任务三 铵盐中氮含量的测定——甲醛法
【目的】
1.进一步熟练掌握容量分析常用仪器的操作方法和酸碱指示剂的选择原理。
2.掌握用KHC8H4O4标定 NaOH标准溶液的过程及反应机理。
3.了解把弱酸强化为可用酸碱滴定法直接滴定的强酸的方法。
4.掌握用甲醛法测铵态氮的原理和方法。
【原理】
1.铵盐中氮含量的测定
硫酸铵是常用的氮肥之一，是强酸弱碱的盐，可用酸碱滴定法测定其含氮量。但由于N
的酸性太弱（Ka=5.6×10-10），不能直接用NaOH标准溶液准确滴定，生产和实验室中广泛采用甲醛法进行测定。
将甲醛与一定量的铵盐作用，生成相当量的酸（H+）和质子化的六亚甲基四铵盐（Ka=7.1×10-6），反应如下：
4N+6HCHO
（CH2）6N4H++3H++6H2O
生成的H+和质子化的六亚甲基四胺（Ka=7.1×10-6），均可被NaOH标准溶液准确滴定（弱酸N被强化）。
（CH2）6N4H++3H++4NaOH4H2O+ （CH2）6N4+4Na+
4mol N相当于4mol的H+相当于4mol的OH-相当于4mol的N。所以氮与NaOH 的化学计量数比为1。
化学计量点时溶液呈弱碱性（六亚甲基四胺为有机碱），可选用酚酞作指示剂。
终点：无色→微红色（30s内不褪色）。
注意：①若甲醛中含有游离酸（甲醛受空气氧化所致，应除去，否则产生正误差），应事先以酚酞为指示剂，用NaOH溶液中和至微红色（pH约8）。
②若试样中含有游离酸（应除去，否则产生正误差），应事先以甲基红为指示剂，用NaOH溶液中和至黄色（pH约6）（能否用酚酞指示剂）。
2.NaOH标准溶液的标定
用基准物质（邻苯二甲酸氢钾，草酸）准确标定出NaOH溶液的浓度。
本实验所用基准物为邻苯二甲酸氢钾
（1）邻苯二甲酸氢钾优点：易制得纯品，在空气中不吸水，易保存，摩尔质量大，与NaOH反应的计量比为1∶1。KHC8H4O4在100～125℃下干燥1～2h后使用。化学计量点时，溶液呈弱碱性（pH约9.20），可选用酚酞作指示剂。
（2）草酸 H2C2O4·2H2O ①在相对湿度为5%～95%时稳定（能否放置在干燥器中保存）。②用不含CO2的水配制草酸溶液，且暗处保存。
注意：光和Mn2+能加快空气氧化草酸，草酸溶液本身也能自动分解。
滴定反应为： H2C2O4+2NaOHNa2C2O4+2H2O
化学计量点时，溶液呈弱碱性（pH约8.4），可选用酚酞作指示剂。
【仪器和药品】
分析化学实验常用仪器、烘箱、称量瓶、电子天平、干燥器、台秤等；
NaOH、0.2%甲基红、酚酞、20%甲醛、酚酞指示剂（0.2%乙醇溶液）等、邻苯二甲酸氢钾（s）（A.R.，在100～125℃下干燥1h后，置于干燥器中备用）。
【步骤】
1. 配制0.1mol/L NaOH溶液
略。
2.0.1mol/LNaOH溶液的标定
用差减法准确称取0.4～0.6g已烘干的邻苯二甲酸氢钾三份，分别敲入三个已编号的250mL锥形瓶中，加40～50mL水溶解（可稍加热以促进溶解）——1～2滴酚酞——用NaOH溶液滴定——微红色（30s内不褪色）——记录VNaOH，计算cNaOH和标定结果的相对偏差。
3. 甲醛溶液的处理
取原装甲醛（40%）的上层清液20mL于烧杯中，用水稀释一倍，加入2～3滴0.2%的酚酞指示剂，用0.1mol/L的NaOH溶液中和至甲醛溶液呈微红色（要不要记录VNaOH）。
4. 试样中含氮量的测定
准确称取2 g的（NH4）2SO4肥料于小烧杯中，用适量蒸馏水溶解，定量地转移至250mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。
移液管移取试液25.00mL于250mL锥形瓶中，加1滴甲基红指示剂，用0.1mol/L的NaOH溶液中和至黄色。加入10mL已中和的（1∶1）甲醛溶液，再加入1～2滴酚酞指示剂摇匀，静置1min后（强化酸），用0.1mol/L NaOH 标准溶液滴定至溶液呈微橙色，并持续半分钟不褪色，即为终点（终点为甲基红的黄色和酚酞红色的混合色）。记录滴定所消耗的NaOH 标准溶液的读数，平行做3次。根据NaOH 标准溶液的浓度和滴定消耗的体积，计算试样中氮的含量和测定结果的相对偏差。
【数据记录与处理】
1.0.1 mol/L NaOH溶液的标定
略。
2.硫酸铵肥料中含氮量的测定数据记录如下表：
【注意事项】
1.强调甲醛中的游离酸和（NH4）2SO4试样中的游离酸的处理方法。
2.强调试样中含氮量的测定中终点颜色的变化。
3.强调对组成不太均匀的试样的称样要求。
【任务训练】
1. N为NH3的共轭酸，为什么不能直接用NaOH溶液滴定？
2.NH4NO3、NH4Cl或NH4HCO3中的含氮量能否用甲醛法测定？
3.为什么中和甲醛中的游离酸用酚酞指示剂，而中和（NH4）2SO4试样中的游离酸用甲基红指示剂？