Xac dinh Nito Tong trong dat

Sau khi làm bay hơi đến gần khô thì chuyển nitơ thành amoni sunfat khi có mặt axit sunfuric đậm đặc chứa kali sunfat ở nồng độ cao để làm tăng nhiệt độ sôi của hỗn hợp, đồng thời có mặt

XÁC ĐỊNH NITƠ TỔNG TRONG ĐẤT PHƯƠNG PHÁP

KJELDAHL CẢI BIÊN

TCVN 6498:1999

1 PHẠM VI ÁP DỤNG

Quy trình này được viết phù hợp theo TCVN 6498:1999

Quy trình này được sử dụng để xác định hàm lượng Nitơ tổng số trong tất cả các loại đất bằng phương pháp KJELDAHL cải biên

2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG PHÁP

Dùng hỗn hợp xúc tác để khử các hợp chất nitơ về amoni Sau khi làm bay hơi đến gần khô thì chuyển nitơ thành amoni sunfat khi có mặt axit sunfuric đậm đặc chứa kali sunfat ở nồng độ cao để làm tăng nhiệt độ sôi của hỗn hợp, đồng thời có mặt đồng để làm xúc tác

Giải phóng amoniac khỏi hỗn hợp bằng cách thêm kiềm và cất vào dung dịch axit boric / chỉ thị Dựa theo nguyên tắc của phương pháp Kjeldhal Khi chưng cất, amoni được giải phóng và hấp thu vào bình chứa có sẵn dd axit boric, chuẩn độ amontertraborat bằng axit HCl tiêu chuẩn, từ đó suy ra hàm lượng N trong đất

3 TÀI LIỆU VIỆN DẪN

- TCVN 6498:1999 – Chất lượng đất Xác định Nitơ tổng Phương pháp Kjeldahl cải biên

- ISO/IEC 17025:2005: General requirements for the competence of testing and calibration laboratories;

- Standard methods for the examination of water and wastewater 2012

- Sổ tay chất lượng: STCL;

4 AN TOÀN VÀ LƯU GIỮ CHẤT THẢI

Tuân thủ các nguyên tắc hoạt động trong phòng thí nghiệm Nước thải từ quá trình phân tích phải được đổ bỏ đúng nơi quy định

Báo cáo tất cả các vấn đề gây tổn thương tới con người và các sự cố gây đổ vỡ hóa chất

5 MẪU VÀ BẢO QUẢN MẪU

5.1 Làm khô mẫu

Mẫu được để khô tự nhiên trong không khí hoặc trong tủ sấy ở nhiệt độ không quá 400C hoặc làm khô lạnh Nếu cần, làm vỡ mẫu đất trong khi đất còn ẩm, còn bở và nghiền lại sau khi khô Đất được rây qua rây 2mm

CHÚ Ý: Làm khô ở nhiệt độ 400C trong tủ sấy thích hợp hơn phơi khô trong không khí ở nhiệt độ phòng, vì tốc độ làm khô nhanh sẽ hạn chế những thay đổi do hoạt động của VSV

5.1.1 Làm khô mẫu trong không khí: Dàn mỏng tất cả vật liệu thành một lớp không dày

quá 15mm trên một cái khay không hút ẩm từ đất và không nhiễm bẩn

5.1.2 Làm khô trong tủ sấy: Dàn mỏng tất cả vật liệu thành một lớp không dày quá 15mm

trên một cái khay không hút ẩm từ đất và không nhiễm bẩn Đặt khay vào tủ sấy và làm khô ở nhiệt độ không quá 400C Thời gian sấy trong tủ sấy với đất cát thường không quá 24h, đất sét thường lớn hơn 48h Đối với loại đất có chứa tỷ lệ chất hữu cơ lớn (vd: rễ cây) cần phải sấy từ 72h đến 96h

5.1.3 Làm khô trong thiết bị lạnh: Làm khô toàn bộ vật liệu trong phòng gắn máy lạnh ở

20±20C Thời gian làm khô tùy thuộc vào loại vật liệu, độ dày của lớp đất, độ ẩm ban đầu của vật liệu

và vào mức thông gió

5.2 Nghiền và loại bỏ các vật liệu thô

Loại bỏ đá: Loại bỏ đá, mảnh thủy tinh, rác có kích thước >2mm bằng tay Hạn chế tối thiểu lượng vật liệu mịn dính vào đá bị loại bỏ Xác định và ghi lại tổng khối lượng mẫu khô và khối lượng của vật liệu nào đó bị loại bỏ

Loại bỏ vật liệu tự nhiên <2mm: Rây vật liệu qua rây <2mm, ghi lại khối lượng của vật liệu <2mm, nghiền loại lớn hơn 2mm Hoặc nghiền toàn bộ mẫu

5.3 Lấy mẫu bằng tay: Trộn kỹ mẫu đất, dàn thành lớp mỏng trên một cái khay Chia đất thành

4 phần bằng nhau Gộp 2 phần theo đường chéo, loại bỏ 2 phần kia Lặp lại trình tự này đến khi đạt được ý muốn

5.4 Bảo quản mẫu: Bảo quản mẫu trong hộp nhựa không hút ẩm từ đất và không nhiễm bẩn có

nắp đậy kín Mẫu được giữ trong phòng lưu mẫu có điều kiện khô thoáng Ngoài hộp nhựa ghi đầy đủ thông tin: Mã số mẫu, ngày gửi, ngày hết hạn, loại mẫu,…

6 YẾU TỐ CẢN TRỞ

Kết quả sẽ thấp nếu quá trình vô cơ hoá quá lâu

Một số loại đất có nhiều hợp chất nitơ hữu cơ rất khó vô cơ hoá

7 THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ

Máy chưng cất đạm Buchi – Vận hành theo hướng dẫn sử dụng thiết bị HD TB/DAM

Bình phá mẫu 300ml

8 HÓA CHẤT VÀ CHẤT CHUẨN

8.1 Axit clohidric (p = 1,18 g/ml): Bảo quản trong kho hóa chất , t0 phòng

8.2 Axit sunfuríc (p = 1,84 g/ml): Bảo quản trong kho hóa chất , t0 phòng

8.3 NaOH (300 g/l):

Hoà tan 320 g ± 20 g natri hydroxit trong khoảng 800 ml nước Để nguội đến nhiệt độ phòng và pha loãng bằng nước đến 1 l trong ống đong

Giữ dung dịch trong bình polyetylen

8.4 Hỗn hợp xúc tác kali sunfat: dạng bột Nghiền và trộn kỹ hỗn hợp 200 g kali sunfat , 20g

đồng (II) sunfat ngậm 5 phân tử nước

8.5 K 2 SO 4 : Bảo quản trong kho hóa chất , t0 phòng

8.6 Dung dịch chỉ thị: Hoà tan 0,10 g ± 0,01 g bromocresol xanh và 0,020 g ± 0,005 g metyl đỏ

trong khoảng 80 ml etanol và pha loãng bằng etanol đến 100 ml trong bình định mức

8.7 Boric acid: Hoà tan 20 g ± 1 g axit boric (H3BO3) trong nước ấm Định mức thành 1000ml bằng nước cất Làm nguội đến nhiệt độ phòng Giữ trong chai thủy tinh ỏ t0 phòng

8.8 HCl 0,1N: Sử dụng ống chuẩn mua ngoài thị trường, 1 ống pha loãng thành 1000ml bằng

nước cất

8.9 HCl 0,02N: Lấy 200ml dd HCl 0,1N (8.8) phan loãng thành 1000ml với nước cất

8.10 Dung dịch glycine/ Dd chuẩn gốc (1000 mgN/L)

Hoà tan 5,362 g ± 0,002 g glycin (H2NCH2COOH) trong khoảng 800 ml nước và pha loãng đến 1

l bằng nước trong bình định mức

8.11 Dung dịch glycin làm việc, (5 mgN/L)

Dùng pipét hút 5 ml dung dịch glycin (8.10) cho vào bình định mức 1 vạch 1000 ml và thêm nước đến vạch Chuẩn bị dung dịch này cho mỗi lô phân tích

8.12 Đá bọt

8.13 Nước không chứa Amoni: điều chế bằng các phương pháp sau

 Phương pháp trao đổi ion: cho nước đã cất chảy qua cột nhựa cationit axit mạnh (dạng H+) Chứa nước thu được trong bình thủy tinh có nút thủy tinh kín Thêm khoảng 10g cationit cùng loại cho mỗi lit nước thu được (để bảo quản)

 Phương pháp chưng cất: Thêm khoảng 0,1±0,01 ml axit H2SO4 (d=1,84g/ml) vào 1000±10ml nước cất và cất lại hoàn toàn trong máy bằng thủy tinh Nước thu được bỏ đi 50ml đầu tiên, sau đó chứa vào bình thủy tinh có nút thủy tinh kín Thêm khoảng 10g cationit cùng loại cho mỗi lit nước thu được (để bảo quản)

9 QUY TRÌNH THỰC HIỆN

9.1 Mẫu trắng

Tiến hành như (9.2) nhưng dùng 50 ml nước thay cho mẫu Ghi số thể tích axit clohidric HCl (8 9)

đã chuẩn độ

Dd hấp thu - chỉ thị/Boric: Pha loãng dd acid boric (8.7) với chỉ thị màu (8.6) theo tỉ lệ 10:1 Mỗi mẫu chưng cất ta cần 50ml dd hấp thu này

9.2 Vô cơ hóa mẫu

CÁNH BÁO: Quá trình vô cơ hoá có thể sinh ra khí độc sunfua dioxit SO2 Hidrosunfua H2S và/ hoặc hidro xianua HCN có thể được giải phóng từ những mẫu bị ô nhiễm Do đó việc vô cơ hoá cần thực hiện trong tủ hút tốt

Cho một phần của mẫu đất đã được làm khô trong không khí khoảng 0,2 g (hàm lượng nitơ dự kiến khoảng 0,5 %) đến 1 g (hàm lượng nitơ dự kiến khoảng 0,1 %) vào trong bình phá mẫu Tia một ít nước cất vào cho mẫu đất ẩm đều Thêm vào 4 ml axit sunfuric đậm đặc (8.2) và xoay tròn bình đến khi axit trộn đều vào đất Để yên hỗn hợp ít nhất trong vài giờ (hoặc qua đêm)

Sau đó làm nguội bình, thêm vào 1,1 g hỗn hợp xúc tác (8.4) và tiếp tục đun đến khi hỗn hợp cất trở nên trong có màu xanh Đun nhẹ hỗn hợp phản ứng trong 5 giờ sao cho hơi ngưng tụ của axit sunfuric đạt đến khoảng 1/3 cổ bình Giữ nhiệt độ của dung dịch không quá 4000C

Chú thích 4 - Trong đa số trường hợp thời gian đun 2 giờ là vừa đủ

Sau khi bước phá mẫu kết thúc, làm nguội bình rồi vừa lắc bình vừa thêm từ từ khoảng 20 ml nước vào Sau đó xoay tròn bình để chuyển toàn bộ phần không tan về dạng huyền phù và chuyển tất cả vào thiết bị cất Tráng bình 3 lần bằng nước đổ vào thiết bị cất

9.3 Chƣng cất

Để bình nguội đến nhiệt độ phòng Trong khi đó lấy 20 ml ± 2 ml dung dịch axit boric / chỉ thị vào bình hứng của máy chưng cất Đảm bảo rằng đầu mút của sinh hàn nhúng sâu vào dung dịch chỉ thị Thêm cẩn thận cho mẫu đã vô cơ hóa vào ống chưng cất, tráng bình phá mẫu 2 – 3 lần bằng nước cất và cũng đổ vào thiết bị cất, lắp vào máy chưng cất Sau đó thêm 25 ml dung dịch natri hydroxit Đun bình sao cho tốc độ cất khoảng 5 ml/min Dừng cất khi đã thu được khoảng 150 - 200 ml Chuẩn độ phần cất được bằng axit clohydric 0,02 mol/l (8.9) đến màu đỏ của chỉ thị đã sẵn có trong bình hứng, ghi thể tích tiêu tốn

CHÚ THÍCH: Mẫu cần chứa không quá 200 mg nitơ trên lít Nếu hàm lượng nitơ cao hơn thì pha loãng mẫu bằng nước trước khi vô cơ hóa

10 TÍNH TOÁN KẾT QUẢ

Nồng độ Amoni tính theo nito, CN tính bằng mg/L, theo công thức sau:

 /  V mau V blank 14 C N 1000

N mg kg

m k





 %  / 

10000

N mg kg

Trong đó:

m : Khối lượng mẫu cân phân tích, (g)

CN : Nồng độ HCl, (N)

14 : Đương lượng của Nitơ, (g/mol) Vblank: Thể tích dd HCl chưng cất mẫu trắng, (mL) k: Hệ số khô kiệt của đất