孫軻 葛笑寒

（1.三門峽市金精礦綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2.三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 三門峽 472000）

引言

甲醛法測(cè)定硫酸銨中氮含量比蒸餾法操作簡(jiǎn)單而又節(jié)省時(shí)間，故而在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用廣泛。[1]為了降低甲醛溶液和其他檢測(cè)試劑的用量，提高工作效率，用單因素法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)了該測(cè)試方法。

1 甲醛法測(cè)氮含量原理

NH4+具有酸性，但由于 Ka﹤10–8，所以不能直接用氫氧化鈉滴定。[2][3][4]生產(chǎn)中常采用甲醛法測(cè)定銨鹽的氮含量。首先，銨鹽與甲醛發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成（CH2）6N4H+和 H+，其次，用 NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。其反應(yīng)式為：

2 甲醛法測(cè)氮含量實(shí)驗(yàn)與分析

2.1 實(shí)驗(yàn)部分

2.1.1 試樣：市售分析純硫酸銨。

2.1.2 主要儀器

500mL 錐形瓶，3個(gè)；25mL、100mL 量筒各一個(gè)；50mL堿式滴定管一個(gè)。

2.1.3 主要試劑

0.05 mol/L的氫氧化鈉標(biāo)液；4g/L氫氧化鈉溶液；甲醛（1+1）：甲醛中含有微量甲酸是由于甲醛受空氣氧化所致，應(yīng)除去，否則產(chǎn)生正誤差，量取甲醛溶液250mL于燒杯中，加蒸餾水稀釋一倍，加入3滴酚酞指示劑，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定液滴定至微紅色即可；酚酞指示劑1%：稱取1g酚酞加入100mL95%乙醇，攪勻即可；甲基紅指示劑0.1%：稱取0.1g甲基紅加入100mL95%乙醇，攪勻即可；硫酸銨溶液配制：稱硫酸銨2.2310克，溶于200毫升蒸餾水中，定容至500毫升容量瓶中，搖勻，待用。

2.1.4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

稱取試樣1.00g（硫銨母液10mL）于 500mL錐形瓶中；加入100mL蒸餾水，再加1滴甲基紅指示劑，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)至溶液呈橙色，加入15mL甲醛溶液，再加1～2滴酚酞指示劑，混勻，放置5min；用氫氧化鈉標(biāo)液滴定至橙紅色，保持30秒鐘以上不褪色，[5]記錄體積 VNaOH（mL）。

2.1.5 結(jié)果計(jì)算

（1）液體樣品

N（g/L）=(VNaOH×T)/10=1.410×VNaOHg/L

其中：VNaOH：消耗氫氧化鈉的體積mL

T：氫氧化鈉相對(duì)氮的滴定度14.10mg/mL

（2）固體樣品

N%=(VNaOH×CNaOH)×MN/m%

2.2 各參數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響

2.2.1 甲醛溶液濃度的影響

在蒸餾水為100mL，甲醛溶液用量為15mL，放置時(shí)間為5min時(shí)，不同濃度甲醛下測(cè)定的氮含量如表1所示：

表1 不同濃度甲醛溶液對(duì)氮含量的影響

由表可知：甲醛濃度為250g/L時(shí)，所測(cè)得的氮含量最接近于理論氮含量（21%），所以甲醛濃度為250g/L時(shí)更為合適。[6]

2.2.2 甲醛溶液的用量的影響

在蒸餾水為100mL，甲醛溶液濃度為250g/L，放置時(shí)間為5min時(shí)，不同甲醛溶液的用量下測(cè)定的氮含量如表2所示：

表2 不同甲醛溶液用量對(duì)氮含量的影響

由表可知：甲醛溶液體積為5mL時(shí)，氮含量接近于理論氮含量，所以甲醛溶液取5mL時(shí)更合適。

2.2.3 蒸餾水用量的影響

甲醛溶液濃度為250g/L，甲醛溶液用量為5mL，放置時(shí)間為5min時(shí)，不同用量的蒸餾水下測(cè)定的氮含量數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 蒸餾水用量對(duì)氮含量的影響

由表可知：蒸餾水加入量的多少，對(duì)測(cè)定結(jié)果影響不大，故可以認(rèn)為蒸餾水用量不影響氮含量的測(cè)定。

2.2.4 放置時(shí)間的影響

在蒸餾水為100mL，甲醛溶液濃度為250g/L，甲醛溶液用量為15mL，不同放置時(shí)間下測(cè)定的氮含量如表4所示。

表4 時(shí)間對(duì)氮含量的影響

由表可知：放置時(shí)間對(duì)測(cè)定結(jié)果影響不大。所以放置時(shí)間≥1min即可。

2.2.5 測(cè)樣過(guò)程中的注意事項(xiàng)

（1）加甲醛時(shí)，要邊搖邊加，防止局部酸化。

（2）酚酞只需加1～2滴，多加要消耗NaOH引起誤差。

（3）臨近終點(diǎn)時(shí)，NaOH溶液應(yīng)半滴半滴加以免過(guò)終點(diǎn)，且要用洗瓶及時(shí)淋洗錐形瓶?jī)?nèi)壁。

（4）甲醛法滴定終點(diǎn)不穩(wěn)定，結(jié)果偏低，因?yàn)榧兹┲泻状?，甲醇含量大?0%，對(duì)結(jié)果影響較大，甲醇含量小于0.1%，對(duì)結(jié)果影響小。

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)可知，甲醛溶液的適宜濃度為250g/L，反應(yīng)中1:1甲醛最佳加入量為5mL，放置時(shí)間以≥1min為宜，蒸餾水用量對(duì)測(cè)定結(jié)果影響不大。

3 結(jié)果分析與討論

3.1 硫酸銨工段母液平行測(cè)定氮含量

按照以上的優(yōu)化條件，取中原黃金冶煉廠有限責(zé)任公司硫銨工段硫酸銨進(jìn)行平行測(cè)定，結(jié)果如表5所示：

表5 硫銨工段樣品氮含量數(shù)據(jù)

結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.317%，測(cè)量準(zhǔn)確度高。

3.2 實(shí)驗(yàn)室之間對(duì)比測(cè)量

為檢驗(yàn)該法測(cè)試的準(zhǔn)確性，取相同的樣品在不同的化驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，測(cè)試結(jié)果基本相同。說(shuō)明該方法測(cè)量氮含量，不僅效率高而且結(jié)果準(zhǔn)確。對(duì)同一個(gè)樣品化驗(yàn)結(jié)果如表6所示：

表6 樣品在不同化驗(yàn)室的氮含量數(shù)據(jù)

4 結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，甲醛法測(cè)硫酸銨氮含量最佳實(shí)驗(yàn)條件：甲醛溶液濃度250g/L，甲醛加入量為5mL，放置時(shí)間≥1min。該法經(jīng)濟(jì)、快速、簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確，符合工業(yè)及實(shí)驗(yàn)室對(duì)硫酸銨量的檢測(cè)要求。

[1]田娟.氟化銨吸收液中銨含量的測(cè)定方法[J].廣州化工，2010（8）：197-198.

[2]王天聰.難熔金屬和稀散金屬冶金分析[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1992.

[3]劉斌，陳曉霓.甲醛法測(cè)定土壤全氮量的分析探討[J].分析與檢測(cè)，2008，91（7）：198－200.

[4]華中師范大學(xué).分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京：高等教育出版社，2001.

[5]蔡彭驥.甲醛法測(cè)定銨鹽中氮滴定終點(diǎn)的判斷[J].天津化工，2004（11）：23-24.

[6]解慶范.甲醛法測(cè)定硫酸銨中氮含量的甲醛用量的研究[J].湖北第二師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013（2）：4-5.