一、方法选择的依据
磷矿粉中的含磷化合物主要是氟磷酸钙〔Ca5F (PO4)3],不溶于水和柠檬酸(铵)溶液,而溶于强酸。还含有少量枸溶性磷(P2O5)。
磷矿粉的品位按全磷(P2O5)含量评定,其枸溶性磷(P2O5)与全磷(P2O5的含量比(即构溶率)则是评定它是否可直接用作磷肥施用的指标。所以磷矿粉一般要测定全磷(P2O5)及有效磷〔枸溶性磷(P2O5)]的含量。磷矿粉的品质因产地而不同,其全磷(P2O5)含量一般为5%~40%;有效磷(P2O5)为1%~8%;构溶率为3%~30%。
测定磷矿粉全磷的方法,一般是将试样用酸溶解,主要有盐酸〔ψHCl)=10%],或HNO3(1∶1)或王水等。对不同类型的磷矿粉,他们的溶解效果不尽相同,其中以HNO3 (1:1)溶解比较完全,操作也较简便。最近,有用硝酸铝一柠檬酸溶液作磷矿粉的整溶剂,只需微沸5 min即可溶样完全。
溶液中磷的测定,目前常采用磷铝酸喹啉质量法(仲裁法)和钒铝黄比色法。后者具有手续简便快速,黄色稳定,适应酸介质广和干扰离子少等优点,尤其适于测定低品位磷矿粉。但对于全磷高的样品,由于稀释倍数大而增大误差。
二、磷钼酸喹啉质量法
1、方法原理
用HNO3(或HC1或王水)消煮分解磷矿粉,使全部含磷化合物转变成正磷酸而进入溶液。
过磷酸钙中磷的形态主要是水溶性的磷酸一钙以及少量的磷酸二钙和磷酸三钙。因此过磷酸钙中有效磷(P2O5)的测定,应先用水浸提〔水溶性磷(P2O5)],残留物再用微碱性柠檬酸铵溶液浸提〔枸溶性磷(P2O5)],将两种浸出液合并,测得的含磷量即为有效磷(P2O5)。
浸出液中的正磷酸盐在酸性介质中,于75oC左右,与喹钼柠酮试剂作用生成黄色的磷钼酸喹啉沉淀。经过滤、洗涤,在180℃烘干后称重,计算P2O5的量。反应式:
2、仪器及设备
有柄瓷蒸发皿(75mL或100mL);恒温水浴锅;4号玻璃砂芯坩埚(30mL);真空泵,电热干燥箱。
3、试剂
(1)硫酸标准溶液〔c( H2SO4)=0.lmol·L-1〕:量取2.8 mL浓硫酸(H2SO4,p≈1.84 g·mL-1,分析纯),缓缓注入水中,用水定容至1L。
(2)甲基红指示剂:溶解0.10g甲基红于100 mL乙醇[ω(CH3CH2OH=95%,化学纯)〕中。
(3)微碱性柠檬酸铵溶液(彼得曼溶液):
lL溶液中含173g未风化的结晶柠檬酸(C6H8O7 ·H20,化学纯)和42g氨态氮(NH3-N),相当于51g氨(NH3),溶液pH9.6左右。配制时先计算1L彼得受溶液需用氨水(2:3)〔将2份体积浓氨水(NH4OH,p≈0.88g·mL,分析纯)和3份体积水混合〕的体积(经验是540mL)。由于氨水试剂浓度容易变化,应顶先将氨水(2:3)溶液稀释。用移液管吸取10mL氨水(2:3〕移入预先盛有400mL~450mL水的500 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。吸取两份各为25.00 mL稀释液分别移入预先加有25mL水的250mL三角瓶中,加2滴甲基红指示剂,用硫酸标准溶液滴定至红色。计算1L氨水含氮的g数:
式中:p(N)——氨水(2:3)含氮量,g·L-1;
C——硫酸标准溶液的浓度,mol·L-1;
V——滴定用去硫酸标准溶液的体积,mL;
14——氮(N)摩尔质量,g·mol-1;
10—吸取氨水(2:3)体积,mL;
ts—分取倍数。
配制Vl升彼得曼溶液需用氨水(2:3)的体积为V2:
式中:P——氛水(2:3)含氮量,g·L-1;
42——配制1L彼得曼溶液所需氨态氮的质量,g。
4、操作步骤
(1)分解样品:
称取磷矿粉样品((0.149mm)0.2000g,放入100mL三角瓶中,用少量水润湿后,加10 mL~15mL HNO3(1∶1),瓶口加上小漏斗,在电热板或石棉网上徐徐加热20min,取下稍冷,用水洗净小漏斗于三角瓶中,将溶液低温蒸发至lmL(切勿蒸干)。加入20mL沸水,加热至微沸,用致密无磷滤纸过滤,滤液承接在100mL容量瓶中,用热水淋洗4次~5次,冷却后用水定容。
(2)全磷测定:
吸取试液 20.00mL ~25.00mL(P2O5小于20mg)于400 mL烧杯中,有效磷的测定用移液管分别吸取10mL~20mL(P2O5小于20mg)浸出液I和浸出液Ⅱ一并放入400mL烧杯中,加入10mL HNO3(1:1)溶液,用水稀释至100mL,加热至近沸,加入35 mL喹钼柠酮试剂,盖上表面皿,用文火加热煮沸30s,取下,冷却至室温,用预先烘干至恒重的4号玻璃坩埚抽气过滤,先将上层清液滤完,然后用倾泻法洗涤沉淀1次~2次(每次约用25mL水),最后将沉淀移人坩埚中,再用水继续洗涤约3次~4次,将坩埚连同沉淀置于180℃士2oC烘箱内,待温度达到180℃后烘干约45 min,移入干燥器中冷却,称重。
参考资料:土壤农业化学分析方法