參考文獻:
凱氏法原理:樣品在濃硫酸和催化劑硫酸銅、硫酸鉀高溫硝化反應,把有機的氮結構轉化成無機的硫酸氮形式的氮,(為了使得樣品消化時不產生掛壁,必須采用樣品孔間溫差小和帶程序升溫功能的消化爐,否則會產生掛壁現象,導致消化失敗)消化完成后,需要將樣品冷卻到40℃左右,再把消化管放入定氮儀上。儀器對消化管內自動添加稀釋液、堿,反應杯內自動添加硼酸和顯色劑。對消化管內樣品加熱蒸餾,產生氨氣和水蒸氣結合形成氨水,氨水通過冷凝管冷卻流到反應杯內被硼酸吸收,生成硼酸氨,同時用標準硫酸進行滴定,直到蒸餾結束和滴定到終點。
儀器設備和試劑:
1.全自動定氮儀SKD-1000(上海沛歐分析儀器有限公司)
2.消化爐SKD-20S2(上海沛歐分析儀器有限公司)
3.萬分之一天平
標準硫酸濃度:0.01mol/L
40%的氫氧化鈉水溶液
2%的硼酸+甲基紅和嗅甲酚綠混合的指示劑
催化劑(硫酸銅:硫酸鉀為1:10的混合物)
蒸餾水
樣品為上海水產研究所提供的土壤標準品:665mgN/KG(允許誤差±50mg)
操作條件和程序:
1,把4個土壤樣品移入4個消化管內,4個消化管再放入5克催化劑,1g的樣品加入98%濃硫酸10ml,1.5g的樣品加入98%濃硫酸12ml,空白放相同的催化劑和濃硫酸,按序號放入消化爐,蓋上排廢氣裝置,打開抽氣泵上水開關。
消化爐溫度-時間曲線設置:
180度(5分鐘)--250度(10分鐘)---350度(10分鐘)----380度(70分鐘)。
程序段 | R:斜率(min/℃) | T:保溫時間 | C:目標溫度 |
1 | 200 | 5 | 180 |
2 | 180 | 10 | 250 |
3 | 180 | 5 | 350 |
4 | 200 | 60 | 380 |
消化爐根據時間-溫度曲線自動升溫和保溫,直到消化結束。把消化架取下放在冷卻架上,冷卻到40℃左右。
定氮儀設置:加稀釋液40ml、氫氧化鈉40ml、標準酸硫酸 0.01(moL/L)、硼酸和指示劑加50ml(儀器定量設置),蒸餾方式:定時(6分鐘)、蒸餾功率100%(1500W)、加堿方式:間段式加堿。
輸入4個樣品的編號、重量、標準酸濃度
氮含量計算公式N%=1.401(v-v0)c/m
N%---------氮含量
v--------消耗標準酸體積(ml)
V0------空白消化標準酸體積(ml)
C--------標準硫酸濃度(mol/L)
m--------樣品體積(ml)
檢測數據見下表,打印數據見打印報告:
土壤標準品:665mgn/KG(允許誤差±50mg)
編號 | 樣品重量g | 空白(ul) | 標準酸濃度mo/l | 樣品消耗標準酸量ml | N含量% | 示值誤差% |
1 | 1.0013 | 1220 | 0.01 | 5.972 | 0.0664(=664mgn/kg) | -1mg |
2 | 1.0198 | 1220 | 0.01 | 6.082 | 0.0667(=667mgn/kg) | +2mg |
3 | 1.4997 |
| 0.01 | 12ml硫酸消化失敗 |
| |
4 | 1.5015 |
| 0.01 | 12ml硫酸消化失敗 |
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備注:1, 稱取1g樣品,樣品消化**,回收率高,重復性好
稱取1.5g樣品,樣品未消化*,消化失敗,每個樣品量特性不一樣所以樣品量不是越多越好,消化時固體樣品量太多,硫酸要加得更多,消化難度加大。樣品量與濃硫酸的稀釋有著密切的關系,會影響消化效果。
提示:樣品量稱取0.3~1克,加入濃硫酸8ml~10ml,加入硫酸銅:硫酸鉀為1:9的混合物5克。以上僅供參考。
2,對于樣品氮含量低的樣品,應該使用合適的標準酸濃度,本次實驗使用的0.01mol/L的標準酸。選取滴定標準酸與測定樣品中的含氮量的關系
滴定標準酸的摩爾濃度 | 測定樣品中的含氮量 |
0.02摩爾濃度 | 1~20毫克氮 |
0.1摩爾濃度(常規) | 15~100毫克氮 |
0.15摩爾濃度 | 30~160毫克氮 |