工业分析（理论篇）第9章化学肥料分析

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1、1,学习指南 1.了解肥料的作用和分类。 2.了解氮肥中氮的存在形式，掌握氮肥中各种氮的测定原理、方法。 3.了解磷肥中磷的存在形式，掌握磷肥中水溶性磷和有效磷的测定原理、方法。 4.掌握钾肥中钾含量的测定原理、方法。 5.掌握复混肥料中有效成分的测定。 6.了解肥料中水分、氯离子、粒度及游离酸的测定原理。,第9章 化学肥料分析,2,9.1 概述,9.1.1 基础知识 9.1.2 化学肥料的分析项目,3,1.化肥的用途 植物正常生长发育必需不断从外界吸取营养元素，其中必需的大量元素有碳、氢、氧、氮、磷、钾、硫、镁、钙；必需微量元素有铁、锰、锌、铜、硼、钼、氯。 大量元素与微量元素在植物的生命活

2、动中各有其独特的作用，不可缺少且彼此不能互相代替。 例如，氮是植物叶和茎生长不可缺少的；磷对植物发芽、生根、开花、结果，使籽实饱满起重要作用；钾能使植物茎杆强壮，促进淀粉和糖类的形成，并增强对病害的抵抗力；因此氮、磷、钾被称为肥料三要素。,9.1.1 基础知识,4,1.化肥的用途 我们把凡施入土壤或通过其他途径能够为植物提供营养成分，或改良土壤理化性质，为植物提供良好生活环境的物质统称为肥料。 按肥料的来源可分为农家肥和化肥两类。化学肥料，简称化肥，是指用化学方法制造的、含有农作物生长所需营养元素的一种肥料，与其他肥料比较，具有养分含量高、肥效快、多种效能、贮运和施用方便的优点，但其养分不齐全

3、，施用化肥要讲究方法等。化学肥料是促进植物生长和提高农作物产量的重要物质。它能为农作物的生长提供必需的营养元素，能调节养料的循环，改良土壤的物理、化学性质，促进农业增产。,9.1.1 基础知识,5,2.化肥的分类 化肥的品种较多，按所含养分分有： （1）氮肥 化学氮肥主要是指工业生产的含氮肥料，有：氨态氮肥(NH4+和NH3)，如硫酸铵、氯化铵、氨水、碳酸氢铵等；硝态氮肥(NO3-)，如硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙等；酰胺态氮肥(如-CONH2、=CN2)，如尿素、石灰氮等。,9.1.1 基础知识,6,2.化肥的分类 （2）磷肥 化学磷肥主要是以自然矿石为原料，经过化学加工处理的含磷肥料，可分为酸法

4、磷肥，如过磷酸钙(又名普钙)、重过磷酸钙(又名重钙)、富过磷酸钙、沉淀磷酸钙等；热法磷肥，如钙镁磷肥、钙钠磷肥、脱氟磷肥、钢渣磷肥等。 根据磷肥中磷化合物溶解度的大小和作物吸收的难易，分为水溶性磷、有效磷、难溶性磷三类。能被植物吸收利用称之为有效磷；磷肥中所有磷化合物的磷量总和称之为总磷，一种磷肥中各种磷化合物都不同程度地存在。,9.1.1 基础知识,7,2.化肥的分类 （3）钾肥 化学钾肥主要有氯化钾、硫酸钾、硫酸钾镁、磷酸氢钾和硝酸钾等。 钾肥中一般含有水溶性钾盐(如硫酸钾K2SO4)，弱酸溶性钾盐(如硅铝酸钾K2SiO3-K2AlO3)及少量难溶性钾盐(如钾长石K2O-Al2O3-6Si

5、O2)。 水溶性钾盐和弱酸溶性钾盐中含钾和称为有效钾，三种钾盐之和称为总钾。 钾肥中含钾量以K2O表示。,9.1.1 基础知识,8,2.化肥的分类 （4）复混肥料 复混肥料可以分为复混肥料、复合肥料和掺混肥料。 复混肥料：氮、磷、钾三种养分中，至少有两种养分标明量的由化学方法和(或)掺混方法制成的肥料。可根据土壤供肥特性和植物的营养特点用两种或两种以上的单质化肥，或用一种复合肥料与一两种单质化肥混合，另外还可将除草、抗病虫害的农药和激素或稀土元素、腐植酸、生物菌、磁性载体等科学地添加到复混肥料中，生产不同养分配比的肥料，以适应农业生产中的不同需求，尤其适合于生产专用肥料。,9.1.1 基础知识

6、,9,2.化肥的分类 （4）复混肥料 复合肥料：氮、磷、钾三种养分中，至少有两种养分标明量的仅由化学方法制成的肥料，是复混肥料的一种。复合肥料习惯上用N-P2O5-K2O相应的质量百分数表示其成分。 掺混肥料：氮、磷、钾三种养分中，至少由两种养分标明量的由干混方法制成的肥料，也称 BB肥，是复混肥料的一种。,9.1.1 基础知识,10,2.化肥的分类 （5）微量元素肥料 微量元素肥料是指含有B、Mn、Mo、Zn、Cu、Fe 等微量元素的化学肥料，常用的微肥是这些微量元素的硫酸盐或氧化物或酸根。 生产上常用的硼肥有硼砂、硼酸、含硼过磷酸钙、硼镁肥等；锌肥有硫酸锌、氯化锌、碳酸锌、螯合态锌、氧化锌

7、等；锰肥有硫酸锰、氯化锰等；钼肥有钼酸铵、钼酸钠、三氧化钼、钼渣、含钼玻璃肥料等；铜肥有硫酸铜、炼铜矿渣、螯合态铜和氧化铜等。,9.1.1 基础知识,11,2.化肥的分类 （5）微量元素肥料 按肥效快慢可分为： 速效肥料：施入土壤后，随即溶解于土壤溶液中而被作物吸收。大部分的氮肥品种，磷肥中的普通过磷酸钙等、钾肥中的硫酸钾、氯化钾都是速效化肥。 缓效肥料：也称长效肥料，肥料养分能在一段时间内缓慢释放，供植物持续吸收和利用肥效比较持久，如钙镁磷肥、磷酸二钙、偏磷酸钙等。 控释肥料：属于缓效肥料，肥料的养分释放速率、数量和时间是由人为设计的，是一类专用型肥料，其养分释放动力得到控制，使其与作物生长

8、期内养分需求相匹配。,9.1.1 基础知识,12,2.化肥的分类 （5）微量元素肥料 按酸碱性质可分为：酸性化学肥料、碱性化学肥料和中性化学肥料(尿素)。 按所含养分种类多少可分为：单元化学肥料、多元化学肥料和完全化学肥料。 按形态可分为：固体化肥、液体化肥和气体肥料。 按施肥时间可分为：基肥、追肥和种肥。 按作物生育期分类，如苗肥、返青肥、拔节肥、穗肥等。 按施肥部位分类，如根部肥、叶部肥等。,9.1.1 基础知识,13,1.有效成分含量的测定 氮肥主要测定氨态氮、硝态氮、有机态氮（酰胺态氮、氰胺态氮）肥中氮的含量； 磷肥主要测定水溶性磷、有效磷的含量； 钾肥主要测定其有效钾的含量。,9.1

9、.2 化学肥料的分析项目,14,2水分含量的测定 肥料中水分含量高会使有些固体化肥易粘结成块，有的会水解而损失有效成份，其测定方法主要有真空烘箱法、烘箱干燥法、卡尔-费休法、电石法及蒸馏法等。,9.1.2 化学肥料的分析项目,15,3.其它成分的测定 主要测定各类化肥中影响植物生长的成分，如硫酸铵中的游离酸、钾肥中氯化物含量、尿素中的缩二脲含量、碱度、粒度等的测定。 化学肥料分析抽样的抽查最低批量为1吨，最大批量为500吨。 抽样数量根据标准有关规定抽样,每袋取样量不少于0.1kg，每批抽取总试样量大于2kg。将采取的样品迅速充分混匀，用分样器或四分法缩分至不少于1kg，分装在两个清洁、干燥的

10、 500mL 塑料瓶中，密封后粘贴标签和双方签字认可的封条。,9.1.2 化学肥料的分析项目,16,9.2 化学肥料分析,9.2.1 氮肥分析 9.2.2 磷肥分析 9.2.3 钾肥分析 9.2.4 复混肥料的测定 9.2.5 肥料中其它成分的测定,17,1氨态氮的测定 （1）酸量法 方法原理 试液与过量的硫酸标准滴定溶液作用，加热煮沸5min，冷却后加2d混合指示剂，用氢氧化钠标准溶液返滴定剩余硫酸，由硫酸标准溶液的量和消耗量氢氧化钠标准溶液的量，求出氨态氮的含量。反应如下： 2NH4HCO3H2SO4(NH3)2SO42CO22H2O 2NaOHH2SO4(剩余)Na2SO42H2O 结果

11、计算 试样中氮含量以质量分数表示，按下式计算：,9.2.1 氮肥分析,18,1氨态氮的测定 （1）酸量法 方法讨论 此方法适用于碳酸氢铵、氨水中氮含量的测定。 迅速精确称量试样，立即将试样用水洗入已盛有已知浓度硫酸溶液的锥形瓶中，使试样完全溶解反应。,9.2.1 氮肥分析,19,1氨态氮的测定 （2）蒸馏后滴定法 方法原理 样品与过量强碱溶液作用，然后从碱性溶液中蒸馏出的氨，用过量的硫酸标准溶液吸收，以甲基红或甲基红-亚甲基蓝乙醇溶液为指示剂，用氢氧化钠标准溶液返滴定至终点。由硫酸标准溶液的量和消耗的氢氧化钠标准溶液的量，求出氨态氮的含量。 NH4+OH-NH3H2O 2NH3H2SO4(NH

12、4)2SO4 2NaOHH2SO4(剩余)Na2SO22H2O 结果计算 计算试样中的含氮量同酸量法。,9.2.1 氮肥分析,20,1.氨态氮的测定 （2）蒸馏后滴定法 方法讨论 此方法适用于含铵盐的肥料和不含受热易分解的尿素或石灰氮之类的肥料的测定。 蒸馏后滴定法操作过程相对繁琐，但测定结果准确，使用范围广，常用作仲裁分析。,9.2.1 氮肥分析,21,1.氨态氮的测定 （3）甲醛法 方法原理 在中性溶液中，铵盐与甲醛作用生成六亚甲基四胺和相当于铵盐含量的酸。在指示剂存在下，用氢氧化钠标准滴定溶液进行滴定，根据消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积及浓度，求出氨态氮的含量，反应如下： 4NH4+6H

13、COH(CH2)6N44H+6H2O H+OH-H2O 结果计算 计算试样中的含氮量同酸量法。,9.2.1 氮肥分析,22,1.氨态氮的测定 （3）甲醛法 方法讨论 此方法适用于强酸性的铵盐肥料，如硫酸铵、氯化铵中氮含量的测定。甲醛法操作简便，时间短，适用范围广，但准确度较低，用于产品的一般分析。 测定时，样品中的游离酸及甲醛中含有的甲醇对测定有干扰，应在测定前除去；铵盐和甲醛的反应是多级反应，应控制反应温度在3045，时间510min，并使用过量甲醛，保证反应顺利完成。,9.2.1 氮肥分析,23,2. 硝态氮的测定 （1）氮试剂称量法 方法原理 在酸性溶液中，硝酸根离子与氮试剂作用，生成复

14、合物而形成沉淀，将沉淀过滤、干燥至恒重，称量沉淀的质量，根据沉淀的质量，求出硝态氮的含量。 结果计算 硝态氮含量以氮质量分数表示，按下式计算：,9.2.1 氮肥分析,24,2. 硝态氮的测定 （1）氮试剂称量法 方法讨论 氮试剂需用新配制的试剂，以免空白试验结果偏高。 可溶于水的试样，可加水后用机械振荡器将烧瓶连续振荡30min，稀释定容；含有可能保留有硝酸盐的水不溶的试样，需加水和乙酸与试样中，静置至二氧化碳释放完全，再加水连续振荡30min，稀释定容。 向滤液中加硫酸使pH=11.5，迅速加热至沸点，但不能使溶液沸腾，检查有无硫酸钙，一次加入氮试剂溶液后，在冰浴中放置2h，中间不断搅拌，保

15、证内容物的温度保持在00.5。温度低于0，将导致结果偏高，而温度高于0.5，则导致结果偏低。 此法适用于各种肥料中硝态氮含量的测定。,9.2.1 氮肥分析,25,2. 硝态氮的测定 （2）蒸馏后滴定法 (德瓦达合金还原法) 方法原理 在碱性溶液中用定氮合金（铜50%、锌5%、铝45%）或金属铬粉释放出新生态的氢，将硝酸盐和亚硝酸盐还原为铵。加入过量的氢氧化钠溶液，从碱性溶液中蒸馏出的氨，用过量的硫酸标准溶液吸收，在指示剂存在下，用氢氧化钠标准滴定溶液返滴定至终点。还原反应如下: Cu2NaOH2H2ONa2Cu(OH)42H AlNaOH3H2ONaAl(OH)43H Zn2NaOH2H2ON

16、a2Zn(OH)42H NO3-8HNH3OH-2H2O NO2-6HNH3OH-H2O 结果计算 总氮含量以氮的质量分数计算，按酸量法公式计算。,9.2.1 氮肥分析,26,2. 硝态氮的测定 （2）蒸馏后滴定法 (德瓦达合金还原法) 方法讨论 此方法适用于含硝酸盐的肥料，但对含有受热易分解出游离氨的尿素、石灰氮或有机物之类肥料，不能采用此法。此法中定氮合金还原为仲裁法。 试样测试前需研磨至通过1.00mm孔径的试验筛，混匀后备用。 仅含硝态氮或硝态与铵态氮，不存在酞胺态氮、氰氨态氮和有机质氮的情况下，硝态氮的还原过程用定氮合金，简化操作并减少了环境污染。除上述情况外，样品需先用铬粉加盐酸将硝酸盐还原成铵盐。,9.2.1 氮肥分析,27,2. 硝态氮的测定 （3）铁粉还原法 此方法适用于含硝酸盐的肥料，但是对含有受热分解出游离氨的尿素、石灰氮或有机物之类肥料不适用。