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凯氏定氮法测定植株全氮方法

[导读]试验比较凯氏定氮法和奈氏比色法对测定植株全氮含量的影响,分析 2 种方法的影响因素,结果表明:凯氏定氮法易受酸度和样品浓度的影响,奈氏比色法易受酸度、样品浓度、稳定时间、金属离子的影响,在试验测定中应减少各因素影响而引起的误差。

植物全氮测定通常采用开氏法,即用 H2SO4-H2O2 消煮法,用 H2O2 作为加速消煮的氧化剂,将有机氮转化为铵态氮 后,再采用凯氏定氮法或奈氏比色法测定,该 方 法 不 包括硝态氮的植物全氮测定 ,适合于含硝态氮低的植物 样品 的 测 定。该 方 法 操 作 简 单、快 速,对 N、P、K 的 定 量 没 有干扰,而且可同时测定 N、P、K 等多种元素,有利于自动化装置的使用,具有能满足一般生产和科研工作所要求的准确度[1-2]。

1 材料与方法

1.1 试验试剂

浓 H2SO4(化学纯,密度 1.84 g/cm3)、300 g/L H2O2、100 g/L酒石酸钠溶液、100 g/L KOH 溶液、奈氏试 剂、100 μg/mL N(NH4+-N)标准溶液、400 g/L NaOH 溶液、20 g/L H3BO3-指示剂溶液、酸标准溶液[c(HCl 或 1/2 H2SO4)=0.01 mol/L]、定氮混合指示剂[3]。

1.2 试剂制备

1.2.1 奈氏试剂。制备方法:溶解 45.0 g HgI2 和 35.0 g KI 于400 mL 水中,洗入 1 000 mL 容量瓶,加入 KOH 112 g,加水至 800 mL,摇匀,冷却后定容。放置数日后,过滤或将上清液虹吸入棕色瓶中备用。

1.2.2 100 μg/mL N(NH4+-N)标准溶液。制备方法:称取烘干NH4Cl(分 析 纯)0.381 7 g 溶 于 水 中,定 容至 1 000 mL,此 为100 μg/mL N(NH4+-N)贮备液。用时吸上述溶液 50 mL,稀释至 500 mL,即为 10 μg/mL N(NH4+-N)工作液[4]。

1.2.3 定氮混合指示剂。制备方法:标取 0.1 g 甲基红和 0.5g 溴甲酚绿,研磨,溶解于 100 mL 95%乙醇中,用稀酸或稀碱调节 pH 值为 4.5,颜色为淡红色[5]。

1.3 凯氏定氮法

1.3.1 试验原理。植物样品经开氏消煮、定容后,吸取部分消煮液碱化,使铵盐转变成氨,经蒸馏,用 H3BO3 吸收,硼酸中吸收的氨可直接用硫酸标准溶液滴定,以甲基红-溴甲酚绿混合指示剂指示终点。

1.3.2 试验方法。检查蒸馏装置是否漏气和管道是否洁净后,吸取定容后的消煮液 5.00~10.00 mL(V2,含 NH+4-N 约 1mg),注入半微量蒸馏器的内室。另取 150 mL 三角瓶,内加5 mL 2%H3BO3 指示剂溶液,通过蒸气蒸馏(注意开放冷凝水,勿使馏出液温度超过 40 ℃)[6]。待馏出液 体积 达 50~60 mL时,停止蒸馏,用少量已调节至 pH 值 4.5 的水冲洗冷凝管末端。用酸标准溶液滴定馏出液至由蓝绿色突变为紫红色(终点的颜色应和空白测定的滴定终点相同)。与此同时进行空白测定的蒸馏、滴定,以校正试剂和滴定误差。

2.1 凯氏定氮法的影响因素

试验 表 明,凯氏定氮法主要 有 2 个 影 响 因 素:一 是 酸度。蒸馏液中的 pH 值达到 8~9 即可,加入的 NaOH 过多,反应剧烈,易造成 N(NH4+-N)损失,加入的 NaOH 少,不 能 中和浓硫酸,N(NH4+-N)无法蒸出。二是样品浓度。待测液中的适宜 NH4-N 的浓度在 0.1~4.0 mg/L,如果含量较高,应先稀释后再进行测定

2.2 奈氏比色法的影响因素

试验 表 明,奈氏比色法主要 有 4 个 影 响 因 素:一 是 酸度。该方法显色过程受溶液 pH 值的影响很大,溶液 pH 值为4 时不显色,pH 值在 4~11 时,随着 pH 值的升高,颜色加深,pH 值为 11 时显色完全。因此,显色溶液的 pH 值应≥11。二是样品浓度。显色液 NH4-N 的浓度在 0.2~3.0 mg/L 时符合比耳定律,太低或太高都影响测定结果的准确性。三是稳定时间。在显色时生成的络合物温度高时稳定 30 min,温度低时应稳定 1 h 再进行比色测定。四是金属离子。奈氏比色法易受显色溶液中的钙、镁等金属离子干扰,需要加入酒石酸钠掩蔽剂。

3 结论

试验比较凯氏定氮法和奈氏比色法对测定植株全氮含量的影响,分析 2 种方法的影响因素,指出凯氏定氮法易受酸度和样品浓度的影响,奈氏比色法易受酸度、样品浓度、稳定时间、金属离子的影响,在试验测定中应减少各因素影响而引起的误差。

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