全自動(dòng)凱氏定氮儀是根據(jù)凱氏定氮原理檢測樣品中氮元素或蛋白質(zhì)含量的設(shè)備，主要由消解裝置、蒸餾裝置、自動(dòng)滴定儀組成，工作原理及步驟為在硫酸銅、硫酸鉀、鉻等催化劑的作用下，利用濃硫酸將樣品消解，使樣品中的氮元素轉(zhuǎn)換成硫酸銨，再加入過量的氫氧化鈉使消化液堿化，通入過量飽和蒸汽使硫酸銨中的銨根離子轉(zhuǎn)換成氨氣揮發(fā)出來，被硼酸溶液吸收，用酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定吸收液，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量計(jì)算氮含量。

該設(shè)備廣泛應(yīng)用于檢測食品、飼料、土壤等樣品中的氨、蛋白質(zhì)氮含量。在對(duì)凱氏定氮儀的校準(zhǔn)工作中，大部分校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)都是參照國家標(biāo)準(zhǔn)《元素分析儀校準(zhǔn)規(guī)范》(JJF1321—2011)來對(duì)凱氏定氮儀進(jìn)行校準(zhǔn)。但該校準(zhǔn)規(guī)范是用于元素分析儀這一類儀器的，凱氏定氮儀具有操作步驟多，影響結(jié)果的因素多等特殊性，未對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和檢驗(yàn)方法上做詳細(xì)規(guī)定，不同實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)工作中結(jié)果偏差很大，不能滿足技術(shù)要求。

全自動(dòng)凱氏定氮儀檢定、校準(zhǔn)方法

凱氏定氮測定氮含量的3個(gè)步驟，消化、蒸餾、自動(dòng)滴定。主要化學(xué)反應(yīng)如下。

(1)在硫酸銅、硫酸鉀、鉻等催化劑的作用下，利用濃硫酸將樣品消解，使樣品中的氮元素轉(zhuǎn)換成硫酸銨：

2NH₄^2-+H₂S0₄+2H⁺=(NH₄)₂S0₄

(2)加入過量的氫氧化鈉使消化液堿化，通入過量飽和蒸汽使硫酸銨中的銨根離子轉(zhuǎn)換成氨氣揮發(fā)出來，被硼酸溶液吸收：

(NH₄)₂SO₄+2NaOH=2NH₃+2H₂O+Na₂SO₄

2NH₃+4H₃BO₃=(NH₄)₂B₄O₇+5H₂O

(3)用酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定吸收液，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量計(jì)算氮含量：

(NH₄)₂B₄O₇+H₂S0₄+5H₂O=(NH₄)₂SO₄+4H₃BO₃

(NH₄)₂B₄O₇+2HCl+5H₂O=2NH₄Cl+4H₃BO₃

依據(jù)其原理，可選擇尿素、氯化銨、硫酸銨等含銨根離子的化合物標(biāo)準(zhǔn)品作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測試設(shè)備準(zhǔn)確性，進(jìn)行計(jì)量檢定、校準(zhǔn)。尿素、氯化銨、硫酸銨均具有吸濕性，實(shí)驗(yàn)過程中標(biāo)準(zhǔn)品需經(jīng)烘干、稱量、溶解再進(jìn)行后續(xù)的實(shí)驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)品烘干時(shí)，要求高溫穩(wěn)定，盡量避免稱量過程中標(biāo)準(zhǔn)品的吸濕。經(jīng)對(duì)比，硫酸銨和氯化銨高溫穩(wěn)定性優(yōu)于尿素，且臨界吸濕點(diǎn)相對(duì)較高，不易吸濕，適合作為標(biāo)準(zhǔn)品使用。以下實(shí)驗(yàn)以硫酸銨和氯化銨分別為標(biāo)準(zhǔn)品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測試儀器對(duì)標(biāo)準(zhǔn)品中氮的回收率。

儀器與試劑

(1)儀器設(shè)備。全自動(dòng)凱氏定氮儀(意大利VELPUDK-159)，設(shè)備參數(shù)：蒸氣調(diào)節(jié)10%～100%；冷卻水消耗15℃時(shí)，0.5L/min，30℃時(shí)，1L/min。

(2)試劑。氫氧化鈉，硼酸，分析純；硫酸銨，基準(zhǔn)試劑，99.5%～100.05%。

硫酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液：0.1006mol/L；甲基紅1%+溴甲酚綠1%為1︰5。

(3)測試條件。吸收液硼酸2%25mL稀釋水20mL堿液NaOH400g/L15mL蒸餾時(shí)間5min蒸汽流量100%邊蒸餾邊滴定。

實(shí)驗(yàn)方法

(1)方法1：采用硫酸銨為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，準(zhǔn)確稱取硫酸銨基準(zhǔn)試劑6.6065g，定容至1000mL，10mL硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于N元素的質(zhì)量0.014g?？瞻椎味?.03mL,多次吸取10mL溶液于凱氏定氮儀進(jìn)行測試，計(jì)算回收率。

(2)方法2。采用氯化銨為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，準(zhǔn)確稱取氯化銨基準(zhǔn)試劑5.3490g，定容至1000mL，10mL硫酸銨標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于N元素的質(zhì)量0.014g?？瞻椎味?.03mL,多次吸取10mL溶液于凱氏定氮儀進(jìn)行測試，計(jì)算回收率。

結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，選擇硫酸銨基準(zhǔn)試劑測試，回收率為99.66%～100.88%，平均回收率為100.32%，此方法可以很好的避免多次稱量樣品吸濕，稱量質(zhì)量誤差增大的問題。選擇氯化銨基準(zhǔn)試劑測試，回收率為99.31%～101.38%，平均回收率為100.21%，測試結(jié)果理想。因此，該方法可用于全自動(dòng)凱氏定氮儀校準(zhǔn)。