准确测定复混肥中硝态氮的含量
唐艳丽
（陕西兴化化学股份有限公司，陕西 兴平713100）
［摘 要］分析复混肥中不同形态氮的化学性质，通过硝态氮不同测定方法的对比试验，找到了解决硝态氮含量检验中常见问题的方法，以及检验的关键所在，旨在对复混肥的检验工作有所帮助。
［关键词］复混肥； 硝态氮；定氮合金；铬粉；测定
［中图分类号］ TQ 440.72 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2015）06-0078-03
0 引 言
我公司生产的复混肥料中硝态氮含量高，常常因抽检方没有完全检验出硝态氮而引起质量纠纷。在缺乏复混肥料中硝态氮含量检测标准方法的情况下，我们通过对GB/T8572—2010《复混肥料中总氮含量的测定——蒸馏后滴定法》的研究，间接找到了复混肥料中硝态氮含量的检测方法，并通过试验找到了硝态氮含量检验中的常见问题及检验的关键所在。
1 复混肥中氮的测定原理及解析
复混肥中的氮主要以5种形态存在:铵态氮（NH+4-N，存在于硫酸铵、氯化铵、硝酸铵等中）、硝态氮（NO-3-N，存在于硝酸钾、硝酸铵等中）、酰胺态氮（存在于尿素等中）、氰氨态氮（存在于氰氨化钙中）、有机态氮［存在于动物粪肥和腐植酸肥等有机质肥料中，以氨基酸（CH2NH2COOH）形式存在］。
氮的测定原理：在碱性介质中用定氮合金将硝态氮还原，直接蒸馏出氨或在酸性介质中用铬粉还原硝酸盐成铵盐，在混合催化剂（K2SO4和CuSO4的混合物，作用是提高溶液的沸点，从而提高反应温度，加快反应速率；无有机态氮的情况下不用加混合催化剂）存在下，用浓硫酸消化，将有机态氮或酰胺态氮和氰氨态氮转化为铵盐，再从碱性溶液中蒸馏氨；将氨吸收于过量硫酸溶液中，在甲基红-亚甲基蓝混合指示剂存在下，用氢氧化钠标准滴定溶液返滴定。不同形态的氮在酸性或碱性介质中的反应原理如下。
铵态氮仅可在碱性条件下直接加热蒸馏，反应方程式为：
NH4++OH- ==NH3↑＋H2O
硝态氮在酸性条件下用铬粉还原，反应方程式为：
NO3-+10H++4Cr==4Cr2++ NH4++3H2O
酰胺态氮在浓硫酸作用下加热水解，反应方程式为：
CO(NH2)2+H2SO4+H2O==(NH4)2SO4+CO2↑
氰氨态氮在浓硫酸作用下加热水解，反应方程式为：
CaCN2+2H2SO4+2H2O==(NH4)2SO4+CO2↑+CaSO4
有机态氮在浓硫酸作用下加热水解（有机态氮肥因来源不同消化难易程度差别很大，消化时间无统一尺度，原则上消化管内颜色为浅蓝色则认为消化完全），反应方程式为：
2CH2NH2COOH+7H2SO4== (NH4)2SO4+4CO2↑+6SO2↑+8H2O
上述5种形态的氮肥中，铵态氮肥中的氮以-3价存在，其水溶液遇到强碱且在加热的情况下以NH3的形态逸出，而铵态氮在浓硫酸中是稳定的。酰胺态氮、氰氨态氮、有机态氮对于硫酸的消解反应相似，都能够在催化剂的作用下通过加热被浓硫酸定量消化分解成为铵盐，再从碱性溶液中蒸馏出氨，用过量硫酸溶液吸收。关键的问题是如何检测硝态氮，因与其共存的氮形态不同，其检测有2种方法：当硝态氮单独存在或仅与铵态氮共存时，在碱性介质中用定氮合金还原法测定；当硝态氮与铵态氮、其他形态氮共存或仅与其他形态的氮共存时，在酸性介质中用铬粉还原法测定。
归纳起来，GB/T8572—2010中总氮的检测不外乎2种方法：① 第一种情况，仅含硝态氮或硝态氮和铵态氮共存时，在碱性介质中用定氮合金还原、蒸馏、硫酸吸收、氢氧化钠返滴定进行测定；② 第一种情况以外的试样，先用铬粉加盐酸还原（标准要求包装容器上标明“含硝态氮”，若无标注，可认为不含硝态氮，无硝态氮时可省略此步骤），再用浓硫酸和混合催化剂将酰胺态氮、氰氨态氮、有机态氮转化为铵盐（无有机态氮时可不加混合催化剂），之后加碱蒸馏、硫酸吸收、氢氧化钠返滴定进行测定。
2 检验中遇到的困惑
如果已知肥料中氮的具体存在形态，则氮的检测就很容易了。但在大多数情况下，氮的具体形态并不明确，只能当作未知试样检测，这时通常采用先加铬粉还原再加浓硫酸消化的方法，但使用这种方法总会出现总氮测定平行结果差、检验结果（数值）偏低的问题，这是许多检验人员曾遇到却又找不到原因和无法解决的问题。
我公司生产的复混肥料也常因总氮含量异议而引起质量纠纷，其实都是硝态氮的测定引起的。以我公司生产的复混肥料
3 通过试验解决困惑
更多内容请见《中氮肥》2015年第6期