Колориметрическое определение общего количества азота в компосте

Для определения общего азота продукт минерализуют нагреванием с концентрированной серной кислотой при участии катализаторов (сернокислой меди, ртути, селена и др.) и окислителей (пероксид водорода, марганцовокислого калия). При этом углерод и водород окисляются до двуокиси углерода и воды, а азот отщепляется в виде аммиака.

Аммиак далее реагирует с серной кислотой

2NH₃ + 4H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄ (27)

Аммонийные соли взаимодействуют с реактивом Несслера, образуя иодид меркураммония, окрашенный в желто-бурый цвет.

Интенсивность окраски пропорциональна содержанию аммиака в растворе, что позволяет применить эту реакцию для количественного определения содержания общего азота в биологическом материале.

Реактивы:

- Реактив Несслера (двойная соль иодистой ртути и иодистого калия в растворе едкого кали или натра). Используется готовый или приготавливается следующим образом: в 20 мл воды растворяют 10 г двуиодистой ртути (HgI₂) и 8 г иодистого калия. Образуется комплексное соединение. В 80 мл воды отдельно растворяют 20 г едкого натра. Оба раствора после остывания сливают в один сосуд и фильтруют через стеклянную вату.

- Серная кислота, концентрированная (ρ₂₀ = 1,836).

- Перекись водорода.

- Едкий натр - 0,25 н раствор.

- Стандартный раствор соли аммония: навеску 0,7643 г химически чистого хлористого аммония или 0,9429 г химически чистого сернокислого аммония вносят в мерную колбу на 1 л, растворяют в 20-30 мл дистиллированной воды, свободной от аммиака, и той же водой доводят до метки. Получают основной раствор. 10 мл основного раствора пипеткой вливают в литровую мерную колбу и доводят до метки дистиллированной водой, свободной от аммиака. Получают рабочий стандартный раствор, 1 мл которого соответствует 0,002 мг азота.

- Дистиллированная вода, освобожденная от аммиака: дистиллированную воду слабо подкисляют серной кислотой и вторично перегоняют, отбрасывая первую и последнюю порции.

Навеску измельченного продукта в количестве 0,03-0,08 г вносят в пробирку из термоустойчивого стекла (диаметром 15 мм), куда добавляют 2 мл концентрированной серной кислоты и 1-2 капли Н₂О₂. Удерживая в наклонном положении (с помощью держателя), пробирку нагревают на слабом огне. В течение 2-3 мин обычно происходит обесцвечивание жидкости. При дальнейшем нагревании бесцветная и прозрачная жидкость не должна желтеть. Если же она принимает желтое окрашивание, то это свидетельствует о неполном сожжении органических веществ. В этом случае содержимое пробирки охлаждают, добавляют еще 1-2 капли Н₂О₂ и снова нагревают на медленном огне. При минерализации органических веществ избегают бурного кипения жидкости.

После того как все органические вещества окислились, на что указывает устойчивое обесцвечивание жидкости, содержимое пробирки количественно переносят в мерную колбу на 100 мл, на дно которой заранее наливают 10-15 мл воды, освобожденной от аммиака. После охлаждения мерную колбу доводят до метки той же водой.

Пипеткой отбирают из мерной колбы 10 мл раствора, добавляют 3 капли раствора фенолфталеина и оттитровывают 0,25 н раствором едкого натра до появления устойчивого слаборозового окрашивания. Затем той же пипеткой снова отбирают из мерной колбы 10 мл раствора, вносят в другую мерную колбу на 100 мл и добавляют столько же 0,25 н раствора едкого натра, сколько было израсходовано на нейтрализацию кислоты при предварительном титровании (фенолфталеин не добавляют), после чего раствор в колбе доводят водой до 100 мл и тщательно перемешивают. Раствор используется для определения содержания общего азота.

Берут 5 мерных колб на 100 мл. В одну из них пипеткой вносят 10 мл испытуемого раствора, в другие (для построения калибровки) – 5, 10, 15, 20 мл рабочего стандартного раствора. Во все колбы прибавляют по 50 мл воды, 4 мл реактива Несслера, доводят водой до метки (100 мл) и перемешивают.

Интенсивность окраски измеряют на фотоэлектрическом калориметре.

Содержание N определяют по калибровочному графику.