实验5　铵盐中氮含量的测定

【实验目的】

1.掌握甲醛法测定铵态氮的原理和操作方法。

2.熟练掌握酸碱指示剂的选择原理。

【实验原理】

硫酸铵是常用的氮肥之一，是强酸弱碱盐，可用酸碱滴定法测定其氮含量。但由于的酸性太弱（Ka=5.6×10-10），不能直接用NaOH标准溶液准确滴定，生产上和实验室中广泛采用甲醛法进行测定。将甲醛与一定量的铵盐作用，生成相当量的酸（H+）和质子化的六亚甲基四胺盐（Ka=7.1×10-6），反应如下：

生成的H+和质子化的六亚甲基四胺盐，均可被NaOH标准溶液准确滴定（弱酸被强化）。

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

化学计量点时，溶液呈弱碱性，可选用酚酞作指示剂。由反应可知，N与NaOH的化学计量比为1∶1。根据下式可以计算铵盐中氮（MN=14.01g·mol-1）的含量：

该方法操作简单、迅速，但必须严格控制操作条件，否则结果易偏低。

选用邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4，简写为KHP，MKHP=204.2g·mol-1）为基准试剂来标定NaOH溶液的浓度cNaOH，用酚酞作指示剂。NaOH标准溶液浓度的计算公式如下：

【仪器试剂】

1.仪器

电子天平（精度0.0001g），锥形瓶（250mL），碱式滴定管（50mL），容量瓶（250mL），移液管（25mL）。

2.试剂

NaOH（固体，分析纯），KHP（固体，分析纯），酚酞指示剂（2g·L-1，乙醇溶液），甲基红指示剂（2g·L-1，乙醇溶液），甲醛溶液（40%，分析纯），（NH4）2SO4试样。

【实验步骤】

1. 0.1mol·L-1 NaOH标准溶液的配制与标定

（1）配制　参见实验2。

（2）标定　用电子天平以差减法平行称量KHP三份，每份0.5g左右，分别置于三只250mL锥形瓶中，加约50mL蒸馏水溶解，加入2～3滴酚酞指示剂，用待标定的NaOH溶液滴定至浅粉红色并在30s内不褪色，即为终点。平行滴定三次，记录所消耗的NaOH溶液的体积，计算NaOH溶液的浓度和相对平均偏差。相对平均偏差在0.2%以内为合格，否则需重新标定。

2.甲醛溶液的处理

甲醛中常含有微量的酸，应事先用NaOH进行中和。方法如下：取原装甲醛的上层清液于烧杯中，用水稀释一倍，加入2～3滴酚酞指示剂，用0.1mol·L-1 NaOH溶液中和至甲醛溶液呈微红色。

3.铵盐中含氮量的测定

准确称取1.6～1.8g的（NH4）2SO4试样于烧杯中，用适量蒸馏水溶解，定量转入250mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。

移取25.00mL试液于250mL锥形瓶中，稀释至约50mL，加1～2滴甲基红指示剂，用0.1mol·L-1 NaOH标准溶液中和至溶液呈黄色，以除去试样中的游离酸。加入10mL已中和的（1+1）甲醛溶液，再加入1～2滴酚酞指示剂，充分摇匀，放置1min。用0.1mol·L-1 NaOH标准溶液滴定至溶液呈微橙红色并持续30s不褪色即为终点。记录消耗的NaOH溶液的体积，至少平行测定三次。根据三次滴定结果，计算试样中氮的含量。

【注意事项】

1. KHP使用前需在100～125℃干燥1h后，置于干燥器中冷却备用。

2.甲醛中含有的微量酸，是由甲醛受空气氧化所致，应除去，否则产生正误差。

3.由于溶液中已经有甲基红，再用酚酞指示剂，就存在两种变色不同的指示剂。用NaOH溶液滴定时，溶液颜色由红色转变为黄色（pH≈6.2），再转变为微橙红色（pH≈8.2）。终点为甲基红的黄色和酚酞微红色的混合色。

【数据记录】

【思考题】

1. NH4NO3、NH4Cl和NH4HCO3中的含氮量能否用甲醛法测定？

2.为什么中和甲醛中的游离酸使用酚酞作指示剂，而中和（NH4）2SO4试样中的游离酸却使用甲基红作指示剂？