實驗5　銨鹽中氮含量的測定

【實驗目的】

1.掌握甲醛法測定銨態氮的原理和操作方法。

2.熟練掌握酸堿指示劑的選擇原理。

【實驗原理】

硫酸銨是常用的氮肥之一，是強酸弱堿鹽，可用酸堿滴定法測定其氮含量。但由于的酸性太弱（Ka=5.6×10-10），不能直接用NaOH標準溶液準確滴定，生產上和實驗室中廣泛采用甲醛法進行測定。將甲醛與一定量的銨鹽作用，生成相當量的酸（H+）和質子化的六亞甲基四胺鹽（Ka=7.1×10-6），反應如下：

生成的H+和質子化的六亞甲基四胺鹽，均可被NaOH標準溶液準確滴定（弱酸被強化）。

（CH2）6N4H++3H++4NaOH（CH2）6N4+4Na++4H2O

化學計量點時，溶液呈弱堿性，可選用酚酞作指示劑。由反應可知，N與NaOH的化學計量比為1∶1。根據下式可以計算銨鹽中氮（MN=14.01g·mol-1）的含量：

該方法操作簡單、迅速，但必須嚴格控制操作條件，否則結果易偏低。

選用鄰苯二甲酸氫鉀（KHC8H4O4，簡寫為KHP，MKHP=204.2g·mol-1）為基準試劑來標定NaOH溶液的濃度cNaOH，用酚酞作指示劑。NaOH標準溶液濃度的計算公式如下：

【儀器試劑】

1.儀器

電子天平（精度0.0001g），錐形瓶（250mL），堿式滴定管（50mL），容量瓶（250mL），移液管（25mL）。

2.試劑

NaOH（固體，分析純），KHP（固體，分析純），酚酞指示劑（2g·L-1，乙醇溶液），甲基紅指示劑（2g·L-1，乙醇溶液），甲醛溶液（40%，分析純），（NH4）2SO4試樣。

【實驗步驟】

1. 0.1mol·L-1 NaOH標準溶液的配制與標定

（1）配制　參見實驗2。

（2）標定　用電子天平以差減法平行稱量KHP三份，每份0.5g左右，分別置于三只250mL錐形瓶中，加約50mL蒸餾水溶解，加入2～3滴酚酞指示劑，用待標定的NaOH溶液滴定至淺粉紅色并在30s內不褪色，即為終點。平行滴定三次，記錄所消耗的NaOH溶液的體積，計算NaOH溶液的濃度和相對平均偏差。相對平均偏差在0.2%以內為合格，否則需重新標定。

2.甲醛溶液的處理

甲醛中常含有微量的酸，應事先用NaOH進行中和。方法如下：取原裝甲醛的上層清液于燒杯中，用水稀釋一倍，加入2～3滴酚酞指示劑，用0.1mol·L-1 NaOH溶液中和至甲醛溶液呈微紅色。

3.銨鹽中含氮量的測定

準確稱取1.6～1.8g的（NH4）2SO4試樣于燒杯中，用適量蒸餾水溶解，定量轉入250mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻。

移取25.00mL試液于250mL錐形瓶中，稀釋至約50mL，加1～2滴甲基紅指示劑，用0.1mol·L-1 NaOH標準溶液中和至溶液呈黃色，以除去試樣中的游離酸。加入10mL已中和的（1+1）甲醛溶液，再加入1～2滴酚酞指示劑，充分搖勻，放置1min。用0.1mol·L-1 NaOH標準溶液滴定至溶液呈微橙紅色并持續30s不褪色即為終點。記錄消耗的NaOH溶液的體積，至少平行測定三次。根據三次滴定結果，計算試樣中氮的含量。

【注意事項】

1. KHP使用前需在100～125℃干燥1h后，置于干燥器中冷卻備用。

2.甲醛中含有的微量酸，是由甲醛受空氣氧化所致，應除去，否則產生正誤差。

3.由于溶液中已經有甲基紅，再用酚酞指示劑，就存在兩種變色不同的指示劑。用NaOH溶液滴定時，溶液顏色由紅色轉變為黃色（pH≈6.2），再轉變為微橙紅色（pH≈8.2）。終點為甲基紅的黃色和酚酞微紅色的混合色。

【數據記錄】

【思考題】

1. NH4NO3、NH4Cl和NH4HCO3中的含氮量能否用甲醛法測定？

2.為什么中和甲醛中的游離酸使用酚酞作指示劑，而中和（NH4）2SO4試樣中的游離酸卻使用甲基紅作指示劑？