分析实验 硫酸铵中含氮量的测定（甲醛法）

1．了解酸碱滴定法的应用，掌握甲醛法测定铵态氮的原理和方法。

2．熟悉容量瓶、移液管的使用方法。

3．熟悉酸碱滴定法选用指示剂的原则。

【简单原理】

肥料、土壤及某些有机化合物常常需要测定氮的含量，所以氮的测定在农业分析和有机分析中占据重要的地位。测定若以氮的成分划分，主要有总氮、铵态氮、硝态氮、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。但无论是哪类氮，测定时，通常是将试样加以适当的处理，使各类含氮化合物分解并转变成铵盐，其中的氮都转变成铵态氮，然后进行测定，最后以不同的方式表示分析结果。

由于胺盐中NH4+的酸性太弱，Ka=5.6×10-10，不能用标准碱直接滴定。常采用下述两种方法间接测定之。

    1．蒸馏法

试样用浓H2SO4消化分解（有时需加入催化剂），使各种含氮化合物都转化为NH4+，加过量的浓NaOH，加热将NH4+以NH3的形式蒸馏出来，吸收于一定量过量的酸标准溶液中，然后用碱标准溶液返滴过量的酸，即可求出试样中氮的质量分数：

    也可将蒸馏出的NH3用过量的H3BO3溶液吸收，然后用标准酸直接滴定吸收液中生成的H2BO3-，即可算出氮质量分数。

    显然后一种方法更为简便。蒸馏法虽较准确，但其蒸馏定氮过程十分繁琐耗时。

      2．甲醛法

 NH4+与甲醛作用，能定量生成等物质的量的酸，即H+和质子化的六次甲基四铵(Ka=7.1 xl0-6)，反应如下：

                           4NH4++ 6HCHO=(CH2)6N4H++ 3H++ 6H2O

所生成的H+ 和(CH2)6N4H+ 以酚酞为指示剂，可用NaOH标准溶液滴定。

由上述反应可知，4 mol的NH4+与甲醛作用，生成4 mol酸(包括3 molH+和1mol(CH2)6N4H+)，将消耗4 mol NaOH，即n NH4+/nNaOH=1,则氮的质量分数式计算：

    甲醛法比较快速、简便，生产上应用较多。

    本实验采用甲醛法测定硫酸铵中的铵态氮含量。

如试样中含有游离酸，加甲醛之前应事先以甲基红为指示剂，用NaOH标准溶液中和，以免影响测定的结果。

【实验用品】

试剂：邻苯二甲酸氢钾（基准物质，100～1250C干燥1小时，然后放入干燥器内冷却后备用）；NaOH固体；1：1（或20%）甲醛溶液；0.2%酚酞(乙醇溶液)；硫酸铵试样。

仪器： 50mL碱式滴定管；250mL锥形瓶；25.00mL移液管；烧杯；250 mL容量瓶；洗瓶；500mL试剂瓶；量筒；电子天平；台秤；表面皿；玻璃棒；滴管；橡皮洗耳球；电加热板。 

【实验内容】

1．0.1 mol?L-l NaOH溶液的配制和标定

参见实验15,用邻苯二甲酸氢钾基准物质标定,步骤同实验16。

2．甲醛溶液的处理

甲醛中常含有微量酸，使分析结果偏高，应事先中和。处理方法如下：取原瓶装甲醛上层清液于烧杯中，加水稀释一倍，加入1或2滴0.2％酚酞指示剂，用0.1 mol?L-l NaOH标准溶液滴定甲醛溶液呈淡红色。

3．(NH4)2SO4试样中含氮量的测定

准确称取1.5～2.0g (NH4)2SO4试样置于小烧杯中，加适量水溶解，然后定量转移移入250 mL容量瓶中，加水稀释至刻度，充分摇匀。用移液管移取25.00 mL试液于锥形瓶中，分别加入10 mL 20％的已处理的甲醛溶液，酚酞指示剂2-3滴，摇匀，放置1min，用NaOH标准溶液滴定至呈微红色为终点。平行测定3次。

写出有关公式，根据记录的实验数据分别计算出NaOH溶液的准确浓度和硫酸铵中氮的质量分数，并计算三次测定结果的相对标准偏差。对标定结果要求相对标准偏差小于0.2%，对测定结果要求相对标准偏差小于0.3%。   

【实验习题】

1．为什么铵盐中氮的测定不能用NaOH标准溶液直接测定？

2．能否用酸碱滴定法直接测定NH4HCO3中的含氮量？为什么？

3．中和甲醛及(NH4)2SO4试样中的游离酸时，为什么要采用不同的指示剂？

4．用甲醛法测定NH4NO3中含氮量时，其结果如何表示？此含氮量中是否包括NO3-离子中的氮？

 【参考文献】

[1]黄朝表, 潘祖亭, 2013, 分析化学实验. 北京: 科学出版社.

[2]张小玲, 张慧敏, 邵清龙, 2007, 化学分析实验. 北京: 北京理工大学出版社.

[3]张成孝, 薛封和, 张志琪等, 1992, 化学分析实验.西安: 陕西师范大学出版社.