dāng)今農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中, 復(fù)混肥料的使用十分普遍,在質(zhì)量上生產(chǎn)企業(yè)與相關(guān)管理部門主要通過檢測(cè)其中氮、磷、鉀等養(yǎng)分的含量來控制,但由于生產(chǎn)廠家技術(shù)層次高低不一、采用的原料種類十分繁多、加工工藝各有千秋等因素,對(duì)復(fù)混肥料的檢測(cè)工作提出越來越高的要求。目前復(fù)混肥料的質(zhì)量執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB 15063-2001,其中對(duì)總氮的測(cè)定采用GB/T 8572-2001《復(fù)混肥料中總氮含量的測(cè)定 蒸餾后滴定法》[2]。該方法的測(cè)定原理為在堿性介質(zhì)中用定氮合金將硝酸根還原,直接蒸餾出氨或在酸性介質(zhì)中還原硝酸鹽成銨鹽,在混合催化劑存在下,用濃硫酸硝化,將有機(jī)態(tài)氮或酰胺態(tài)氮和氰氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為銨鹽,從堿性溶液中蒸餾氨。將氨吸收在過量硫酸溶液中,在甲基紅一亞甲基藍(lán)混合指示劑存在下,用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液返滴定。檢測(cè)過程中根據(jù)復(fù)混肥料中氮的形態(tài),測(cè)定方法不同,主要由下列兩種情況所決定:(1)僅含硝態(tài)氮或硝態(tài)與銨態(tài)氮時(shí),樣品中加入定氮合金和氫氧化鈉直接蒸餾出氮,用一定量硫酸溶液吸收后以氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定。(2)除(1)中情況外的樣品先用鉻粉加鹽酸將硝酸根還原成銨鹽(無硝態(tài)氮可省略此步),然后用濃硫酸和混合催化劑將酰胺態(tài)氮、氰胺態(tài)氮和有機(jī)質(zhì)氮轉(zhuǎn)化為銨鹽(無有機(jī)質(zhì)氮可不加混合催化劑,無上述形態(tài)氮可省略此步)再加氫氧化鈉蒸餾出氨,用一定量硫酸溶液吸收后再以氫氧化鈉滴定溶液滴定。因此,對(duì)復(fù)混肥料特別是不能明確組成成分的樣品,總氮含量測(cè)定時(shí)應(yīng)進(jìn)行硝態(tài)氮的檢查,從而確定合適的處理方法進(jìn)行檢測(cè)。多年來,我們?cè)跈z測(cè)時(shí)往往先進(jìn)行硝酸根定性驗(yàn)證:稱取0.5g樣品,加10mL蒸餾水,搖勻、過濾。吸取濾液4mL,加1mL醋酸-銅離子混合試劑,搖勻后,加一小勺硝酸試粉,看是否產(chǎn)生橙紅色偶氮染料,有則含硝酸根,但由于硝酸試粉要避光保存,且很容易失效,因此,常常要重新配制。定性檢查又不能確定硝態(tài)氮的含量范圍,而GB/T 8572-2001中對(duì)稱樣量要求選擇在0.5-2g范圍內(nèi),由試樣中總氮含量來確定,在樣品中含硝態(tài)氮時(shí),要同時(shí)參考硝態(tài)氮的含量,以總氮含量接近235mg或硝態(tài)氮含量接近60mg為適,但低含量的試樣以稱樣量2.5g為上限,由此看出單純對(duì)硝酸根作定性驗(yàn)證的結(jié)果并不能明確稱樣量。因此,GB/T 8572-2001中硝酸根驗(yàn)證方法存在只能定性、硝酸試粉易失效、不能明確稱樣量等缺陷。
經(jīng)過幾年的研究摸索,我們發(fā)現(xiàn)運(yùn)用紫外分光光度計(jì)法,可以更方便的對(duì)復(fù)混肥料進(jìn)行硝態(tài)氮檢查,同時(shí)還能定量地確定硝態(tài)氮的含量范圍,從而可以合理確定稱樣量及相應(yīng)的試樣處理方法。具體如下:
1 主要儀器和試劑
1.1 紫外分光光度計(jì)(波長(zhǎng)范圍190-1100nm)
1.2 石英比色杯(1cm)
1.3 一般實(shí)驗(yàn)室玻璃儀器
1.4 硝酸鉀(分析純)
1.5 水,試驗(yàn)中所用水均為重蒸水
2 分析測(cè)定步驟
2.1 稱樣
稱取0.5g(至0.0002g)的樣品于250mL容量瓶中,加150mL蒸餾水,搖勻、定容、過濾。吸取濾液1mL,用水定容至
100mL得待測(cè)溶液。
2.2 校正曲線
L、2.0mg/L、3.0mg/L、4.0mg/L、5.0mg/L和6.0mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。
2.3 比色
在紫外分光光度計(jì)上,用1cm比色皿于205nm波長(zhǎng)處進(jìn)行比色測(cè)定吸光值。
2.4 根據(jù)1.2中標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的比色結(jié)果,繪制校正曲線
2.5 計(jì)算
根據(jù)待測(cè)溶液的吸光值,在校正曲線上查得相應(yīng)質(zhì)量濃度ρ,然后依據(jù)公式1計(jì)算得到樣品中硝態(tài)氮含量ω。
ω(%)=ρ×V×D÷m÷106×100 ……公式 1
公式注釋:
ρ——在校正曲線上查得相應(yīng)質(zhì)量濃度,mg/L;V——比色體積,mL;D——分取倍數(shù),為定容體積/分取體積;m——稱取樣品的質(zhì)量,g;
3 結(jié)果與討論
3.1 波長(zhǎng)的選擇
我們分別使用質(zhì)量濃度ρ(NO3-N)為1mg/L、3mg/L、5mg/L的溶液,在波長(zhǎng)為190-400nm范圍內(nèi)進(jìn)行掃描,結(jié)果繪制出三條吸收曲線(分別為圖1、圖2、圖3),均在205nm左右處有大吸收峰。因此,選定205nm為檢測(cè)波長(zhǎng)。
3.2 校正曲線線性濃度范圍試驗(yàn)
用硝酸鉀配制質(zhì)量濃度ρ(NO3-N)為 0.1-10.0mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液,用1cm比色皿,在波長(zhǎng)205nm處,以水為參比,將紫外分光光度計(jì)的吸光度調(diào)整到零后,依次測(cè)定吸光度。發(fā)現(xiàn)校正曲線在質(zhì)量濃度ρ(NO3-N)處于0.0-4.0mg/L范圍內(nèi)時(shí)有良好的線性關(guān)系,9個(gè)點(diǎn)的校正曲線方程為Y=0.6372X+0.228,相關(guān)系數(shù)
R2=0.9995;而當(dāng)質(zhì)量濃度ρ(NO3-N)≥6.0mg/L時(shí),校正曲線開始出現(xiàn)彎曲平臺(tái),質(zhì)量濃度ρ(NO3-N)為 0.1-10.0mg/L的校正曲線
3.3 精密度試驗(yàn)
選取5個(gè)不同硝態(tài)氮含量的肥料樣品,采用水提后紫外分光光度計(jì)測(cè)定的方法,每個(gè)樣品設(shè)6次平行,測(cè)定硝態(tài)氮含量。
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