铵盐中氮含量的测定
实验日期：
实验目的：
１、掌握用甲醛法测定铵盐中氮的原理和方法；
２、熟练滴定操作和滴定终点的判断。
一、方法原理
铵盐是常见的无机化肥，是强酸弱碱盐，可用酸碱滴定法测定其含量，但由于NH4+的酸性太弱（Ka＝5.6×10-10），直接用NaOH标准溶液滴定有困难，生产和实验室中广泛采用甲醛法测定铵盐中的含氮量。
甲醛法是基于甲醛与一定量铵盐作用，生成相当量的酸(H+)和六次甲基四铵盐（Ka＝7.1×10-6）反应如下：
４NH4+ ＋ ６HCHO ＝ (CH2)6N4H+ ＋ ６H2O ＋ ３H+
所生成的H +和六次甲基四胺盐,可以酚酞为指示剂,用NaOH标准溶液滴定。再按下式计算含量。
式中MN—氮原子的摩尔质量(14.01 g/mol)。
二、主要试剂
１、0.1 mol/L NaOH溶液 ２、0.2％酚酞溶液
３、0.2％甲基红指示剂 ４、甲醛溶液１：１
三、测定步骤：
1、NaOH溶液浓度的标定
洗净碱式滴定管，检查不漏水后，用所配制的NaOH溶液润洗2～3次，每次用量5～10mL，然后将碱液装入滴定管中至“0”刻度线上，排除管尖的气泡，调整液面至0.00刻度或零点稍下处，静置1min后，精确读取滴定管内液面位置，并记录在报告本上。
用差减法准确称取0.4～0.6g已烘干的邻苯二甲酸氢钾三份，分别放入三个已编号的250mL锥形瓶中，加20～30mL水溶解(若不溶可稍加热，冷却后)，加入1～2滴酚酞指示剂，用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定至呈微红色，半分钟不褪色，即为终点。计算NaOH标准溶液的浓度。
2、甲醛溶液的处理：甲醛中常含有微量甲酸是由甲醛受空气氧化所致，应除去，否则产生正误差。处理方法如下：取原装甲醛(１)(40％)的上层清液于烧杯中,用水稀释一倍,加入１～２滴0.2％酚酞指示剂,用0.1 mol/LNaOH 溶液中和至甲醛溶液呈淡红色。
3、试样中含氮量的测定： 准确称取0.4～0.5 g的NH4Cl或1.6～1.8 g左右的(NH4)2SO4于烧杯中，用适量蒸馏水溶解，然后定量地移至250 ml 溶量瓶中，最后用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。 用移液管移取试液25 ml于锥形瓶中，加１～２滴甲基红指示剂，溶液呈红色，用0.1 mol/L NaOH溶液中和至红色转为金黄色，然后加入8 ml已中和的１：１甲醛溶液，再加入１～２滴酚酞指示剂摇匀,静置一分钟后,用0.1 mol/L NaOH 标准溶液滴定至溶液淡红色持续半分钟不褪,即为终点。(2)记录读数，平行做2～3次。根据NaOH 标准溶液的浓度和滴定消耗的体积，计算试样中氮的含量。
四、实验报告
称量记录
NaOH标准溶液滴定(NH4)2SO4
（１）、甲醛常以白色聚合状态存在，称为多聚甲醛。甲醛溶液中含有少量多聚甲酸不影响滴定。
（２）、由于溶液中已经有甲基红，再用酚酞为指示剂，存在两种变色不同的指示剂,用NaOH滴定时,溶液颜色是由红转变为浅黄色（pH约为6.2），再转变为淡红色（pH约为8.2）。终点为甲基红的黄色和酚酞红色的混合色。
一、实验原理
二、实验步骤
1．称取(NH4)2SO4试样0.13-0.16g三份
2．扫除游离酸
a. 甲醛中含有的微量甲酸：以酚酞为指示剂，用0.10mol.L-1NaOH中和至溶液呈淡红色即可。
b. (NH4)2SO4试样中含有HSO4-.H2SO4游离酸应扫除：
向试样的锥形瓶中加入2滴甲基红指示剂，若溶液呈红色或微红色，用0.10mol.L-1NaOH溶液中和至金黄色。
3．转化：
加入5mL中性甲醛溶液，2滴酚酞，摇匀，静置1min，认为NH4+完全转化成(CH2)6N4H+。
4．滴定
用NaOH标准溶液滴定，指示剂的变色为：
(NH4)2SO4中N含量的理论值为21.21%
三、实验注意问题
1 实验中称取(NH4)2SO4试样质量为0.13-0.16g，是如何确定的？。
2含氮量的计算公式为，是如何推导得到的？
四、思考题
1.铵盐中氮的测定为何不采用NaOH直接滴定法？
答：因NH4+的Ka=5.6×10-10，酸性太弱，其Cka<10-8，所以不能用NaOH直接滴定。
2.为什么中和甲醛试剂中的甲酸以酚酞作指示剂；而中和铵盐试样中的游离酸则以甲基红作指示剂？
答：甲醛试剂中的甲酸以酚酞为指示剂用NaOH可完全将甲酸中和，若以甲基红为指示剂，用NaOH滴定，指示剂变为红色时，溶液的pH值为4.4，而甲酸不能完全中和。铵盐试样中的游离酸若以酚酞为指示剂，用NaOH溶液滴定至粉红色时，铵盐就有少部分被滴定，使测定结果偏高。
3. NH4HCO3中含氮量的测定，能否用甲醛法？
答：NH4HCO3中含氮量的测定不能用甲醛法，因用NaOH溶液滴定时，HCO3-中的H+同时被滴定，所以不能用甲醛法测定。
第二篇：氯化铵的制备及氮含量的测定
氯化铵的制备及氮含量的测定
一、实验原理
1、氯化铵的制备：
本实验用氯化钠与硫酸铵作用来制备氯化铵：
2NaCl +（NH4）2SO4 ==== Na2SO4 + 2NH4Cl
根据它们的溶解度及其受温度影响差别的原理，采取加热、蒸发、冷却等措施，使溶解向结晶转化，从而达到分离。
反应涉及物质在不同温度下的溶解度值
由表可知，氯化铵、氯化钠、硫酸铵在水中的溶解度均随温度的升高而增加。不过，氯化钠溶解度受温度的影响不大；硫酸铵的溶解度无论在低温还是高温都是最大的。硫酸钠的溶解度有一转折点。十水硫酸钠的溶解度也是随温度的升高而增加，但达一定温度时脱水变成Na2SO4。Na2SO4的溶解度随温度的升高而减小。所以，只要把氯化钠、硫酸铵溶于水，加热蒸发，Na2SO4就会结晶析出，趁热过滤。然后再将滤液冷却，NH4Cl晶体随温度的下降逐渐析出，在35℃左右抽滤，即得NH4Cl产品。
2、氮含量的测定
NH4Cl是常用的氮肥，系强酸弱碱盐，由于NH4+的酸性太弱（Ka=5.6×10-10），故无法用NaOH标准溶液直接滴定。生产和实验室中广泛采用甲醛法测定铵盐中的含氮量。甲醛法是基于如下反应：
4NH4+ + 6HCHO ====（CH2）6N4H+ + 6H2O + 3H+
（CH2）6N4H+ + 4OHˉ ==== H2O +（CH2）6N4
生成的H+和（CH2）6N4H+（Ka=7.1×10-6）可用NaOH标准溶液滴定，计量点时产物为
（CH2）6N4，其水溶液显微碱性，可选用酚酞作指示剂。
二、实验仪器及试剂
1、仪器：
锥形瓶（3个250ml）；电子分析天平；碱式滴定管（25ml）；烧杯（100ml两个，50ml一个）；普通漏斗；蒸发皿；水浴锅；真空泵；量筒（50ml，5ml各一个）；玻璃棒；铁架台；电子天平；布氏漏斗；滤纸；温度计（100℃）；试管；试管夹：精密PH试纸；酒精灯。
2、药品：
酚酞；甲基红；NaOH标准溶液；1：1的甲醛水溶液；NaCl固体（分析纯）；
（NH4）2SO4固体（分析纯）。
三、实验内容
a）氯化铵的制备
1.称取11gNaCl，放入100mL烧杯内，加入30—40mL蒸馏水。加热、搅拌使之溶解。若有不溶物，则用普通漏斗过滤分离，滤液用蒸发皿盛。
2.在NaCl溶液中加入13g（NH4）2SO4。水浴加热、搅拌，促使其溶解。在浓缩过程中，有大量Na2SO4结晶析出。当溶液减少到35mL（提前作记号）左右时，停止加热，并趁热抽滤。
3.将滤液迅速倒入100mL烧杯中，静置冷却，NH4Cl晶体逐渐析出，冷却至35℃左右，抽滤。
4.把滤液重新置于水浴上加热蒸发，至有较多Na2SO4晶体析出，抽滤。倾出滤液于小烧杯中，静置冷却至35℃左右，抽滤。如此重复二次。
5.把三次所得的NH4Cl晶体合并，一起称重，计算产率。
6.产品的鉴定：
取1gNH4Cl产品，放于一干燥试管的底部，加热。
NH4Cl杂质含量=（G灼烧后-G空试管）g/1g´×100%
b）氮含量的测定
1.用NaOH处理甲醛溶液，使甲醛溶液呈中性。
2.称取0.08—0.10gNH4Cl三份于锥形瓶中。
3.将称量得到的NH4Cl用20—30mL水溶解后，加入5mL中性甲醛溶液，加入1—2滴酚酞，用0.1mol.L-1NaOH滴定至淡红色，半分钟内不变色，即为终点
四、产品质量鉴定及氮含量测定
1.数据记录表格
2NaCl +（NH4）2SO4 ==== Na2SO4 + 2NH4Cl
2×58.44 132.16 2×53.49
m（NaCl）m（（NH4）2SO4） 10
m（NaCl）=10×58.44/53.49=10.93（g）
m（（NH4）2SO4）=10×132.16/（2×53.49）=12.35（g）
2.氮含量测定数据记录
M（NH4Cl）=11×53.49/58.44=10.07（g）
产率=M（实）/M（NH4Cl）×100%
2.含氮量的计算：
含氮量N％=CNaOH×VNaOH×M（N）×100%/m
五、注意事项
1.用水溶解的溶质量较多时，溶液体积与水的体积不等。
2.水量30-40mL即可，浓缩时要提前作好记号，浓缩不能过度，以防NaCl、（NH4）2SO4析出，趁热抽滤时要预热仪器。多次浓缩分离（NH4）2SO4与NH4Cl。
3.如果铵盐中含有游离酸，应事先中和除去，先加甲基红指示剂，用NaOH溶液滴定至溶液呈橙色，然后再加入甲醛溶液进行测定。
4.甲醛中常含有微量甲酸，应预先以酚酞为指示剂，用NaOH溶液中和至溶液呈淡红色。
5.滴定中途，要将锥形瓶壁的溶液用少量蒸馏水冲洗下来，否则将增大误差。
六、参考资料
《大学化学基础实验》科学出版社（第二版）
《无机及分析化学实验》科学出版社（第一版）
《无机化学实验化学》工业出版社（第一版）
《分析化学》华南理工大学四川大学编（第六版）
GB 2946-92 氯化铵
HG/T 2843-1997 化肥产品 化学分析常用标准滴定溶液、标准溶液、试剂溶液和指示剂溶液
费强沈成欢刘玲佩丁海滨