尿素中氮含量的测定

实验八：尿素中氮的测定

一.实验目的

1.学会用甲醛法测定氮含量，掌握间接滴定的原理。

2.学会NH

4

+的强化，掌握试样消化操作。

3.掌握容量瓶、移液管的正确操作。

4.进一步熟悉分析天平的使用。

二.实验原理：

1. 尿素是有机碱，不能被强酸直接滴定，需要先消化。

尿素的消化尿素CO(NH

2)

2

是有机弱碱，K b=1.3×10-14，不能满足cK b≥10-8弱

碱直接被准确滴定的条件，可用浓硫酸将其转化为(NH

4)

2

SO

4

：

CO(NH

2)

2

+ 2H

2

SO

4

= (NH

4

)

2

SO

4

+ CO

2

↑ + SO

3

↑

CO(NH

2)

2

+ H

2

SO

4

+ H

2

O = (NH

4

)

2

SO

4

+ CO

2

↑

尿素CO(NH

2)

2

经浓硫酸消化后转化为(NH

4

)

2

SO

4

，过量的H

2

SO

4

以甲基红作指示剂，

用NaOH标准溶液滴定至溶液从红色到黄色。

2. NH

4

+是弱酸，不能被强碱直接滴定，要把弱酸强化

弱酸的强化 NH4+是一个弱酸，Ka=5.6×10-10，也不满足cKa≥10-8弱酸直接被准确滴定的条件，可用甲醛将其转化。4NH4+ + 6HCHO = (CH2)6N4H+ + 3H+ + 6H2O

由于生成的(CH

2)

6

N

4

H+(K

a

=7.1×10-6)和H+可用NaOH标准溶液滴定，滴定终点生成

的(CH

2)

6

N

4

是弱碱，化学计量点时，溶液的pH值约为8.7，应选用酚酞为指示剂，

溶液中有两种指示剂，在滴定前溶液为红色，滴入NaOH标准溶液后，随着溶液中氢离子的减少，颜色的变化次序为红→橙→金黄（第一次）→黄→金黄（第二次）。第一次出现金黄时未到终点，此时是指示剂甲基红的颜色变化，待过纯黄后，再出现第二次的金黄，已到终点，此时是指示剂酚酞的颜色变化在起作用。。

铵盐与甲醛的反应在室温下进行较慢，加甲醛后，需放置几分钟，使反应进行完全。

三.主要仪器与试剂

主要仪器：分析天平，250m烧杯（3个），50mL滴定管，称量

瓶, 干燥器，量筒，250mL容量瓶。

主要试剂：NaOH溶液（2mol·L-1及0.1mol·L-1的标准溶液），酚酞指示剂，甲醛溶液，基准试剂，尿素试样

四、实验步骤

五.实验结果及分析

用到的计算公式：

1. N — H+— OH-

N% =

[C(NaOH)×V(NaOH)×M(N) ]÷[m(CO(NH)

×25.00/250.00)]×100%

2

2．平均值的计算： =（X1+X2+X3+……+X n）/n

3.标准偏差计算：

4：统计量计算式为：T n=(X n－ ) /S

六．问题及思考题

★思考题

1.尿素是个有机碱，为什么不能用标准酸直接滴定？尿素消化后转化成，为什么不能用标准碱直接滴定？实验中NH

4

+如何强化？

答：尿素为弱碱，因此不能用标准酸溶液直接滴定。由于NH

4

+的酸性太弱

(K a=5.6×10-10)，因此不能直接用标准溶液滴定。

甲醛与NH

4

+作用，生成质子化的六次甲基四胺(Ka=7.1×10-6)和H+，其

反应如下：4NH

4+ + 6HCHO = (CH

2

)

6

N

4

H+ + 3H+ + 6H

2

O

所生成的H+和(CH

2)

6

N

4

H+可用NaOH标准溶液滴定，采用酚酞作指示剂。

2.写出尿素消化和NH

4

+强化的主要反应式，拟出尿素中含氮的质量分数计算公式。

答：尿素消化：CO(NH

2)

2

+ 3H

2

SO

4

= （NH

4

）

2

SO

4

+ 2SO

2

↑+ 2H

2

0 + CO

2

↑

NH

4+强化：4NH

4

+ + 6HCHO = (CH

2

)

6

N

4

H+ + 3H+ + 6H

2

O

N% = [C(NaOH)×V(NaOH)×M(N) ]÷[m(CO(NH)

2

×25.00/250.00)]×100%

3.中和硫酸过程中氢氧化钠的量是否要准确控制？若不足或过量时对实验结果有什么影响？碱加过量了该怎么办？中和过量的碱是否要记录？

答：要准确控制，不足是消耗氢氧化钠偏大，使测出氮的含量偏高，反之，过量

则偏低。碱加过量了滴加0.5mol·L-1H

2SO

4

溶液至试液为橙红或红色，再用

0.1mol·L-1NaOH溶液滴定至纯黄，10s后为金黄。不需要记录不会影响氮含量的测定。

4.为什么加入的甲醛事先要用碱中和，中和所用的减量是否要准确？要不要记录？

答：甲醛中常含有微量的甲酸（甲醛受空气氧化所致），应将其除去，否则会产生误差