Способ хемилюминесцентного определения содержания азота в почвенных и растительных пробах

 

Изобретение относится к аналитике и позволяет определить содержание азота в почвенных и растительных пробах. Целью изобретения является увеличение достоверности хемилюминесцентного определения содержания азота в почвенных и растительных пробах путем обеспечения одинаковой степени превращения в окись азота азотсодержащих соединений разной структуры. Реализуется цель тем, что продукты деструкции пробы после зоны вторичного нагрева дополнительно пропускают через зону каталитического окисления-восстановления с температурой 750-850°С, причем эта зона располагается непосредственно после печи сожжения и вторичного нагревателя. 1 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1539615

А1 (5I)5 Г 01 N 21/76

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4307083/30-25 (22) 18.09.87

{46) 30.01.90. Бюл. № 4 (71) Всесоюзный научно †исследовательский институт удобрений и агропочвоведения им. Д.Н.Прянишникова (72) Л.Б.Аствацатрян, E.С.Бродский и И.С.Лискер (53) 535.37(088.8) (56) Патент Великобритании

¹ 1578281, кл. G 01 .1 21/76, 1980.

Патент СНА ¹ 4351801, кл. С 01 .1 25/22, 1985. (54) СПОСОБ ХЕМИ1ПОМИНЕСЦЕНТНОГО OIIРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ АЗОТА В ПОЧВЕННЫХ И РАСТИТЕЛЬНЫХ ПРОБАХ (57) Изобретение относится к аналитиИзобретение касается сельского и лесного хозяйства и может быть использовано при анализе почв и растений на содержание азота.

Целью изобретения является увеличение достоверности хемилюминесцентного результата определения азота путем обеспечения одинаковой степени превращения в окись азота азотсодержащих соединений разной структуры.

На чертеже представлена схема устройства, поясняющего предлагаемый способ хемилюминесцентного определения содержания азота.

Устройство включает систему 1 ввода проб, камеру 2 сожжения с регулируемой температурой, вторичный нагреватель 3, зону 4 каталитического окисления, которая соединена с хемилюмине.сцетным детектором 5. Каке и позволяет определить содержание азота в почвенных и растительных пробах. Целью изобретения является увеличение JTocTGBEpHDcTif хемилюминесцентного определения содержания азота в почвенных и растительных пробах путем обеспечения одинак ьой степени превращения в окись азота азотсодержаших соединений разной структуры.

Реализуется цель тем, что продукты деструкции пробы после зоны вторичного нагрева дополнительно пропускают чере з зону каталитичес кого окисления-восстановления с температурой

750-850 С, причем эта зона располагается непосредственно после печи

I сожжения и вторичного нагревателя.

1 ил., 2 табл. мера сожжения представляет собой часть кварцевой или керамической трубки с электронагревателем, вторичный нагреватель также представляет собой кварцевую или керамическую трубку, которая может быть продолжением камеры сожкения и размеры которой обеспечивают время контакта не менее 0,5 с. Зона каталитическо- го окисления представляет собой реактор, изготовленный из кварца, керамики или металла, содержащий катализатор окисления, например окись меди.

Темперлтуру камеры сожжения устанавливают от 500 до 900 С (в зависимости от вида анализируемого материала) или осуществляют программированное повьш ение температуры от 25 до 900 С, Оптимальную температуру

1539615 сожжения или вид температурной прог" раммы (наибольшая температура и скорость повышения температуры) подбирают исходя из вида анализируемого материала так, чтобы обеспечить наи5 лучшую воспроизводимость и правильность результатов. Температура вторичного нагревателя — от 1000 до о

1100 С. Температуру зоны каталитичес- 10 кого окисления выбирают в зависимости от вида катализатора, например, для окиси меди оптимальной температурой является 750-850 0.

Навеску пробы 1-10 мг в кварцевой лодочке помещают в камеру сожжения и нагревают при 500 — 900 С или при программированном повышении температуры в токе кислородсодержащего газа. 2О

Продукты сожжения и деструкции поступают во вторичный нагреватель и далее в зону каталитического окисления и в хемилюминесцентный детектор.

Детектор включает генератор озона,. 25 реакционную камеру, в которой происходит реакция озона и NO, и фотоумножитель, регистрирующий хемилюминесцентное излучение.

В качестве кислородсодержащего газа можно использовать чистый кислород, смесь кислорода с инертным газом или воздух. Расход газа 0,5—

",5 л/мин. Продолжительность сожжения определяется по длительности хек милюминесцентного излучения.и состав35 ляет обычно 1-4 мин.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Использовали устройство, включающее систему ввода проб в виде зонда, на котором закрепляли держатель лодочки с пробой, и уплотняемого затвора, камеру сожжения (часть кварцевой трубки диаметром 0,5 см и длиной 8 см с электронагревателем, регулятором и рограмматором температуры}, вторичный нагреватель (продолжение этой же кварцевой трубки диаметром 0,5 см и длиной 25 см) и зону каталитического окисления (кварцевую трубку длиной 20 см и внутренним диаметром 1 см, заполненную окисью ме- . ди). Зону каталитического окисления соединяли с хемилюминесцентным детектором ГХЛ-1 стеклянной трубкой длиной 40 и диаметром 0,4 см. В камеру сожжения помещали пробу анализируемого материала в количестве

5-10 мг в кварцевой лодочке и нагре-1 вали камеру до 700 С, продувая ее потоком воздуха 1,5 л/мин. Газы сожжения и не успевшие окислиться продукты деструкции поступали во вторичный нагреватель с температурой

1050 С, далее — в зону каталитического окисления с температурой 800 С и хемилюминесцентный детектор.

Анализировали чистые химические соединения, содержащие разные формы азота: аммониевые соли, нитраты, аминокислоты, ароматические гетероциклические соединения, стандартные образцы почв, а также образец почвы, подвергнутой гидропиролизу, в результате которого в образце остаются только полициклические ароматические углеводороды и гетероатомные соединения.

Результаты определения содержания азота в этиз образцах приведены в табл. 1. Для сравнения приведены результаты, полученные на этой же системе без зоны каталитического окисления ° Среднеквадратическое отклонение результатов пяти параллельных измерений составляет 0,017.

Результаты, приведенные в таблице, .показывают, что измеренные содержания общего азота хорошо совпадают с истинными содержаниями, рассчитанными по эмпирическим формулам для чистых соединений или измереннь ми независимыми методами для других образцов . При отсутствии зоны каталитического окисления получают более низкие результаты, что свидетельствует о менее полном переходе азота, содержащегося в анализируемых пробах, в окись азота, причем степень этого перехода различна для разных веществ (от 0,76 до 0,93), Пример 2 . Используя устрои ство, описанное в примере 1, анализировали стандартный образец почвы СП-1 при разных условиях эксперимента.

Результаты измерений, приведенные в табл. 2, показывают, что изменение параметров в указанных пределах не влияет на результаты измерений.

Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает увеличение достоверности результатов определения содержания азота в почвенных и растительных пробах по сравнению с прототипом за счет исключения зависи15396 мости степени превращения азотсодержащих соединений анализируемого материала в окись азота.

Формула изобретения

Способ хемилюминесцентного определения содержания азота в почвенных и растительных пробах, включающий сожжение образца при 700-900 С и пропускание продуктов сожжения через зону вторичного нагрева при 1000—

1100 С, приводящих к деструкции пробы, и регистрацию хемилюминесцентТ а б л и ц а 1

Результаты определения содержания азота в почвенных и растительных пробах (мас. 7) Образец

Относительная степень превращения азота в О

Измеренное содержание азота

Истинное содержание азота

С С и О Без С и О С С и О Без С и О

0,56

0,69

0,73

0,74

20,1

25.8

24,6

48,7

21,2

25,5

46,7

0,85

0 91

0.91

0,94

13 9

20,2

20., 1

40.5

0,74

О. 24

0,29

0,29

0,90

0,09

0,10

0,82

0,91

0,10

0,82

2,18

2.18

0,90

2,00

1,32

1,12

1,29

0.87

0.,92

3,20

0,81

0,90

2,91

3,19

0,90

3,99

4,01

0,73

3,32

Таблица 2

Результаты определения содержания азота в стандартном образце почвы СП-1 при разных условиях (мас. Х) Температура, С

Содержание азота, мас. Ж печи сожжения вторичного нагре- зоны каталитического вателя окисления

0,28

0,29

0,29

7.50

850

1050

800 (нн,), so+

ЭГе(СЯ), Пролин сн,м, Стандартный образец черноземной почвы СП-1

Гидропиролизат лесной почвы

Стандарт зерна пшеницы СПМП-01

Стандарт клубней картофеля СБ ИК-01

Стандарт травосмеси

СБ NT-01

Стандарт капусты

Боузна

15 6 ного излучения при реакции окиси азота с озоном, по которому судят о количестве азотсодержащих соединений в пробе, отличающийся тем, что, с целью увеличения достоверности результатов определения путем обеспечения одинаковой степени превращения в окись азота азотсодержащих соединений разной структуры, продукты деструкции пробы после зоны вторичного нагрева дополнительно пропускают через зону каталитического окисления-восстановления с окисью меди при 750 - 850 С.

1539615

Составитель Б.Широков

Техред М.Ходанич Корректор Н.Король

Редактор А;Маковская

Тираж 503

Подписное

Заказ 212

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101