Способ определения аммонийного азота в твердых веществах Советский патент 1983 года по МПК C01B21/00 G01N31/00 

Изобретение относится к аналитиче кой химии, а именно к способам-определения общего азота, нитратной и аммонийных форм в нитроаммофоске и других твердых веществах, в которых содержание аммонийного азота преобладает над содержанием нитратногр, Известен способ определения общего азота в минеральных удобрениях, включающий восстановление нитратного азота сплавом Деварда до аммиачного, отгонку аммиака с водяныь и парами, его абсорбцию стандартным раствором кислоты и регистрацию титриметрическим методом l Однако известный способ сложен своей многостадийностью и длителен. Известен также способ определения аммонийного азота в твердых .ве.ществах методом Кьельдаля, при этом нитратный азот определяют путем вос становления раствором соли двухвале ного железа . Однако этот способ .еще более ело- жен. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ определения аммонийного азота в твердых веществах, включающий термическое разложение пробы в присутствии щелочного реагента в атмосфере инертного газа, поглощение аммиака с последующим его определением одним из известных методов СЗ. Однако известный спосрб не применим для раздельного определения нитратного и аммонийного азота в нитроаммофоске и дает ошибочные результаты при определении общего азота, так. как при проведении термолиза нитроаммофоски при температуре 530бОО С в присутствии смеси едкого натра с окисью кальция определяется только аммонийная форма азота. Если разложение нитроаммофоски вести при 750-800с в присутствии гидроокиси ЛИТИЯ, то наряду с разложением веществ, содержащих азот в аммонийной форме, частично будут разлагаться вещества, содержащие нитратный азот что приводит к образованию окислов азота и к искажению результатов определения аммонийного азота. Целью изобретения явлется повышение точности определения аммонийногоазота, а также раздельное определение и нитратного азота. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения аммонийного азота в твердых веществах, включающему термичес ; кое разложение пробы в присутствии щелочного реагента гидроокиси бария в атмосфере инертного газа при 50550 С, разложение.второй при 850950 С в пр1|сутс.вии окиси кал-ьция, поглощение аммиака и последующее его определение одним из известных методов. О содержании нитратного азо та судят по разности двух определени аммонийного азота. В присутствии гидроокиси бария при tSO-SSO C определяют аммонийный азот, а определение нитратной формы азота ведут при 850-950 С в присутствии окиси кальция. Определяют количество выделившего ся е обоих случаях аммиака С и C-j в пересчете на массовые проценты азо та и по значению С судят о содержа ни1 азота в аммонийной форме, а соде азота в нитратной форме (Cj) .и общий азот .(С4))находят по формулам Ч l Ч 4 ЪРасчет изобарно-изотермического потенциала реакции INVUNOb - ba.OHk О.тъ i-uHapl-vEjat NO,,, а также изучение энтальпии образования веществ, входящих в состав нитро аммофоски, и получаемых в результате реакций термолиза, показали,,что в интервале температур +50-550 С гидро окись бария связывает нитратный азо до устойчивого при данных условиях соединения нитрата бария, и делает возможным определение аммонийной формы азота (С ) в присутствии нитра ной. Гидроокись бария выбрана потому, что это довольно сильное основание, нитраты бария не разлагаются при дйнных условиях, и она вследст вие меньшей сГвоей гигроскопичности и реактивности, болееудобна в работе по сравнению с гидроокисями щелочных металлов. Если термическое разложение пробь1 вести в интервале температур 850SSO C в .присутствии окиси кальция, то нитратный азот не связывается окисью кальция, а взаимодействует, с аммонийным азотом с образованием полуокиси азота, выделение и абсорбция которой поглотительным раствором на величине рН не сказывается . В этом случае величина рН поглотительного раствора изменяется т6лЬР:С) за счет абсорбции того аммиака,который выделяется при термолизе нитроаммофоски только потому, что содержание аммонийной формы азота выше содержания нитратной, т.е. в этом случае определяется избыток азота в аммонийной форме СС2,)по отношению к нитратному. Тогда количество азота в нитратной форме (С5)можно. определить Как разность С Cf- С,. Если кроме нитратной и аммонийной форм азота, других форм азота в нитроаммофоске нет, то общий азот можно определить как сумму С Q{ + С. На чертеже схематично изображена установка, реализующая предлагаемый способ. .Установка содержит баллон 1 с инертным газом, игольчатый вентиль 2, реометр 3, склянки Ц с веществами для очистки инертного газа от кислотных примесей и влаги,- вентили 5, включающие подачу инертного газа в кварцевые трубки, нагревательные печи 6 и 7 типа СНОЛ, нагретые и отрегулированные на температуры разложения пробы, поглотительные ячейки 8 и 9 со стандартным раствором серной кислоты, в которые опущены электроды от рН-метра и импеллеры от магнитных мешалок, двухпозиционный переключатель 10, позволяющий попеременно одним и тем же рН-метром (II) измерять величины рН. поглотительных растворов в ячейках 8 и 9, рН-метр 11 типа рН-3iO. П р и м е р.На аналитических весах берут точные навески нитроаммофоски не более,чем 0,2000 г. Одну навеску mi равномерно смешивают с одним граммом гидроокиси бария (Ва(ОН)). полграммом окиси кальция и помещают в кварцевые лодочки. Лолочка с навеской т и гидроокисью бария вносится в кварцевую трубку, пред59варительно нагретую до в нагре вательной печи 6, а лодочка с навеской и окисью кальция - в кварцеву трубку, нагретую до в нагревательной печи 7. Концы обеих кварцевых трубок соединены с одной стороны с поглотительными ячейками 8,9, в ко торые Залито по 100 мл V 0,01 н.раст вор а N серной кислоты,с другой - через вентили 5 и очистительные склянки с баллоном аргона 1 . Перед опре делением система проверяется на герметичность и устанавливаются первона чальнЫе значения рН поглотительных растворов: рН - в поглотительной яче ке 8 и в поглотительной ячейке 9. После внесения лодочек в квар цевые трубки через систему пропускают аргон со скоростью не больше. чем 6 л/ч. Газ-носитель вместе с аммиаком и парами воды, выделившихся при реакциях-термического разложения нитроаммофоски в кварцевых трубках, поступает в поглотительные ячейки 8 1И 9 соответственно. Аммиак абсорбиру ется стандартным раствором кислоты, вследствие чего значение рН растворов в поглотительных ячейках изменяется до значения рНв ячейке 8 и рН в ячейке 9. Изменение величины рН поглотительного раст вора определяют при помощи рН-метра при постоянном перемешивании раствора. Завершение реакции фиксируется ,по неизменяющемуся/в течение 5 10 мин значению рН поглотительного раствора. Эти значения рН и используются при расчетах. Содержание аммонийного азота Cj в нитроаммофоске .г и пересчете на массовые проценты азота рассчитывают по формуле - 4N-NU-tOpW-,-pHb) . S Содержание нитратной формы азота Со в пересчете на массовые проценты находят как mNiH-io P) CvVCi.C,Общий азот С определяется как сумма аммонийного и нитратного азота C4 C-jtC(wvac. о/о). Определение аммонийного азота С, (мас.) . Экспериментальные данные: м ,01028 н.раствор; навеска « Ва(ОН).1. -1,00 г; т. 0,1021 г; ,05, ,43,-ДрН;| ,03-2,,38. газ-носитель- аргон.: температура термолиза . Содержание аммонийного азота Ci, масД находим по формуле (1). Определение нитратного азота Cj (масД). Экспериментальные данные: 100 мл; 100 мл; N 0,01028 н.раствор; навеска СаО 0,50 г; ,0921 г; ,02;. ,15; ,02-2,15 -0,13 газ-носитель - аргон; температура термолиза 900С. Содержание нитратной формы азота Сл(масД) находим по формуле (2). Общий азот находим как .С,| Ci 8,22+,,39 мас.. Время на определение аммонийной. нитратной и общей форм азота в нитроаммофоске составляет 20 мин. В табл. 1 приведены результаты определения, аммонийной, нитратной и общей форм азота в различных образца; нитроаммофоски. Результаты анализа нитроаммофоски, найденные стандартными методами, были следующие: содержание аммонийного азота С 8,07 мас.%; нитратного Сд k, мас.%; общего зота по методу Дё(варда 12,52 мас.%. Из табл. 1 видно, что по точности определения предлагаемый способ сог ласуется со стандартными методами определения азота в нитроаммофоске..Однако предлагаемый способ позволяет значительно сократить время анализа, упростить анализ при определении азота в различных формах, частично или :полностью автоматизировать его. При определении как аммонийной формы азота, так и нитратной, восп роизводимость способа, найденная при доверительной вероятности в 95 соетавляет +0,2 мас.%, коэффициент вариации 3. . В табл. 2 приведены результаты, подтверждающие существенность выбранных температурных режимов при определении аммонийной формы азота в нитроаммофоске. , Таким образом, предлагаемый способ позволяет сохранить время опре- деления рбщего азота приблизительно в 10 раз, повысить точность определе ния и дает возможность раздельного определения аммонийной и нитратной форм азота.

Щелочнойреагент-гидроокись бария

1506,72

2007,02

3008,47

,6 tOO8,50

+508,60 Оптимальный

5008,65 температур5506,60

6008,31

7005,70 Щелочной реагент-окись кальция

1505,88

2006,67 ный режим

99833210

Продолжение табл. 2

Формула изобретения 1. Способ определения аммонийного азота в твердых веществах, включающий термическое разложение пробы присутствии щелочного реагента в атмосфере инертного газа, поглощение .аммиака и последующее его определение одним из известных методов, о тличающийс.я тем, что, с целью повышения точности определения аммонийного азота, а также раздельного определения и нитратного азота в качестве щелочного реагента используют гидроокись бария и пробу разлагают при 50-550 С, а BTOpyto навеску разлагают при 850-950 С в присутствии okиcи кальция. .2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что о содержании нитратного азота судят по разности двух определений аммонийного азота. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Удобрения минеральные. Методы анализа, ГОСТ 20851, . М.,с.12-13. 2.Удобрения минеральные.. Методы анализа. ГОСТ 20851,1-75. М., с.6-8. 3. Порошковая металлургия, т.30 1965, № 6, с. 53-5.

N

кщг