实验2 氮肥中含氮量的测定 可参考《分析化学》P170

实验二氮肥中含氮量的测定(甲醛法)

请同学们参考《分析化学实验》P170-172页的实验内容

一、氢氧化钠标准溶液的配制和标定

（一）目的要求

1.了解碱标准溶液一般的配制和标定方法。

2.掌握用邻苯二甲酸氢钾标定氢氧化钠溶液的方法。

（二）原理

碱标准溶液常用氢氧化钠来配制。氢氧化钾一般并不优于氢氧化钠，而且价格高，因此仅在个别特殊情况下使用。

由于氢氧化钠固体易吸收空气的CO2和水分，因此碱标准溶液不能直接配制，而必须用标定法。

氢氧化钠吸收空气中的CO2，以及水中溶解的CO2，使配得的溶液中含有少量Na2CO3。含有碳酸盐的标准碱溶液，将使滴定反应复杂化，甚至使测定发生一定的误差。因此应配制不含碳酸盐的碱溶液：

1. 取1份纯净的NaOH，加入1份水，搅拌使之溶解，配制成50%的NaOH浓溶液（约14.5mol·L-1）。在此溶液中，碳酸钠几乎不溶解。待碳酸钠沉降下来之后，吸取上层清液，用新煮沸并冷却的蒸馏水稀释至所需的浓度。

2. 1L氢氧化钠标准溶液中，加入1~2mL20%BaCl2溶液，摇匀后用橡皮塞塞紧，静置过夜，待碳酸钡完全沉淀后，将上层清液转入另一试剂瓶中，塞好备用。

苛性碱标准溶液侵蚀玻璃，最好用塑料瓶贮存。在一般情况下，可用玻璃瓶贮存碱标准溶液，但须用橡皮塞。浓NaOH溶液和NaOH标准溶液在存放过程中要密封。因此，常安装虹吸管和钠石碳管（如图4-2），以防止其吸收空气中的CO2。

标定碱溶液时，常用邻苯二甲酸氢钾和草酸等作基准物质，亦可用标准酸溶液与之比较以进行间接标定。

用邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）标定氢氧化钠时，反应如下：

KHC8H4O4 + NaOH == NaKC8H4O4 + H2O

化学计量点时溶液pH值约9.1，可用酚酞作指示剂。

邻苯二甲酸氢钾易得到纯品，在空气中不吸水，容易保存。

（三）试剂

50%NaOH溶液（约14.5mol·L-1）邻苯二甲酸氢钾，在110~120℃干燥2小时后备用酚酞指示剂（0.2%的乙醇溶液）

（四）实验步骤

1. 0.1mol·L-1NaOH溶液的配制

用10mL量筒（或吸量管）量取50%NaOH溶液3.5mL，倒入装有400mL新煮沸并冷却的蒸馏水的试剂瓶中，用橡皮塞塞好瓶口，摇匀。

2. 0.1mol·L-1NaOH溶液的标定

用加重法准确称取邻苯二甲酸氢钾0.3~0.4g (为什么?) 三份,分别倾入编好号的250mL锥形瓶中。用量筒分别加入30mL新煮沸并冷却的蒸馏水，小心摇动，使其溶解。加入酚酞指示剂2滴，用待标定的NaOH溶液滴定至溶液呈微红色，30秒不褪色为终点。计算NaOH溶液的浓度和相对平均偏差。数据记录和结果表达如下表。

示例表：用邻苯二甲酸氢钾标定氢氧化钠溶液

标定次数 1 2 3

mkHC8H4O4/g m1 m2 m3 V NaOH/mL

c NaOH/mol·L-1*

c-NaOH/mol·L-1

单次测定偏差d/mol·L-1

相对平均偏差/﹪

m KHC8H4O4×1000

* c NaOH＝————————————

M KHC8H4O4 × V NaOH

（五）思考题

1．配制NaOH标准溶液和溶解邻苯二甲酸氢钾时，为什么要求用新煮沸并冷却的蒸馏水？2．已标定好的NaOH标准溶液，在存放过程中若吸收了CO2，用它来测定HCl溶液的浓度，若以酚酞为指示剂对测定结果有何影响？如换用甲基橙为指示剂又如何？

二、硫酸铵含氮量的测定(甲醛法)

（一）目的要求

1. 掌握甲醛法测定氨态氮的原理和方法。

2. 熟悉酸碱滴定法选用指示剂的原则。

（二）原理

氮是各种肥料养分中对植物生长影响最大的元素。氮肥的种类和氮存在的形态十分复杂，不仅有通常的水溶性氮肥，而且还有缓效性的氮肥，尚有唯溶于水的氮。测定若以对氮成分划分，主要有总氮、铵态氮、硝酸态氮、酰胺态氮，以及列为有害成分或限制性成分的如硫氰酸盐、氨基磺酸、亚硝酸态氮等。本实验主要测定铵态氮。

由于铵盐中NH4+离子的酸性太弱（Ka=5.6×10－1），故不能用标准碱直接滴定，而用间接方法进行测定。一般常用蒸馏法，即试样加入氢氧化钠溶液以蒸馏出氨，氨用已知浓度的酸捕集，剩余的酸用已知浓度的碱反滴以算出氮的含量。若有石灰氮（CaCN2）和尿素之类的容易分解的氮化合物共存时,可以采用甲醛法。

关于甲醛与氨(或铵盐)的反应,Plòchl早在1888年就已提出报告,1907年Sorensen提出用于定量氨基酸中的氨基。本实验用甲醛法测定硫酸铵中的氮，铵离子与甲醛作用生成质子化的六次甲基四胺和H+,反应可以下式表示：

4NH4++6HCHO＝(CH2)6N4H++3H++6H2O

生成混合酸,可用NaOH标准溶液滴定,以酚酞作指示剂,滴定至溶液呈现微红色为终点。也可以加入过量NaOH标准溶液，然后用ＨCl标准溶液滴定反应剩余的NaOH。

从反应式可知，反应生成混合酸，因（CH2）6N4H+的酸性不太弱（pKa=5.15），所以也可以被NaOH标准溶液所滴定。此处4molNH4+反应生成4molH+[包括3H++（CH2）6N4H+]，消耗4molNaOH，即1molNH4+与1molNaOH相当。

如试样中含有游离酸，加入甲醛之前应事先以甲基红为指示剂，用NaOH溶液中和至溶液呈黄色。在测定过程中，由于同时存在甲基红和酚酞两种指示剂，所以滴定过程颜色变化比较复杂，可以表示如下：

红色→橙色→黄色→橙红色(终点) →红色

pH＜4.4 5.0 ＞6.2 8.7 ＞10

←甲基红颜色变化→←酚酞在黄色溶液中变化→

（三）试剂

NaOH溶液（0.1mol·L-1）；甲醛溶液（1+1）；邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4），在110~120℃干燥2小时后备用；酚酞指示剂（0.2%乙醇溶液）；甲基红指示剂（0.2%的60%乙醇溶液）。

（四）实验步骤