尿素总氮含量测定方法的改进

张北 刘新 夏莹莹

一、现有标准方法测定尿素总氮含量的不足

（一）《尿素的測定方法 第一部分总氮含量的测定》GB/T 2441.1-2008

1.标准规定。称取0.5 g样品于蒸馏瓶中，加入15 mL硫酸、0.2 g五水硫酸铜，插入梨形漏斗，缓慢加热，然后提高温度，直至冒白烟取下冷却，然后自建蒸馏装置，硫酸吸收。

2.不足之处。尿素作为酰胺态氮，在温度足够的条件下，只加入硫酸即可转换成铵态氮，没有必要引入额外试剂（五水硫酸铜）。加入硫酸量太大，浪费试剂，蒸馏反应剧烈，危险性高;升温条件不明确，可能使试验重复性不好;自建蒸馏装置操作烦琐，易漏气，使测试结果准确度偏低。

（二）《进出口化肥检验方法自动分析仪测定氮含量》 SN/T 0736.11-2002

较GB/T 2441.1-2008的方法，SN/T 0736.11-2002的改进就是不再引入五水硫酸铜，且硫酸用量改为8.0mL的1+1硫酸，反应过程平缓。同时，利用自动分析仪，可将蒸馏、滴定、结果显示合为一体，自动迅速完成。但方法中缺少消解温度的详细描述和蒸馏条件的设置，容易使结果的重现性偏低。

二、方法改进

笔者通过仔细研读以上标准，结合尿素本身属性（二氧化碳和氨合成）和试验中用到的可程序升温的石墨消解仪以及全自动凯氏定氮仪自身特点，特制定以下试验方案，可供条件相同的试验室作为参考。

（一）试验原理

在酸性条件下，加热使试样中酰胺态氮转化为氨态氮，加入过量的碱溶液蒸馏并吸收在过量的硼酸溶液中，在指示液存在下，用盐酸标准溶液滴定，由消耗的盐酸用量来计算氨含量，从而计算氮含量。

（二）试验过程

1.称取样品0.5 g（精确至0.0002 g）（保持与国标称样量一致，以减少试验误差;样品最好手工研磨过筛，一是保证样品的均匀性，二是防止研磨过程过热使尿素水解）于100 mL的容量瓶中，定容至100 mL。

2.准确分取10.0 mL于250mL的消化管中，加入浓硫酸10 mL（因为消解样品为液体样品10 mL，加入10 mL浓硫酸相当于1+1硫酸，可有效减缓反应程度）。将消化管置于石墨炉上，选取程序升温模式（见表1），待时间结束取下冷却，于全自动凯氏定氮仪上蒸馏滴定。

（三）试验过程解析

1.将样品溶解后分取消解，可减少消化过程的反应程度，以减少此阶段的误差。同时，分取蒸馏也减缓了酸碱反应的程度和氨气的释放速度，增加了试验的准确度，从而有效地避免了大量氨气产生、硼酸来不及吸收或冷却效果不好造成的试验结果偏低的情况。

2.降低滴定酸浓度。由原来规定的0.5 mol/L的滴定酸，变成0.05 mol/L，改变了单滴酸对颜色变化的响应，使滴定终点更易于掌控，提高了数据的重现性。

3.由自建蒸馏装置改用全自动凯氏定氮仪，减少了试验的烦琐程度，同时降低了人为的滴定误差。

（四）试验结果

通过用上述改进方法对尿素化学纯试剂的氮含量进行60次平行分析，结果（见表2）。

1.准确度表现。尿素氮含量的理论值为46.67%，实测平均值为46.53%，相对误差为0.3%。

2.精密度表现。总体标准偏差（数据分散度）为0.26%，标准偏差为0.26%。

三、试验结论

（一）数据结果

在准确度方面，相对误差为0.3%;在精密度方面，标准偏差为0.26%，提高了数据的准确度和精密度。

（二）试剂消耗方面

避免了硫酸铜的使用，减少了硫酸的加入量，间接地减少了氢氧化钠的加入量，试剂消耗大大减少，有利于提高环保效益。

（三）试验效率

利用石墨消解仪和全自动凯氏定氮仪，减少了手动搭建蒸馏设施的时间，提高了试验效率，同时避免了试验过程中因酸碱剧烈反应造成的危害。