全自動凱氏定氮儀是根據(jù)凱氏定氮原理檢測樣品中氮元素或蛋白質(zhì)含量的設備，主要由消解裝置、蒸餾裝置、自動滴定儀組成，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，用酸標準溶液滴定吸收液，根據(jù)標準溶液的消耗量計算氮含量。

該設備廣泛應用于檢測食品、飼料、土壤等樣品中的氨、蛋白質(zhì)氮含量。在對凱氏定氮儀的校準工作中，大部分校準機構(gòu)都是參照國家標準《元素分析儀校準規(guī)范》(JJF1321—2011)來對凱氏定氮儀進行校準。但該校準規(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，未對標準物質(zhì)和檢驗方法上做詳細規(guī)定，不同實驗室校準工作中結(jié)果偏差很大，不能滿足技術要求。

全自動凱氏定氮儀檢定、校準方法

凱氏定氮測定氮含量的3個步驟，消化、蒸餾、自動滴定。主要化學反應如下。

(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)用酸標準溶液滴定吸收液，根據(jù)標準溶液的消耗量計算氮含量：

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

(NH₄)₂B₄O₇+2HCl+5H₂O=2NH₄Cl+4H₃BO₃

依據(jù)其原理，可選擇尿素、硝酸銨、氯化銨、硫酸銨等含銨根離子的化合物標準品作為標準物質(zhì)進行實驗，測試設備準確性，進行計量檢定、校準。尿素、硝酸銨、氯化銨、硫酸銨均具有吸濕性，實驗過程中標準品需經(jīng)烘干、稱量、溶解再進行后續(xù)的實驗。標準品烘干時，要求高溫穩(wěn)定，盡量避免稱量過程中標準品的吸濕。經(jīng)對比，硫酸銨和氯化銨高溫穩(wěn)定性優(yōu)于尿素和硝酸銨，且臨界吸濕點相對較高，不易吸濕，適合作為標準品使用。以下實驗以硫酸銨和氯化銨分別為標準品設計實驗，測試儀器對標準品中氮的回收率。

儀器與試劑

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

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

硫酸標準滴定溶液：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蒸餾時間5min蒸汽流量100%邊蒸餾邊滴定。

實驗方法

(1)方法1：采用硫酸銨為標準物質(zhì)，準確稱取硫酸銨基準試劑6.6065g，定容至1000mL，10mL硫酸銨標準溶液相當于N元素的質(zhì)量0.014g。空白滴定為0.03mL,多次吸取10mL溶液于凱氏定氮儀進行測試，計算回收率。

(2)方法2。采用氯化銨為標準物質(zhì)，準確稱取氯化銨基準試劑5.3490g，定容至1000mL，10mL硫酸銨標準溶液相當于N元素的質(zhì)量0.014g。空白滴定為0.03mL,多次吸取10mL溶液于凱氏定氮儀進行測試，計算回收率。

結(jié)合實驗結(jié)果分析，選擇硫酸銨基準試劑測試，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凱氏定氮儀校準。