不同提取方法用于复混肥中钾含量测定的对比研究

廉 翔

（山西省应用化学研究所 山西省化肥农药产品质量监督检验站，山西 太原 030027）

0 引言

国家标准GB/T 8574—2010[1]规定了复混肥中氧化钾的测定方法为四苯硼酸钾重量法，其中试样溶液的制备采用的是沸水提取法，先将样品溶液加热煮沸提取30 min，冷却后转移到容量瓶中，这个过程大约需要1 h，不仅费时费力，而且处理过程中操作不当容易带来误差，比如加热时液体暴沸溢出、转移时液体飞溅损失、三角瓶中试样未冲洗完全造成损失等。为进一步提高检测效率，同时降低试样溶液制备过程可能带来的误差，本文将10 个复混肥样本分为两组，以沸水提取法的测定结果为基准，分别研究了超声提取法和振荡提取法[2-3]用于测定复混肥中氧化钾含量的可行性，探讨了3 种提取方法的优缺点。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

1.1.1 试剂

盐酸溶液（0.5 mol/L）；四苯硼酸钠溶液（15 g/L）；乙二胺四乙酸二钠盐溶液（EDTA，40 g/L）；酚酞溶液（5 g/L）；氢氧化钠溶液（400 g/L）。

1.1.2 仪器

超声波清洗器（KQ-50B）；回旋式振荡器（HY-5A）；恒温干燥箱（101-1A）；玻璃坩埚式滤器（4 号，30 mL）；电热板及其他实验室常用仪器设备。

1.2 实验方法

1.2.1 沸水提取法

称取试样0.5～4 g（精确至0.000 1 g），置于250 mL锥形瓶中，加约150 mL 水，于电热板上加热煮沸30 min，冷却后转移至250 mL 容量瓶中，定容混匀后干过滤，滤液待测。

1.2.2 超声提取法

称取试样0.5～4 g（精确至0.000 1 g），置于250 mL容量瓶中，加约150 mL 水，将量瓶置于超声波清洗器中提取5～15 min（超声清洗器液面高于容量瓶内液面），定容混匀后干过滤，滤液待测。

1.2.3 振荡提取法

称取试样0.5～4 g（精确至0.000 1 g），置于250mL容量瓶中，加约150 mL 0.5 mol/L 的盐酸溶液，将量瓶置于回旋振荡器中，调节振荡频率为180～200 r/min，在室温（约25 ℃）振荡10～20 min，定容混匀后干过滤，滤液待测。

1.2.4 氧化钾含量测定

分别吸取20 mL 上述3 种方法提取的试样滤液于300 mL 的烧杯中，加入适量EDTA 溶液去除阳离子干扰，用氢氧化钠溶液将试样溶液的pH 调至碱性后缓慢加热煮沸15 min，冷却至室温后边搅拌边滴加适量四苯硼酸钠溶液，再连续搅拌1 min，静置15～30 min 后用恒重的玻璃坩埚式滤器进行抽滤，将坩埚置于120 ℃±2 ℃的烘箱中干燥1.5 h，冷却至室温后称重，同时进行空白实验。

复混肥中钾含量以氧化钾质量分数表示，按式（1）计算：

式中：m1为试样所得四苯硼酸钾沉淀的质量，g；m0为空白实验所得四苯硼酸钾沉淀的质量，g；m 为称取试样质量，g；V 为移取体积，mL；250 为试样溶液总体积，mL；0.131 4 为将四苯硼酸钾换算为氧化钾的系数。

2 结果与讨论

2.1 超声时间的选择

为了确定超声提取的最佳时间，本文选取了5 个配比不同的复混肥样本，分别超声提取5、10、15 min后，对其氧化钾含量进行测定，并与沸水提取法的测定结果进行对比，结果如表1 所示。

表1 超声提取不同时间测定的氧化钾含量与沸水提取法的对比

由表1 可知，不同超声时间提取的氧化钾含量与沸水提取法相比，绝对偏差均小于0.2%，满足国家标准规定的误差范围，说明超声提取5 min 即可将复混肥中的钾离子水解完全。

2.2 振荡时间的选择

为了确定最佳的振荡时间，同样选取了5 个不同的复混肥样本，振荡频率为180～200 r/min，室温下（约25 ℃）分别振荡提取10、15、20 min 后，对其氧化钾含量进行测定，与沸水提取法的测定结果进行对比，结果如表2 所示。

表2 振荡提取不同时间测定的w（氧化钾）与沸水提取法的对比

由表2 可知，5 个样本振荡提取10 min 后的测定结果与沸水提取法的绝对偏差均小于0.2%，满足国家标准规定的误差范围，说明振荡提取10 min 即可完全水解出样品中的钾离子。

2.3 精密度实验

确定了最佳提取时间后，每组分别选取了一个复混肥样本进行精密度实验。将4 号与4′号样本各称取8 个平行试样，分别经超声提取5 min 和振荡提取10 min 后，测定其w（氧化钾），8 次测定结果的平均值分别为14.13%和15.84%，相对标准偏差分别为0.31%和0.34%，表明超声提取法和振荡提取法用于复混肥中氧化钾含量测定的精密度良好，符合分析检测的要求。

2.4 回收率实验

每组选取2 个样本，加入氧化钾质量为30 mg 和60 mg 的基准氯化钾试剂，分别进行超声提取法和振荡提取法的加标回收实验，结果如表3 所示。

表3 超声提取法和振荡提取法的加标回收率

由表3 可知，超声提取法的加标回收率为99.1%～100.6%，振荡提取法的加标回收率为98.9%～100.9%，结果表明两种提取方法的准确度良好，均可达到复混肥中氧化钾含量的测定要求。

3 结论

本文通过研究得出以下结论：

1）通过比较不同提取方法对各复混肥样本中氧化钾含量的测定结果可知，3 种方法均可用于复混肥中钾的提取，在实际检测过程中各有利弊。

2）沸水提取法为国标规定的提取方法，虽然对仪器设备要求较低，但费时费力，转移过程容易带来误差。

3）超声提取法和振荡提取法只需5～10 min 即可完成对试样溶液的制备，且测定结果与沸水提取法的绝对偏差均小于0.2%，满足国标规定的误差范围，而且操作快速简便，在大批量检测时可大大节约人力和时间，提高检测效率，需要注意的是容量瓶的瓶口较小，称样时要更加小心，避免样品撒漏带来误差。