肥料的分析

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1、肥料的分析 主要内容 概述 氮肥的测定 磷肥的测定 钾肥的测定肥料是促进植物生长，提高农作物产 量的重要物质之一。植物生长几乎需 要所有的化学元素。但最重要的是N、 P、K三种元素。 1、概述肥料： 自然肥料化学肥料自然肥料： 人畜尿类，腐草，草木灰，骨粉，油饼等化学肥料： 工业加工制造的铵盐，硝酸盐，尿素， 磷酸盐，钾盐等2、氮肥的测定 铵态：（NH4）2SO4、NH4Cl、NH4HCO3、NH4NO3硝酸态：NH4NO3、NaNO3酰胺态：（NH4）2CO腈胺态：Ca（NC）2 氮肥的分类由于氮在化合物中存在形式不同， 性质也不同，分析方法也不同。 2.1、碳酸氢铵工业产品的外观为白色或淡

2、灰色细粒结晶，符合下表的指标，NH4HCO3性质极不稳定，在常温、潮湿的空气中缓慢分解为NH3和CO2。 水份的测定：该方法的原理： 一定量的NH4HCO3与CaC2混合， 游离水份和CaC2反应生成乙炔逸出。 由于NH4HCO3很不稳定，受热至30以 上迅速分解，所以NH4HCO3中的游离水 份不能用加热的方法测定，标准中规定 用“气体体积法”。 反应方程式如下：由生成的乙炔气体的体积计算水份含量。 实验装置如下 瓶及管内充有乙炔饱和的NaCl饱和溶液，反应前通大气调零，反应后乙炔气体排出，将管内溶液排入瓶内，反应结束后，上下移动平衡瓶，使瓶内液面达到同一水平。读出管内气体的体积读数及气体的

3、温度，气压计上的大气压强， 按下式计算： V乙炔气体的毫升数 P1当时当地的大气压 P2乙炔气温度下的水蒸气压力（mmHg） T乙炔气的温度 WNH4HCO3试样量 0.00161标准状态下，1ml乙炔相当于水的克数。 这种方法适合于热分解物质中游离水份的测定，尤其对那些分解温度特别低或结晶水很易失去的样品，优点：操作简单；缺点：误差大，不易掌握。 快速法：2530真空干燥2h，重量法测定。 氮含量的测定 NH4HCO3中的氮可用酸直接滴定法， 突跃范围83.9指示剂可用甲基橙。 0.01401N的摩尔质量 甲醛法：特点：操作简便而迅速。缺点：严格控制操作条件，否则易导致结果偏低。 以（NH4

4、）2SO4为例：原理：在中性溶液中，铵盐与甲醛反应生成六次甲基四胺酸及游离酸，用NaOH标准溶液滴定生成的酸，从而计算出试样中氨态氮的含量。 nNH4+nNaOH注意事项：（1）先用NaOH及甲基红（4.46.2） 将溶液的微酸性中和，再加中性甲醛。 （2）因常温下反应慢，溶液需加热至50，加酚酞用NaOH。但温度也不能过高，因为温度60，（CH2）6N4H+易分解。 （3）滴定前须将溶液的酸度降低，滴定到接近终点时，游离酸全部被中和，这时如有亚甲基二胺盐存在，也会随之分解，使最初 消耗的 酸陆续重游离出来，而被滴定。 因为如果析出的酸度过大或甲醛用量不足，可能会产生亚甲基二胺CH2（NH2）

5、2，且后者与析出的酸易形成稳定的盐。 （4）甲醛内如有1%的甲醇，将使结果偏低，可用蒸馏法除去。一般配成40%或20%的水溶液，因此在滴定时溶液的温度 高于35，不断振荡，注意观察终点。 中性有机氮肥，外观为白色或微红色圆珠状颗粒，易溶于水，水溶液呈中性。标准中规定，符合下列指标 尿素 （NH2）2CO水分测定 1）卡尔费休滴定法 原理：I2、SO2、C5H5N溶液在有甲醇和水 存在时，发生下列氧化还原反应：反应是定量的，当样品中没有游离水时， 滴定剂过量，终点用电位法确定。 反应装置如图： 优点：广泛用于测定受热挥发或分解的有机化合物中的水份含量可以用于间接测定在化学反应中消耗水或生成水的有

6、机化合物的含量。 缺点：滴定剂不能放置时间长，否则易变化（I2易挥发） 2）60真空恒重法。34g（0.0001g）样品，放在60真空干 燥箱中，至恒重。 缩二脲的测定 是尿素受热至150160时的分解产物， 它是二个尿素脱去一分子氨生成的。 这种物质会抑制幼小作物的正常发育，特别 是对柑桔的生长不利，因而是尿素中的有害 杂质，一级品0.5%2.0% 。在酒石酸钾钠存在的碱性溶液中，NH2CONHCONH2与铜盐形成的红色络合物该物质在550nm处有最大的吸收波长，且其稀溶液符合比耳定律。 测定方法：含量1.8%时称取5g样品 氮含量的测定 尿素中的氮以酰胺态（CONH2）存在， 可用凯氏定氮

7、法。 原理：尿素与过量H2SO4在CuSO4和存在下， 加热，尿素分解生成（NH4）2SO4，并放出CO2 生成的（NH4）2SO4和过量的H2SO4溶液用强 碱中和并过量，使（NH4）2SO4转变为NH3并 用标准H2SO4或H3BO3吸收： 实验步骤称取5克样（0.0001g）到500ml凯氏定氮瓶中加20ml水、20ml浓H2SO4、1g CuSO4 和少量K2SO4，全部溶解后，瓶口加一个小漏斗，在通风柜中加热至无CO2发生，并有白烟冒出，继续加热1015min，除去过量的H2SO4，冷却加NaOH 蒸馏并用硼酸吸收，测定。 （1）CuSO4是催化剂，加速有机物的分解。 可用金属Hg，

8、HgO，硒粉代替 （2）加无水K2SO4或NaSO4的作用，提高H2SO4硝化液的沸点，加速有机物的氧化，但不能加得太多，否则消 耗H2SO4使硝化液没有足够的硫酸定氮。 （3）硝化时要避免沸腾过猛，温度过高，有部分氨被氧化为游离的氮，不能被H2SO4吸收，使结果偏低。 粒度的测定 方法是采用孔径为2.5mm和0.8mm标准分样筛粒度（0.82.5mm）%=G1/G 100G总质量G1残留在0.8mm筛上的质量颗粒状尿素需检验粒度。3、磷肥 的测定自然：磷矿石、骨粉、骨灰、草木灰、复合农家肥、人畜尿粪等化学：以自然磷矿石为原料经化学加工处理的含磷肥料。 根据处理方法的不同分类： 利用无机酸处理

9、磷矿石制造磷肥，含水溶性的 磷化合物过磷酸钙、重过磷酸钙等易被植物吸 收称为速效磷肥将磷矿石与其它配料经高温煅烧分解制磷肥， 含炼钢炉渣、钙镁磷肥 等难溶于水，能溶于 有机弱酸，使用后需经较长时间，才能被土 壤中的酸缓慢溶解后被植物吸收，故称为“迟 效磷肥” 按溶解性又可分为 1）水溶性的磷化物：可溶于水，如H3PO4，Ca（H2PO4）2 2）柠檬酸溶性：能被植物根部分泌出的酸性物质溶解后吸收的含磷化合物分析中用柠檬 酸铵的氨溶液或2%的柠檬酸溶液溶解。如：CaHPO42H2O，钙镁磷肥，钢渣磷肥 3）难溶性磷化合物：难溶于水也难溶于有机弱酸。如Ca3（PO4）2，FePO4，AlPO4，磷

10、矿石 等在磷肥的分析中，将（1）（2）即水溶性和柠 檬酸溶性磷化合物中的磷称为“有效磷”磷肥中 所有含磷化合物中磷量的总和称为“全磷”，实 际生产中，根据目的不同，常分别测定有效磷 和全磷含量，结果一般用P2O5表示。磷肥的分析中，通常是制成样品溶液后，用适当的沉淀剂将磷沉淀为磷钼酸喹啉或磷钼酸铵与干扰成分分离，然后用重 量法或容量法测定。 过磷酸钙的分析 过磷酸钙又名普钙，外观为淡黄、灰白色或有黑疏松粉状，它是有磷矿石与H2SO4作用，分解为Ca（H2PO4）2和CaSO4的混合物。 反应过程中，若H2SO4 用量过量则生成 H3PO4 若H2SO4 用量不足则生成CaHPO4 普钙生产过程

11、中，对原料磷矿石， H2SO4及产品过磷酸钙副产物氟硅 酸钠等都要进行日常控制分析。 国标中规定普钙的检验项目为：1）水分 普钙中的水分有这几部分： ）游离的外来水分 ）70时结晶水开始散失Ca（H2PO4）2H2O ）大量存在的CaSO42H2O，在60开始 散失结晶水 。由于结晶水的散失较困难，时间长短也不同， 因此要求样品量不能超过4g 60的真空干燥箱中烘3h到恒重游离水分 100102的烘箱中烘3h到恒重总的水分 50*30mm称量瓶，轻轻振动至均匀层， 在100102的烘箱中干燥3h，称量后 再烘1h至恒重。水分%= G1/G 1002）游离酸的测定 过磷酸钙中的游离酸主要是H3P

12、O4和少量H2SO4，酸含量高易吸湿、结块并腐蚀土壤，不利于植物生长，过高时应加入适量的磷矿石粉或CaCO3中和生产过程中有7-9天的陈化（熟化）过程，就是使没反应的酸连续反应降低游离酸的含量，分析的目的是计算中和配料和检验产品。 用水萃取游离酸后，用溴酚氯（PH=4.05.6）为指示剂，标准NaOH标定如果萃取时带入Fe2+，Al3+，在pH=4.05.6时会分解使溶液变浊，颜色变化不清楚，可用电位法确定终点。 测定方法：如果要分别测混合物的量 3、有效磷的测定 水溶性的Ca（H2PO4）2和游离的H3PO4 同时含有少量可溶于柠檬酸铵的氨溶液 的CaHPO4H2O，首先用水萃取水溶性 磷化

13、物，再用柠檬酸的氨溶液萃取，两 萃取液合并，供分析用。 1）磷钼酸铵容量法 用4#砂芯玻璃坩埚过滤，然后将黄色的磷 钼酸铵沉淀溶于一定量的强碱标准溶液中， 加过量的碱， 剩余的NaOH用标准HCl标定 1个H3PO42个（NH4）3PO412MoO32H2O46个NaOH，所以P2O5的摩尔质量为P2O5/46=141.96/46=3.086 这种方法比经典的磷酸镁重量法快速，比磷钼酸喹啉法成本低。当磷钼酸铵溶解度大些，且组成也随条件变化，因此，准确度差些,严格遵守和控制反应条件的话仍能满足工业分析的需要。 2）磷钼酸喹啉法 磷矿石中全磷的测定： 磷矿石主要是氟磷灰石或称氟磷酸钙Ca5F(PO

14、4)3,磷矿石中全磷量的高低是衡量矿石质量的主要指标，也是磷肥生产工艺中进行配料计算的依据，用于磷肥生产的磷矿石要求含P2O5在30%以上.沉淀磷钼酸喹啉的最佳条件：HNO30.6mol/l；丙酮10%，柠檬酸2%，钼酸钠2.3%，喹啉0.17%。理论上，每10ml沉淀剂可沉淀约8mgP2O5，实际上，根据重量分析对沉淀重量的要求及容量分析对消耗滴定剂体积的要求，如溶液中P2O5应为2030mg，溶液的总体积约为150ml，则沉淀剂过量50%，即通常加入5060ml沉淀剂。 磷钼酸喹啉的分子量为2212.89， P2O5的分子量为141.95，换算为P2O5的因数为可用沉淀法直接测定,若用重量

15、法分析，将沉 淀物在250干燥2030min，或180190干 燥4060min即可。过量的NaOH标准溶液溶解磷钼酸喹啉沉淀，然后用百里酚兰酚酞作指示剂，用HNO3标准溶液回滴剩余的NaOH，根据NaOH的消耗量计算P2O5的摩尔比。 或用容量法测定.3、钾肥的分析 自然矿物，如光卤石（KCl，MgCl26H2O），钾石盐矿（KCl，NaCl），钾镁矾石（K2SO42MgSO4）等作为自然钾肥，可直接施用。也可加工为较纯净的KCl或K2SO4许多农家肥（如草木灰、豆饼、绿肥等）中都含有一定 量的钾盐。水泥窑灰也是含钾较高的肥料， 测定钾的方法，历史上有氯铂酸钾法， 过氯酸钾法，钴亚硝酸钠钾法

16、等重量分析法。 四苯硼化钠重量法测钾肥的钾 在0.1mol/l的HCl中加四苯硼化钠沉淀钾离子 为四苯硼化钾该沉淀为白色晶体，加沉淀剂时，应缓慢并 激烈搅拌，洗涤沉淀时应使用四苯硼化钾饱 和溶液，作为重量法来测定。或者过滤后，将沉淀溶解在丙酮的水溶液中， 以K2Cr2O4为指示剂。用AgNO3标液标定 终点时，过量的红色沉淀， 铵盐干扰测定，若原料中存在铵盐，应先将 溶液调整为碱性，并煮沸除去NH3或加甲醛使其生成六次甲基四胺而除去，然后再调整 为酸性。 B（C6H4）4在酸性环境中不稳定，因此滴定前可加入少量NaHCO3和Al（OH）3 1.氮肥有几种形态，每种形态氮含量如何测定？简述各方法要点及适用范围。2.何为“有效磷”，何为“全磷”，如何测定含磷量？3.钾肥含钾量如何表示？可用什么方法测定？ 思考题