TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9295 : 2012

PHÂN BÓN -  PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NITƠ HỮU HIỆU

Fertilizers\r\n– Method for determination of available nitrogen

Lời nói đầu

TCVN 9295 : 2012 được chuyển\r\nđổi từ 10 TCN 361 - 2006 theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu\r\nchuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm b khoản 2 Điều 7 Nghị định số\r\n127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số\r\nđiều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.

TCVN 9295 : 2012 do Viện Thổ\r\nnhưỡng Nông hóa biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đề nghị, Tổng\r\ncục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

PHÂN\r\nBÓN -  PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NITƠ HỮU HIỆU

Fertilizers\r\n– Method for determination of available nitrogen

1. Phạm vi áp\r\ndụng

Tiêu chuẩn quy định phương pháp xác\r\nđịnh nitơ hữu hiệu cho các loại phân bón hữu cơ (phân hữu cơ truyền thống, phân\r\nhữu cơ chế biến công nghiệp phân hữu cơ, hữu cơ sinh học, hữu cơ khoáng, hữu cơ\r\nvi sinh, than bùn…)

2. Tài liệu\r\nviện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là\r\ncần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công\r\nbố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công\r\nbố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 4851 – 89 (ISO 3696 – 1987), Nước\r\ndùng cho phân tích trong phòng thí nghiệm – Yêu cầu kỹ thuật.

3. Thuật ngữ và\r\nđịnh nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật\r\nngữ và định nghĩa sau:

3.1. Nitơ hữu hiệu\r\n(available nitrogen) là lượng nitơ hòa tan hoàn toàn trong môi trường dung dịch\r\naxit H­₂SO₄ 0,25 M.

4. Nguyên tắc

Hòa tan (chiết) nitơ trong phân bón\r\nbằng dung dịch H­₂SO₄ 0,25 M, chuyển hóa các hợp chất\r\nnitơ trong dung dịch chiết mẫu thành amoni bằng axit sunphuric và chất xúc tác.

Dựa theo nguyên tắc của phương pháp\r\nKjeldhal, cất amoni nhờ dung dịch kiềm, thu amoni bằng axit boric, chuẩn độ\r\namontertraborat bằng axit tiêu chuẩn, từ đó suy ra hàm lượng nitơ hữu hiệu\r\ntrong phân bón.

5. Hóa chất và\r\nthuốc thử

Hóa chất sử dụng để pha các chất\r\nchuẩn đạt loại tinh khiết hóa học, hóa chất sử dụng để phân tích đạt loại tinh\r\nkhiết phân tích.

5.1. Nước cất, TCVN 4851-89.

5.2. Axit sunfuric đặc, (H₂SO_4­)\r\nd = 1,84.

5.3. Axit boric, H₃BO₃.

5.4. Natri hydroxyt, NaOH.

5.5. Kali sunphat, K₂SO₄

5.6. Selen, Se

5.7. Devarda, hỗn hợp\r\nkim loại Cu: Al: Zn tỷ lệ theo khối lượng 50:45:53

5.8. Dung dịch tiêu chuẩn\r\naxit sunphuric (H₂SO₄) hoặc axit clohydric\r\n(HCl) hay fixanal 1M

5.9. Chất chuẩn amoni sunphat,\r\n(NH₄)_2­SO₄

5.10. Dung dịch H₂SO₄,\r\n0,25 M:

Lấy 14 ml axit sunphuric đặc (d =\r\n1,84) vào cốc đã có sẵn 500 ml nước cất, hòa tan rồi chuyển sang bình định mức\r\nthể tích 1000 ml, thêm nước cất đến vạch định mức được dung dịch H₂SO_4\r\n0,25 M. Bảo quản dung dịch kín trong lọ thủy tinh polyme.

5.11. Chỉ thị màu hỗn hợp\r\nbromocresol xanh – metyl đỏ:

Lấy 0,099 g bromocresol xanh, 0,066\r\ng metyl đỏ hòa tan trong 100 ml etanol 95 % và bảo quản ở trong tủ lạnh.

CHÚ THÍCH 1: Có thể sử dụng hỗn hợp\r\nmetyl xanh và metyl đỏ thay thế hỗn hợp trên bằng cách hòa tan 0,05 g metylen\r\nxanh vào 5 ml nước, thêm vào 100 ml etanol 95 %, hòa tan thêm 0,15 g metyl đỏ,\r\nkhuấy tan và bảo quản ở trong tủ lạnh.

5.12. Chỉ thị mầu\r\nPhenolphtalein:

Hòa tan 0,05 g phenolphthalein\r\ntrong 50 ml ethanol 95 %, cho vào bình định mức 100 ml, thêm nước cất đến vạch\r\nvà trộn đều.

5.13. Dung dịch H₃BO₃,\r\n5 %:

Cân 50 g axit boric vào cốc thủy\r\ndung tích 1000 ml, thêm 500 ml nước cất nóng, khuấy tan, để nguội. Thêm 20 ml\r\ndung dịch chỉ thị màu hỗn hợp (5.2.2), trộn đều, thêm từng giọt NaOH 0,1 M cho\r\nđến khi dung dịch có màu đỏ tía nhạt (pH khoảng 5). Chuyển dung dịch sang bình\r\nđịnh mức dung tích 1000  ml, thêm nước cất đến vạch định mức, lắc trộn đều. Bảo\r\nquản dung dịch trong lọ thủy tinh và được chuẩn bị trước khi sử dụng.

CHÚ THÍCH 2: Có thể pha riêng dung\r\ndịch axit boric, khi sử dụng cứ 50 ml dung dịch axit boric cần cho thêm 10 giọt\r\nchỉ thị hỗn hợp, lắc đều, cho thêm từng giọt NaOH 0,1 M cho đến khi dung dịch\r\ncó màu đỏ tía nhạt.

5.14. Dung dịch NaOH, 40 % hay\r\n10 M:

Cân 400 g natri hydroxyt vào cốc\r\nthủy tinh, thêm 500 ml nước cất, khuấy tan rồi chuyển dung dịch sang bình định\r\nmức dung tích 1000 ml, thêm nước cất đến vạch định mức, lắc trộn đều. Để yên\r\ndung dịch hai ngày cho lắng hết cặn cacbonat, sử dụng phần dung dịch trong. Bảo\r\nquản dung dịch kín trong lọ thủy tinh/ polime kín.

5.15. hỗn hợp xúc tác kali\r\nsunphat – selen, (K₂SO₄ và Se):

Cân 100 g kali sunphat, nghiền nhỏ\r\nvà 1 g selen, nghiền nhỏ, trộn đều và nghiền lại một lần nữa, bảo quản hỗn hợp\r\ntrong lọ khô.

5.16. Dung dịch tiêu chuẩn HCl,\r\nnồng độ 0,1; 0,2; và 0,5 M

Dung dịch tiêu chuẩn HCl 0,1; 0,2\r\nvà 0,5 M được pha từ các ống tiêu chuẩn. Bảo quản dung dịch kín trong lọ thủy\r\ntinh/ polyme kín, sử dụng cho mỗi loạt phân tích.

CHÚ THÍCH 3: Nếu sử dụng H₂SO₄\r\nlà dung dịch chuẩn thì pha từ các ống chuẩn với các nồng độ dung dịch là 0,05;\r\n0,1 và 0,25 M.

5.17. Dung dịch tiêu chuẩn nitơ,\r\nnồng độ 0,05 mg N/ml

Cân 0,2360 g amoni sunphat [(NH₄)₂SO₄]\r\nkhô vào cốc thủy tinh dung tích 1000 ml (amoni sunphat đã được xấy khô ở 100 ^oC\r\ntrong 2 h, để nguội trong bình hút ẩm), thêm 400 ml nước, khuấy tan rồi chuyển\r\nsang bình định mức dung tích 1000 ml, thêm nước cất đến vạch định mức, lắc đều.\r\nDung dịch thu được có nồng độ nitơ 0,05 mg N/ml. Bảo quản dung dịch kín trong\r\nlọ thủy tinh trong tủ lạnh, sử dụng trong một tháng.

5.18. Thuốc thử Nessler

Cân 15 g Hgl₂ và 10 g Kl\r\nvào cốc chứa 500 ml nước cất, thêm 40 g NaOH, khuấy tan, để lắng, gạn phần nước\r\ntrong cho vào bình màu nâu (có thể thay thế Hgl₂ bằng HgCl₂).

6. Thiết bị,\r\ndụng cụ

Sử dụng các thiết bị, dụng cụ thông\r\nthường trong phòng thí nghiệm và các thiết bị, dụng cụ như sau:

6.1. Thiết bị chưng cất\r\nKjeldhal,  dung tích 250 ml gồm các phần chính:

6.1.1. Bình cắt Kjeldhal,\r\ndung tích 250 ml (Nếu đun trực tiếp sử dụng bình đáy cầu dung tích 1000 ml).

6.1.2. Thiết bị thu giọt, có\r\nđầu vào đầu ra và nối với phễu nhỏ giọt.

6.1.3. Phễu nhỏ giọt có khóa.

6.1.4. Ống sinh hàn.

6.1.5. Bình hứng, dung tích\r\n250 ml.

6.2. Bình định mức, dung\r\ntích 25; 50; 100; 1000 ml.

6.3. Bếp phân hủy mẫu, điều\r\nkhiển được nhiệt độ.

6.4. Buret, dung tích 50 ml,\r\nđộ chính xác 0,1 ml.

6.5. Cân phân tích, độ chính\r\nxác 0,0001 g.

6.6. Cốc (hoặc bình tam giác)\r\nchịu nhiệt, dung tích 250 ml.

6.7. Giấy lọc mịn.

6.8. Phễu lọc, đường kính 8\r\nmm.

6.9. Rây, đường kính lỗ 2\r\nmm.

6.10. Tủ sấy, nhiệt độ 200 ^oC\r\n± 1 ^oC.

7. Lấy mẫu và\r\nchuẩn bị mẫu.

7.1. Mẫu đem đến phòng thí\r\nnghiệm được đảo, trộn đều, trải phẳng trên khay nhựa hoặc tấm ni lông, lấy mẫu\r\ntrung bình theo phương pháp đường chéo góc, trộn đều, lấy hai phần đối diện và\r\nloại bỏ dần cho đến khi còn khoảng 500 g.

7.2. Chia mẫu trung bình\r\nthành hai phần bằng nhau, cho vào hai túi PE buộc kín, ghi mã số phân tích,\r\nngày, tháng, tên mẫu và các thông tin cần thiết, một túi làm mẫu lưu, một túi\r\nlàm mẫu phân tích.

7.3. Nghiền mịn mẫu rồi qua\r\nrây có đường kính lỗ 2 mm, trộn đều làm mẫu phân tích.

7.4. Các mẫu có ẩm độ cao có\r\nthể cân một lượng mẫu xác định, sấy khô ở nhiệt độ 70⁰C, xác định độ\r\nẩm, nghiền mịn mẫu khô qua rây có đường kính lỗ 2 mm làm mẫu phân tích. Lưu ý\r\nkhi tính kết quả phải nhân với hệ số chuyển đổi từ khối lượng mẫu khô sang khối\r\nlượng mẫu thực tế ban đầu.

7.5. Các mẫu không thể xử lý\r\ntheo (7.3) và (7.4) có thể lấy một lượng mẫu khoảng 20 g, nghiền thật mịn làm mẫu\r\nphân tích.

8. Cách tiến\r\nhành.

8.1. Chiết mẫu

8.1.1. Cân 2 g mẫu với độ chính\r\nxác đến 0,0001 g mẫu đã được xử lý theo (7.3) hoặc (7.4) hoặc (7.5)  cho vào\r\nbình tam giác dung tích 250 ml (lượng mẫu cân có chứa 100 mg N đến 200 mg N là\r\nthích hợp).

8.1.2. Thêm 30 ml dung dịch H₂SO₄\r\n0,25 M, lắc 5 min, để ngâm qua đêm (khoảng 14 giờ đến 16 giờ).

8.1.3. Sau khi ngâm qua đêm,\r\nlắc lại 5 min, lọc qua giấy lọc mịn (nếu đục phải lọc lại).

8.1.4. Rửa cặn trên phễu 5\r\nlần bằng dung dịch chiết H₂SO₄ 0,25 M, mỗi lần khoảng 10\r\nml.

8.1.5. Gom dung dịch lọc và\r\nrửa vào bình định mức dung tích 100 ml, thêm dịch chiết H₂SO₄\r\n0,25 M đến vạch định mức, lắc trộn đều (gọi đây là dung dịch A).

8.2. Phân hủy mẫu

8.2.1. Lấy chính xác một thể\r\ntích từ dung dịch A vào cốc chịu nhiệt dung tích 250 ml (thể tích lấy từ dung\r\ndịch A có chứa khoảng 50 mg N đến 100 mg N là thích hợp)

8.2.2. Cô cạn trên bếp đến\r\ngần khô (còn khoảng 1 ml đến 2 ml dung dịch)

8.2.3. Thêm 5 ml H₂SO₄\r\nđặc và 1 g hỗn hợp xúc tác (5.15)

8.2.4. Tăng dần nhiệt độ đến\r\n120^oC, để sôi nhẹ khoảng 60 min.

8.2.5. Thận trọng tăng dần\r\nnhiệt độ lên 200 ^oC, duy trì khoảng 60 min, trong bình xuất hiện\r\nkhói trắng.

8.2.6. Tiếp tục tăng dần\r\nnhiệt độ lên 350 ^oC trong khoảng 60 min, duy trì đến khi lượng axit\r\ntrong bình còn khoảng 2 ml, dung dịch trắng trong.

8.2.7. Để nguội, thêm 10 ml\r\nnước cất, đun sôi nhẹ trong khoảng 5 min.

8.2.8. Chuyển toàn bộ dung\r\ndịch và cặn sang bình định mức 100 ml, thêm nước cất đến vạch định mức, lắc\r\nđều, lọc hoặc để lắng qua đêm, gọi đây là dung dịch B để xác định nitơ hữu\r\nhiệu.

8.2.9. Chuẩn bị đồng thời 2\r\nmẫu trắng, tiến hành cùng cách chuẩn bị như mẫu thử nghiệm.

CHÚ THÍCH 4: Trong quá trình phân\r\nhủy không để mẫu trào bắn ra ngoài, không để khô, nếu thiếu axít phải cho thêm\r\nnhưng không quá dư.

8.3. Chưng cất amoni

8.3.1. Lắp đặt, kiểm tra thiết\r\nbị chưng cất Kjeldhal

Tùy theo thực tế của mỗi thiết bị\r\nmà cách lắp đặt có thể khác nhau, nhưng phải tuyệt đối kín trong suốt quá trình\r\nhoạt động, có khả năng điều chỉnh được tốc độ cất và tốc độ ngưng;

Trước khi cất mẫu phải kiểm tra\r\nthiết bị Kjeldhal bằng cách cất 14 ml dung dịch tiêu chuẩn amoni 0,05 mg N/ ml\r\nvới kiềm. Chuẩn độ lượng nitơ trong bình hứng hết 5 ml ± 0,1 m dung dịch tiêu\r\nchuẩn 0,01 M HCl là đạt yêu cầu, nếu ít hơn là do thiết bị cất bị hở, nếu lớn\r\nhơn có thể là do bị bắn kềm từ bình cất hoặc do thiết bị không sạch, cần khắc\r\nphục.

8.3.2. Chưng cất

Lấy vào bình hứng 25 ml dung dịch\r\naxit boric 5 % đã có hỗn hợp chỉ thị màu, đặt bình hứng dưới ống sinh hàn, đuôi\r\nống sinh hàn phải ngập vào dung dịch khoảng 2 cm;

CHÚ THÍCH 5: Lượng axit boric phụ\r\nthuộc vào lượng nitơ trong bình cất, cứ 1 mg N phải có ít nhất 0,5 ml dung dịch\r\naxit boric (xem bảng 1).

Lấy vào bình cất 50 m dung dịch B\r\nvà 0,2 g devarda qua phễu bình cất, dùng nước cất tráng phễu và dụng cụ đong,\r\nchuyển nước tráng vào bình cất, thêm vài giọt chỉ thị màu phenolphtalein;

Tiếp theo lấy vào bình cất một\r\nlượng dư NaOH 40 % (10 M), khoảng 30 ml đến 50 ml, qua phễu vào bình cất, dùng\r\nnước cất tráng phễu, chuyển nước tráng vào bình cất, giữ trên phễu 2 ml nước,\r\nkhóa phễu;

CHÚ THÍCH 6: Lượng dung dịch B lấy\r\nđể cất phụ thuộc vào hàm lượng nitơ trong dung dịch, có khoảng 50 mg N là thích\r\nhợp. Kiểm tra lượng dư NaOH bằng chỉ thị màu phenolphtalein.

Cho hệ thống làm lạnh hoạt động và\r\nbắt đầu tiến hành chưng cất;

Điều chỉnh nhiệt độ sôi và tốc độ\r\nnước làm lạnh sao cho nhiệt độ nước sau làm lạnh khoảng 35^oC;

Kết thúc chưng cất amoni khi trong\r\nbình cất không còn amoni (kiểm tra bằng thuốc thử Nessler). Hạ thấp bình hứng,\r\ntia rửa đuôi ống sinh hàn vào bình hứng, để nguội. Thông thường, quá trình\r\nchưng cất kết thúc khi trong bình ngưng có khoảng 150 ml đến 200 ml dung dịch,\r\nvới thời gian từ 10 min đến 15 min.

8.3.3. Chuẩn độ

Chuẩn độ lượng amontertraborat bằng\r\ndung dịch axit tiêu chuẩn axit HCl hoặc H₂SO₄, lắc liên\r\ntục, kết thúc khi dung dịch hứng chuyển màu đột ngột sang tía nhạt (nếu chỉ thị\r\nmàu là hỗn hợp metyl xanh – metyl đỏ, dung dịch hứng chuyển từ màu xanh lục\r\nsang tím đỏ);

Cần lựa chọn lượng dung dịch axit\r\nboric và nồng độ axit tiêu chuẩn thích hợp với lượng nitơ có trong bình cất\r\n(bảng 1).

Bảng\r\n1. Bảng hướng dẫn lựa chọn lượng dung dịch axit boric và nồng độ axit tiêu\r\nchuẩn

9. Tính kết quả

9.1. Công thức tính

9.1.1. Hàm lượng nitơ hữu hiệu\r\n(% N) theo phần trăm khối lượng phân thương phẩm khi dùng HCl tiêu chuẩn được\r\ntính theo công thức:

% N =

Trong đó:

a Thể tích dung dịch axit tiêu\r\nchuẩn chuẩn độ mẫu thử tính bằng mililit (ml);

b Thể tích dung dịch axit tiêu\r\nchuẩn chuẩn độ mẫu trắng tính bằng mililit (ml);

c Nồng độ axit tiêu chuẩn tính bằng\r\nmol (M)

M Khối lượng mẫu cân tính bằng gam\r\n(g);

V_A Thể tích dung dịch\r\nsau khi chiết tính bằng mililit (ml);

V_a Thể tích dung dịch\r\nsau chiết lấy để phân hủy tính bằng mililit (ml);

V_B Thể tích dung dịch\r\nsau phân hủy tính bằng mililit (ml);

V_b Thể tích dung dịch\r\nsau phân hủy lấy để chưng cất amoni tính bằng mililit (ml);

0,01401 Mili đương lượng gam của nitơ\r\ntính bằng gam (g);

100 Hệ số chuyển đổi phần trăm.

9.1.2. Hàm lượng nitơ hữu\r\nhiệu (% N) theo phần trăm khối lượng phân khô kiệt khi dùng HCl tiêu chuẩn được\r\ntính theo công thức:

% N =

Trong đó:

K Hệ số khô kiệt

9.1.3. Hàm lượng nitơ hữu\r\nhiệu (% N) theo phần trăm khối lượng phân thương phẩm khi dùng H₂SO₄\r\ntiêu chuẩn được tính theo công thức:

% N =

0,02802 2 mili đương lượng gam của\r\nnitơ tính bằng gam (g);

CHÚ THÍCH 7: Do 1 ml M của H₂SO₄\r\nbằng 2 ml N nên phải nhân với hệ số 0,02802.

9.1.4. Hàm lượng nitơ hữu\r\nhiệu (% N) theo phần trăm khối lượng phân khô kiệt khi dùng H₂SO₄\r\ntiêu chuẩn được tính theo công thức:

% N =

Trong đó:

K Hệ số khô kiệt

9.2. Kết quả phép thử là giá\r\ntrị trung bình các kết quả của ít nhất hai lần thử được tiến hành song song.\r\nNếu sai lệch giữa các lần thử lớn hơn 5% giá trị tương đối thì phải tiến hành\r\nlại.

10. Báo cáo\r\nthử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm cần bao gồm những\r\nthông tin sau:

a) Viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) Đặc điểm nhận dạng mẫu;

c) Kết quả xác định nitơ hữu hiệu;

d) Những chi tiết không quy định\r\ntrong tiêu chuẩn này hoặc những điều được coi là tùy chọn và các yếu tố có thể\r\nảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm.