氮元素的測定（凱氏定氮法）知識點解說

1、 氮元素的測定（凱氏定氮法）煤中的氮，主要是由成煤植物中的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化而來，氮含量比較少，一般約為0.53.0。氮是煤中唯一的完全以有機狀態(tài)存在的元素。煤中氮含量隨煤的變質(zhì)程度的加深而減少。它與氫含量的關(guān)系是，隨氫含量的增高而增大。一、方法原理 稱取一定量的空氣干燥煤樣，加入混合催化劑和硫酸，加熱分解，氮轉(zhuǎn)化為硫酸氫銨。加入過量的氫氧化鈉溶液，把氨蒸出并吸收在硼酸溶液中，用硫酸標準溶液滴定。根據(jù)用去的硫酸量，計算煤中氮的含量。主要化學反應如下： 二、試劑 1混合催化劑：將分析純無水硫酸鈉32g、分析純硫酸汞5g和分析純硒粉0.5g研細，混合均勻備用；2鉻酸酐：分析純；3硼酸：分析純，3%水溶液，

2、配制時加熱溶解并濾去不溶物； 4混合堿溶液：將分析純氫氧化鈉37g和化學純硫化鈉3g溶解于蒸餾水中，配制成100mL溶液； 5甲基紅和亞甲基藍混合指示劑： a.稱取0.175g分析純甲基紅，研細，溶于50mL95%乙醇中；b.稱取0.083g亞甲基藍，溶于50mL95%乙醇中；將溶液a和b分別存于棕色瓶中，用時按（1+1）混合。混合指示劑使用期不應超過1周。6蔗糖：分析純； 7硫酸標準溶液：c(1/2H2SO4)=0.025mol/L。于1000mL容量瓶中，加入約40mL蒸餾水。用移液管吸取0.7mL（相對密度1.84）分析純硫酸放入容量瓶中，加水稀釋至刻度，充分振蕩均勻。標定時稱取0.05

3、g預先在130下干燥到恒重的優(yōu)級純無水碳酸鈉放入錐形瓶中，加入5060mL蒸餾水使之溶解，然后加入23滴甲基橙，用標準硫酸溶液滴定到由黃色變橙色。煮沸，趕出二氧化碳，冷卻后，繼續(xù)滴定到橙色。 三、儀器、設備 1凱氏瓶：容量50mL和250mL； 2直形玻璃冷凝管：長約300mm； 3短頸玻璃漏斗：直徑約30mm； 4鋁加熱體：使用時四周圍以絕熱材料，如石棉繩等。 5凱氏球； 6圓盤電爐：帶有調(diào)溫裝置； 7錐形瓶：容量250mL； 8圓底燒瓶：容量1000mL； 9滴定管：10mL，分度值為0.05mL。 四、分析步驟 1在薄紙上稱取粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣0.2g，精確至0.0002g

4、。把煤樣包好，放入 50mL凱氏瓶中，加入混合催化劑2g和濃硫酸（相對密度1.84）5mL。然后將凱氏瓶放入鋁加熱體的孔中，并用石棉板蓋住凱氏瓶的球形部分。在瓶口插入一小漏斗，防止硒粉飛濺。在鋁加熱體中心的小孔中放溫度計。接通電源，緩緩加熱到350左右，保持此溫度，直到溶液清澈透明、漂浮的黑色顆粒完全消失為止。遇到分解不完全的煤樣時，可將0.2mm的空氣干燥煤樣磨細至0.1mm以下，再按上述方法消化，但必須加入鉻酸酐0.20.5g。分解后如無黑色粒狀物且呈草綠色漿狀，表示消化完全。 2將冷卻后的溶液，用少量蒸餾水稀釋后，移至250mL凱氏瓶中。充分洗凈原凱氏瓶中的剩余物，使溶液體積為100mL

5、。然后將盛溶液的凱氏瓶放在蒸餾裝置上準備蒸餾。3把直形玻璃冷凝管的上端連接到凱氏球上，下端用橡皮管連上玻璃管，直接插入一個盛有20mL、3%硼酸溶液和12滴混合指示劑的錐形瓶中。玻璃管浸入溶液并距瓶底約2mm。 4在250mL凱氏瓶中注入25mL混合堿溶液，然后通入蒸汽進行蒸餾，蒸餾至錐形瓶中溶液的總體積達80mL為止，此時硼酸溶液由紫色變成綠色。 5蒸餾完畢后，拆下凱氏瓶并停止供給蒸汽。插入硼酸溶液中的玻璃管內(nèi)、外用蒸餾水沖洗。洗液收入錐形瓶中，用硫酸標準溶液滴定到溶液由綠色變成微紅色即為終點。由硫酸用量（校正空白）求出煤中氮的含量。 6空白試驗采用0.2g蔗糖代替煤樣，試驗步驟與煤樣分析相同。注：每日在煤樣分析前，冷凝管須用蒸汽進行沖洗，待餾出物體積達100200mL后，再做正式煤樣。五、分析結(jié)果的計算 空氣干燥煤樣的氮含量按下式計算：式中： Nad 空氣干燥煤樣的氮含量，%；c 硫酸標準溶液的濃度，mol/L；V1 硫酸標準溶液的用量，mL；V2 空白試驗時硫酸標準溶液的用量，mL；0.014 氮的毫摩爾質(zhì)量，g/mmol；m 分析煤