实验三 硫酸铵肥料中含氮量的测定（甲醛法）
【实验目的】
1． 了解弱酸强化的基本原理
2． 掌握甲醛法测定氨态氮的原理和操作方法。
3． 熟练掌握酸碱指示剂的选择原理。
【实验原理】
1．NaOH标准溶液的标定
用基准物质（邻苯二甲酸氢钾，草酸）准确标定出NaOH溶液的浓度 本实验所用基准物为邻苯二甲酸氢钾
邻苯二甲酸氢钾：优点：易制得纯品，在空气中不吸水，易保存，摩尔质量大，与NaOH反应的计量比为1：1。
KHC8H4O4在100～125℃下干燥1～2h后使用。
化学计量点时，溶液呈弱碱性(pH≈9.20)，可选用酚酞作指示剂。
2．铵盐中氮含量的测定：
将甲醛与一定量的铵盐作用，生成相当量的酸(H)和质子化的六次甲基四铵盐（Ka＝7.1×10），反应如下：
4NH4 ＋ 6HCHO ＝ (CH2)6N4H ＋ 3H ＋ 6H2O
生成的H和质子化的六次甲基四胺(Ka=7.1×10),均可被NaOH标准溶液准确滴定（弱酸NH4被强化）。
(CH2)6N4H＋３H＋4NaOH ＝ 4H2O ＋ (CH2)6N4 ＋ 4Na
4mol NH4 相当于4mol的 H 相当于4mol的 OH 相当于4mol的 N。所以氮与NaOH 的化学计量数比为1。
化学计量点时溶液呈弱碱性（六次甲基四胺为有机碱），可选用酚酞作指示剂。 终点:无色→微红色(30S内不褪色)
注意：（1）若甲醛中含有游离酸(甲醛受空气氧化所致，应除去，否则产生正误差)，应事先以酚酞为指示剂，用NaOH溶液中和至微红色(pH≈8) （2）若试样中含有游离酸(应除去，否则产生正误差)，应事先以甲基红为指示剂，用NaOH溶液中和至黄色(pH≈6)（能否用酚酞指示剂？）
【仪器和试剂】
碱式滴定管（50 ml）； 移液管(25ml)；锥形瓶（250ml）；烧杯（50ml）；容量瓶（250 ++-++＋++-6+++-6+
ml）
NaOH 溶液(0.1mol/L); 浓HCl; 甲基红指示剂（2g/L，60%乙醇溶液或其钠盐的水溶液）；酚酞指示剂（2g/L乙醇溶液）；甲醛（18%即1：1）。 【实验步骤】
1．0.1mol·LNaOH溶液的标定
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，分别敲入三个已编号的250mL锥形瓶中，加40～50mL水溶解(可稍加热以促进溶解)，2～3d酚酞，用NaOH溶液滴定至微红色（30S内不褪），记录VNaOH，计算C NaOH和标定结果的相对偏差（应小于或等于±0.2%，否则需重新标定）。
2．试样中含氮量的测定
（1）准确称取2-3 g的(NH4)2SO4于小烧杯中，用适量蒸馏水溶解，定量地转移至250 ml 容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。
（2） 用移液管移取试液25.00 ml于250 ml锥形瓶中，加１滴甲基红指示剂， 用0.1 mol/L的 NaOH溶液中和至黄色。加入10ml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（强化酸）,用0.1 mol/L NaOH 标准溶液滴定至溶液呈微橙色，并持续半分钟不褪,即为终点（终点为甲基红的黄色和酚酞红色的混合色）。记录滴定所消耗的NaOH 标准溶液的读数，平行做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和测定结果的相对偏差。 【实验结果】
表1 0.1 mol/L NaOH溶液的标定
记录项目
KHC8H4O4质量（g）
消耗NaOH溶液体积VNaOH/mL CNaOH / mol/L
1
2
3
-1
表2 硫酸铵中含氮量的测定（甲醛法）
项目 m（试样）(g)
(NH4)2SO4溶液总体积(mL) 滴定时移取V(NH4)2SO4(mL) CNaOH (mol·L-1) VNaOH(mL)
试样的含氮量（%） 含氮量的平均值（%） 相对偏差 平均相对偏差
1
2
3
思考题
1. NH4+为NH3的共轭酸，为什么不能直接用NaOH溶液滴定？ 2．NH4NO3, NH4CI或NH4HCO3中的含氮量能否用甲醛法测定？
3．为什么中和甲醛中的游离酸用酚酞指示剂，而中和(NH4)2SO4试样中的游离酸用甲基红指示剂？
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