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磷矿粉中有效磷(P2O5)的测定(钒钼黄比色法)
【来源/作者】周世红 【更新日期】2018-04-03

一、方法选择的依据

磷矿粉中的含磷化合物大部分是强酸溶性,而枸溶性磷很少。有效磷的浸提通常采用柠檬酸溶液[P(C6H8O7·H2O)=20g·L-1〕或中性柠檬酸铵溶液。由于磷矿粉中有效磷含量不高,所以选用20gL-1柠檬酸溶液作浸提剂,钒钼黄比色法测定磷比较适宜。

1、方法原理

(1)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)用柠檬酸溶液[P(C6H8O7·H2O)=20g·L-1〕一次浸提过磷酸钙中的有效磷〔其中包括Ca (H2P04 )2,CaHPO4和游离H3P04],浸出液中的正磷酸盐与钒钼酸铵在酸性条件下形成黄色的三元杂多酸(P2O5·V2O5·22MoO3·nH2O)。本法原理及其优点:此法的优点是显色快,黄色很稳定,在24h内无显著变化;要求显色酸度范围很宽,极限是0.04mol·L-1~1. 6 mol·L-1,最好是0.5mol·L-1~ 1.0mol·L-1,在HNO3,HCI、HCIO4、H2SO4等介质中都可适用;干扰离子少,特别是Fe3+和Si的允许存在量远高于钼蓝法;操作简便快速,准确度和重复性较高,相对误差为1%~3% 。

2、 仪器及设备

振荡器;分光光度计;

3、 试剂

(1)柠檬酸溶液[P(C6H8O7·H2O)=20g·L-1]:称取20g结晶柠檬酸(C6H8O7·H2O,分析纯),溶于水中,稀释至1L。

(2)磷(P2O5)标准溶液[p(P2O5)=100mg·L-1]:准确称取1.9176g磷酸二氢钾(KH2PO4,分析纯,105℃供干)于400mL烧杯中,用少量水溶解,移入1L容量瓶,加水至约400mL,加浓HNO35mL,用水定容,混匀,此为1000mg·L-1 P2O5贮备液,可久贮。准确吸取50mL贮备液于500 mL容量瓶中,用水定容,混匀,此为100mg·L-1 P2O5标准溶液。

(3)钒钼酸铵溶液:

A液,25g钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H20,分析纯〕溶于400 mL水中。

B液,1.25g偏钒酸铵(NH4VO4,分析纯)溶于300 mL沸水中,冷却后加入250 mL浓硝酸(HNO3, p≈l.42g·mL-1,分析纯),再冷至室温。将A液缓慢地倾入B液中,不断搅匀,用水稀释至1L贮于棕色瓶中,此溶液酸的浓度为c(HNO3)=4 mol·L-1

4、操作步骤

(1)有效磷的浸提称:称取混匀的过磷酸钙样品((1mm) 1.000g于250mL三角瓶中,加入100mL柠檬酸溶液,盖紧塞子,在20oC~25℃下振荡30 min,用干燥滤纸和器皿过滤,弃去最初的滤液。

(2)有效磷的测定:吸取浸出滤液1.00 mL (含P2O50.5mg~2mg),放入50 mL容量瓶中,加水至约35mL,准确加入10mL钒钥酸按溶液(MO,用水定容,摇匀。放置20min后,在分光光度计上以470nm波长比色测定。同时做试剂空白试验,以空白溶液调节吸收值为零点,测定试液吸收值。

(3)工作曲线绘制:分别吸取100mg·L-1P2O5标准溶液0(空白), 2.5mL, 5mL, 7.5mL,10 mL,15mL.,20mL于50mL容量瓶中,各加与吸取样液相同体积的空白溶液,加水至约35mL,同上2中步骤显色和比色,测得各瓶溶液的吸收值。标准系列溶液P2O5的质量浓度为0mg·L-15mg·L-1、10mg·L-1、15mg·L-1、20mg·L-1、30mg·L-1、40mg·L-1,以吸收值为纵坐标,磷(P205)浓度为纵坐标,在普通坐标纸上绘制工作曲线。

5、结果计算

式中: ω(P205)——过礴酸钙中有效磷(P205)的质量分数,%;

P一一测得显色液中磷(P205)的质量浓度,mg·L-1

V——显色液定容体积,mL;

ts——分取倍数.

m——试样质量,g。

106——将mg换算成g及mL换算成L的除数。

6、注意事项

用柠檬酸溶液[P(C6H8O7·H2O)=20g·L-1]浸提含[ω(CaCO3)〕在20%以上的磷矿粉,则因消耗一部分柠檬酸而致浸出的有效磷量降低,对这类样品以采用中性柠檬酸铵溶液浸提更合适,对于某些有效磷低又不含游离CaCO3的磷矿粉,柠檬酸[p(C6H8O7·H2O)=20g·L-1]溶性磷又稍偏高。但也有些有效磷较高的磷矿粉,用中性柠檬酸铵浸出的磷量却很低。对此,把两种浸提剂一起考虑,评定其品质较为稳妥。

参考资料:土壤农业化学分析方法


 

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