肥料的分析课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,肥料的分析,肥料的分析,1,主要内容,概述,氮肥的测定,磷肥的测定,钾肥的测定,主要内容概述,2,肥料是促进植物生长，提高农作物产,量的重要物质之一。植物生长几乎需,要所有的化学元素。但最重要的是,N,、,P,、,K,三种元素。,1、概述,肥料是促进植物生长，提高农作物产1、概述,3,肥料： 自然肥料,化学肥料,自然肥料：,人畜尿类，腐草，草木灰，骨粉，油饼等,化学肥料：,工业加工制造的铵盐，硝酸盐，尿素，,磷酸盐，钾盐等,肥料： 自然肥料自然肥料：化学肥料：,4,复合肥、复混肥,化肥的分析项目：,有效成分、水分、游离酸、粒度、杂质含量,复合肥、复混肥化肥的分析项目：,5,2、,氮肥的测定,铵态：（,NH,4,）,2,SO,4,、NH,4,Cl、NH,4,HCO,3,、,NH,4,NO,3,硝酸态：,NH,4,NO,3,、NaNO,3,酰胺态：（,NH,4,）,2,CO,腈胺态：,Ca,（,NC,）,2,氮肥的分类,2、氮肥的测定 铵态：（NH4）2SO4、NH4Cl、NH4,6,由于氮在化合物中存在形式不同，,性质也不同，分析方法也不同。,2.1、碳酸氢铵,工业产品的外观为白色或淡灰色细粒结晶，,符合下表的指标,，,NH,4,HCO,3,性质极不稳定，,在常温、潮湿的空气中缓慢分解为,NH,3,和,CO,2,。,由于氮在化合物中存在形式不同，2.1、碳酸氢铵工业产品的外观,7,肥料的分析课件,8,水份的测定：,该方法的原理：,一定量的,NH,4,HCO,3,与,CaC,2,混合，,游离水份和,CaC,2,反应生成乙炔逸出。,由于,NH,4,HCO,3,很不稳定，受热至,30,以,上迅速分解，所以,NH,4,HCO,3,中的游离水,份不能用加热的方法测定，标准中规定,用“气体体积法”。,水份的测定： 该方法的原理：由于NH4HCO3很不稳定,9,反应方程式如下：,由生成的乙炔气体的体积计算水份含量。,实验装置如下,反应方程式如下：由生成的乙炔气体的体积计算水份含量。,10,肥料的分析课件,11,瓶及管内充有,乙炔饱和,的,NaCl,饱和溶液，反应,前通大气,调零,，反应后乙炔气体排出，将管内,溶液排入瓶内，反应结束后，上下移动平衡瓶，,使瓶内液面达到同一水平。读出管内气体的体,积读数及气体的温度，气压计上的大气压强，,按下式计算：,瓶及管内充有乙炔饱和的NaCl饱和溶液，反应,12,V,乙炔气体的毫升数,P1,当时当地的大气压,P2,乙炔气温度下的水蒸气压力（,mmHg）,T,乙炔气的温度,WNH,4,HCO,3,试样量,0,.,00161,标准状态下，,1,ml,乙炔相当于水的克数。,V乙炔气体的毫升数,13,这种方法适合于热分解物质中游离水份的,测定，尤其对那些分解温度特别低或结晶,水很易失去的样品，优点：操作简单；,缺点：误差大，不易掌握。,快速法：,2530,真空干燥,2,h,，,重量法测定。,这种方法适合于热分解物质中游离水份的快速法：2530真空,14,氮含量的测定,NH,4,HCO,3,中的氮可用酸直接滴定法，,突跃范围,83.9,指示剂可用甲基橙。,0.01401,N,的摩尔质量,氮含量的测定 NH4HCO3中的氮可用酸直接滴定法，0.01,15,甲醛法：,特点：操作简便而迅速。,缺点：严格控制操作条件，否则易导致结果偏低。,以（,NH,4,）,2,SO,4,为例：,原理：在中性溶液中，铵盐与甲醛反应生成六,次甲基四胺酸及游离酸，用,NaOH,标准溶液滴,定生成的酸，从而计算出试样中氨态氮的含量。,甲醛法：以（NH4）2SO4为例：,16,nNH,4,+,nNaOH,nNH4+nNaOH,17,注意事项：,（,1,）先用,NaOH,及甲基红（,4.46.2,）,将溶液的微酸性中和，再加中性甲醛。,（,2,）因常温下反应慢，溶液需加热至,50,，,加酚酞用,NaOH,。,但温度也不能过高，因为,温度,60，（,CH,2,）,6,N,4,H,+,易分解。,注意事项：（1）先用NaOH及甲基红（4.46.2）（2）,18,（,3,）滴定前须将溶液的酸度降低，滴定到,接近终点时，游离酸全部被中和，这时如有,亚甲基二胺盐存在，也会随之分解，使最初,消耗的,酸陆续重游离出来，而被滴定。,（3）滴定前须将溶液的酸度降低，滴定到,19,因为如果析出的酸度过大或甲醛用量不足，,可能会产生亚甲基二胺,CH,2,（,NH,2,）,2,，,且后,者与析出的酸易形成稳定的盐。,因为如果析出的酸度过大或甲醛用量不足，,20,（,4,）甲醛内如有,1%,的甲醇，将使结果偏低，,可用蒸馏法除去。一般配成,40%,或,20%,的水,溶液，因此在滴定时溶液的温度,高于,35,，,不断振荡，注意观察终点。,（4）甲醛内如有1%的甲醇，将使结果偏低，,21,中性有机氮肥，外观为白色或微红色圆珠状,颗粒，易溶于水，水溶液呈中性。,标准中规定，符合下列指标,尿素 （,NH,2,）,2,CO,中性有机氮肥，外观为白色或微红色圆珠状尿素 （NH2）2CO,22,肥料的分析课件,23,水分测定,1）卡尔费休滴定法,原理：,I,2,、SO,2,、C,5,H,5,N,溶液在有甲醇和水,存在时，发生下列氧化还原反应：,水分测定 1）卡尔费休滴定法 原理：I2、SO2、C5H5,24,反应是定量的，当样品中没有游离水时，,滴定剂过量，终点用电位法确定。,反应装置如图：,反应是定量的，当样品中没有游离水时，反应装置如图：,25,肥料的分析课件,26,优点：,广泛用于测定受热挥发或分解的有机化合,物中的水份含量,可以用于间接测定在化学反应中消耗水或,生成水的有机化合物的含量。,缺点：滴定剂不能放置时间长，,否则易变化（,I,2,易挥发）,优点：缺点：滴定剂不能放置时间长，,27,2）,60真空恒重法。,3,4,g（0.0001g）,样品，放在60真空干,燥箱中，至恒重。,2）60真空恒重法。34g（0.0001g）样品，放在6,28,缩二脲的测定,是尿素受热至,150160,时的分解产物，,它是二个尿素脱去一分子氨生成的。,这种物质会抑制幼小作物的正常发育，特别,是对柑桔的生长不利，因而是尿素中的有害,杂质，一级品0.5%,2.0%,。,缩二脲的测定 是尿素受热至150160时的分解产物，这种,29,在酒石酸钾钠存在的碱性溶液中，,NH,2,CONHCONH,2,与铜盐形成的红色络合物,该物质在550,nm,处有最,大的吸收波长，且其稀溶液符合比耳定律。,测定方法：,含量1.8%时称取5,g,样品,在酒石酸钾钠存在的碱性溶液中，NH2CONHCONH2测定方,30,氮含量的测定,尿素中的氮以酰胺态（,CONH,2,）,存在，,可用凯氏定氮法。,原理：尿素与过量,H,2,SO,4,在,CuSO,4,和存在下，,加热，尿素分解生成（,NH,4,）,2,SO,4,，,并放出,CO,2,生成的（,NH,4,）,2,SO,4,和过量的,H,2,SO,4,溶液用强,碱中和并过量，使（,NH,4,）,2,SO,4,转变为,NH,3,并,用标准,H,2,SO,4,或,H,3,BO,3,吸收：,氮含量的测定 尿素中的氮以酰胺态（CONH2）存在，原理：尿,31,肥料的分析课件,32,肥料的分析课件,33,实验步骤,称取,5,克样（,0.0001,g,）,到,500,ml,凯氏定氮瓶中,加,20ml,水,、20,ml,浓,H,2,SO,4,、1g CuSO,4,和,少量,K,2,SO,4,，,全部溶解后，瓶口加一个小漏斗，,在通风柜中加热至无,CO,2,发生，并有白烟冒出，,继续加热,1015,min,，,除去过量的,H,2,SO,4,，,冷却,加,NaOH,蒸馏并用硼酸,吸收，测定。,实验步骤称取5克样（0.0001g）到500ml凯氏定氮瓶中,34,（,1,）,CuSO,4,是催化剂，加速有机物的分解。,可用金属,Hg,，,HgO,，,硒粉代替,（1）CuSO4是催化剂，加速有机物的分解。 可用金属Hg，,35,（,2,）加无水,K,2,SO,4,或,NaSO,4,的作用，,提高,H,2,SO,4,硝化液的沸点，加速有机,物的氧化，但不能加得太多，否则消,耗,H,2,SO,4,使硝化液没有足够的硫酸定,氮。,（2）加无水K2SO4或NaSO4的作用，,36,（,3,）硝化时要避免沸腾过猛，温度过,高，有部分氨被氧化为游离的氮，不能,被,H,2,SO,4,吸收，使结果偏低。,（3）硝化时要避免沸腾过猛，温度过,37,肥料的分析课件,38,肥料的分析课件,39,粒度的测定,方法是采用孔径为2.5,mm,和0.8,mm,标准分样筛,粒度（,0.82.5mm,）%=G,1,/G 100,G,总质量,G,1,残留在0.8,mm,筛上的质量,颗粒状尿素需检验粒度。,粒度的测定 方法是采用孔径为2.5mm和0.8mm标准分样筛,40,3、磷肥,的测定,自然：磷矿石、骨粉、骨灰、草木灰、,复合农家肥、人畜尿粪等,化学：以自然磷矿石为原料经化学加工,处理的含磷肥料。,3、磷肥 的测定自然：磷矿石、骨粉、骨灰、草木灰、,41,根据处理方法的不同分类：,利用无机酸处理磷矿石制造磷肥，含水溶性的,磷化合物过磷酸钙、重过磷酸钙等易被植物吸,收称为,速效磷肥,将磷矿石与其它配料经高温煅烧分解制磷肥，,含,炼钢炉渣、钙镁磷肥,等,难溶于水，能溶于,有机弱酸，使用后需经较长时间，才能被土,壤中的酸缓慢溶解后被植物吸收，故称为,“迟,效磷肥”,根据处理方法的不同分类： 利用无机酸处理磷矿石制造磷肥，含水,42,按溶解性又可分为,1）水溶性的磷化物：可溶于水，如,H,3,PO,4,，,Ca,（,H,2,PO,4,）,2,2）柠檬酸溶性：能被植物根部分泌出的酸性,物质溶解后吸收的含磷化合物分析中用柠檬,酸铵的氨溶液或2%的柠檬酸溶液溶解。,如：,CaHPO,4,2H,2,O,，,钙镁磷肥，钢渣磷肥,按溶解性又可分为 1）水溶性的磷化物：可溶于水，如H3PO4,43,3）难溶性磷化合物：难溶于水也难溶于有,机弱酸。如,Ca,3,（,PO,4,）,2,，,FePO,4,，,AlPO,4,，,磷矿石,等,在磷肥的分析中，将（,1,）（,2,）即水溶性和柠,檬酸溶性磷化合物中的磷称为,“有效磷”,磷肥中,所有含磷化合物中磷量的总和称为,“全磷”,，实,际生产中，根据目的不同，常分别测定有效磷,和全磷含量，结果一般用,P,2,O,5,表示。,3）难溶性磷化合物：难溶于水也难溶于有在磷肥的分析中，将（1,44,磷肥的分析中，通常是制成样品溶液后，,用适当的沉淀剂将磷沉淀为磷钼酸喹啉,或磷钼酸铵与干扰成分分离，然后用重,量法或容量法测定。,磷肥的分析中，通常是制成样品溶液后，,45,过磷酸钙的分析,过磷酸钙又名普钙，外观为淡黄、,灰白色或有黑疏松粉状，,它是有磷矿石,与,H,2,SO,4,作用，分解为,Ca,（,H,2,PO,4,）,2,和,CaSO,4,的混合物。,过磷酸钙的分析 过磷酸钙又名普钙，外观为淡黄、,46,反应过程中，若,H,2,SO,4,用量过量则生成,H,3,PO,4,若,H,2,SO,4,用量不足则生成,CaHPO,4,反应过程中，若H2SO4 用量过量则生成 H3PO4 若H2,47,普钙生产过程中，对原料磷矿石，,H,2,SO,4,及产品过磷酸钙副产物氟硅,酸钠等都要进行日常控制分析。,国标中规定普钙的检验项目为：,普钙生产过程中，对原料磷矿石，国标中规定普钙的检验项目为：,48,肥料的分析课件,49,1）水分,普钙中的水分有这几部分：,）游离的外来水分,）70时结晶水开始散失,Ca（H,2,PO,4,）,2,H,2,O,）大量存在的,CaSO,4,2H,2,O,，,在,60,开始,散失,结晶水,。,由于结晶水的散失较困难，时间长短也不同，,因此要求样品量不能超过,4,g,1）水分 普钙中的水分有这几部分：由于结晶水的散失较困难，时,50,60的真空干燥箱中烘3,h,到恒重游离水分,100102,的烘箱中烘,3,h,到恒重总的水分,50*30,mm,称量瓶，轻轻振动至均匀层，,在100102的烘箱中干燥3,h，,称量后,再烘1,h,至恒重。,水分,%=,G,1,/G 100,60的真空干燥箱中烘3h到恒重游离水分50*30mm称量瓶,51,2）游离酸的测定,过磷酸钙中的游离酸主要是,H,3,PO,4,和少量,H,2,SO,4,，,酸含量高易吸湿、结块并腐蚀土壤，不利于植,物生长，过高时应加入适量的磷矿石粉或,CaCO,3,中和生产过程中有,7-9,天的,陈化,（熟化）过程，,就是使没反应的酸连续反应降低游离酸的含量，,分析的目的是计算中和配料和检验产品。,2）游离酸的测定 过磷酸钙中的游离酸主要是H3PO4和少量H,52,用,水,萃取游离酸后，用溴酚氯（,PH=4.05.6）,为指示剂，标准,NaOH,标定,如果萃取时带入,Fe,2+,，,Al,3+,，,在,pH=4.05.6,时会分解使溶液变浊，颜色,变化不清楚，可用电位法确定终点。,测定方法：,用水萃取游离酸后，用溴酚氯（PH=4.05.6）测定方法：,53,如果要分别测混合物的量,如果要分别测混合物的量,54,3、,有效磷的测定,水溶性的,Ca,（,H,2,PO,4,）,2,和游离的,H,3,PO,4,同时含有少量可溶于柠檬酸铵的氨溶液,的,CaHPO,4,H,2,O,，,首先用水萃取水溶性,磷化物，再用柠檬酸的氨溶液萃取，两,萃取液合并，供分析用。,3、有效磷的测定 水溶性的Ca（H2PO4）2和游离的H3P,55,1）,磷钼酸铵容量法,用,4,#,砂芯玻璃坩埚过滤，然后将黄色的磷,钼酸铵沉淀溶于一定量的强碱标准溶液中，,加过量的碱，,1）磷钼酸铵容量法 用4#砂芯玻璃坩埚过滤，然后将黄色的磷,56,剩余的,NaOH,用标准,HCl,标定,1,个,H,3,PO,4,2,个（,NH,4,）,3,PO,4,12MoO,3,2H,2,O,46,个,NaOH,，,所以,P,2,O,5,的摩尔质量为,P,2,O,5,/46=141.96/46=3.086,剩余的NaOH用标准HCl标定 1个H3PO42个（NH4,57,这种方法比经典的磷酸镁重量法快速，,比磷钼酸喹啉法成本低。,当磷钼酸铵溶解度大些，且组成也随条件,变化，因此，准确度差些,严格遵守和控制,反应条件的话仍能满足工业分析的需要。,这种方法比经典的磷酸镁重量法快速，,58,2）,磷钼酸喹啉法,磷矿石中全磷的测定：,磷矿石主要是氟磷灰石或称氟磷酸钙,Ca,5,F,(,PO,4,),3,磷矿石中全磷量的高低是衡量矿石质量的主要指,标，也是磷肥生产工艺中进行配料计算的依据，,用于磷肥生产的磷矿石要求含,P,2,O,5,在,30%,以上.,2）磷钼酸喹啉法 磷矿石中全磷的测定： 磷矿石主要是氟磷灰石,59,肥料的分析课件,60,沉淀磷钼酸喹啉的最佳条件：,HNO,3,0.6mol/l,；,丙酮,10%,，柠檬酸,2%,，钼酸钠,2.3%,，喹啉,0.17%,。,理论上，每,10,ml,沉淀剂可沉淀约,8,mg,P,2,O,5,，,实际,上，根据重量分析对沉淀重量的要求及容量分析,对消耗滴定剂体积的要求，如溶液中,P,2,O,5,应为,20,30,mg,，,溶液的总体积约为,150,ml,，,则沉淀剂过,量,50%,，即通常加入,5060,ml,沉淀剂。,沉淀磷钼酸喹啉的最佳条件：HNO30.6mol/l；,61,磷钼酸喹啉的分子量为2212.89，,P,2,O,5,的分子量为141.95，换算为,P,2,O,5,的因数为,可用沉淀法直接测定,若用重量法分析，将沉,淀物在,250,干燥,2030,min,，,或,180190,干,燥,4060,min,即可。,磷钼酸喹啉的分子量为2212.89，可用沉淀法直接测定,若用,62,过量的,NaOH,标准溶液溶解磷钼酸喹啉沉淀，,然后用百里酚兰酚酞作指示剂，用,HNO,3,标准溶液回滴剩余的,NaOH,，,根据,NaOH,的消,耗量计算,P,2,O,5,的摩尔比。,或用容量法测定.,过量的NaOH标准溶液溶解磷钼酸喹啉沉淀，或用容量法测定.,63,3、钾肥的分析,自然矿物，如光卤石（,KCl,，,MgCl,2,6H,2,O,），,钾石盐矿（,KCl,，,NaCl,），,钾镁矾石,（,K,2,SO,4,2MgSO,4,）,等作为自然钾肥，可直接施用。,也可加工为较纯净的,KCl,或,K,2,SO,4,许多农家肥,（如草木灰、豆饼、绿肥等）中都含有一定,量的钾盐。水泥窑灰也是含钾较高的肥料，,3、钾肥的分析 自然矿物，如光卤石（KCl，MgCl26H,64,测定钾的方法，历史上有氯铂酸钾法，,过氯酸钾法，钴亚硝酸钠钾法等重量分析法。,四苯硼化钠重量法测钾肥的钾,在0.1,mol/l,的,HCl,中加四苯硼化钠沉淀钾离子,为四苯硼化钾,测定钾的方法，历史上有氯铂酸钾法，四苯硼化钠重量法测钾肥的钾,65,该沉淀为白色晶体，加沉淀剂时，应缓慢并,激烈搅拌，洗涤沉淀时应使用四苯硼化钾饱,和溶液，作为重量法来测定。,或者过滤后，将沉淀溶解在丙酮的水溶液中，,以,K,2,Cr,2,O,4,为指示剂。,用,AgNO,3,标液标定,终点时，过量的红色沉淀，,该沉淀为白色晶体，加沉淀剂时，应缓慢并或者过滤后，将沉淀溶解,66,铵盐干扰测定，若原料中存在铵盐，应先将,溶液调整为碱性，并煮沸除去,NH3,或加甲醛,使其生成六次甲基四胺而除去，然后再调整,为酸性。,B,（,C,6,H,4,）,4,在酸性环境中不稳定，因此,滴定前可加入少量,NaHCO,3,和,Al,（,OH,）,3,铵盐干扰测定，若原料中存在铵盐，应先将B（C6H4）4在酸性,67,1.氮肥有几种形态，每种形态氮含量如何测定？,简述各方法要点及适用范围。,2.何为“有效磷”，何为“全磷”，如何测定含磷量？,3.,钾肥含钾量如何表示？可用什么方法测定？,思考题,1.氮肥有几种形态，每种形态氮含量如何测定？思考题,68,