凯氏定氮法检测柴油车专用尾气净化剂中氮含量

1 前言

众所周知汽车尾气中含有一氧化碳、氧化氮以及对人体产生不良影响的其他一些固体颗粒，尤其是含铅汽油，对人体的危害更大。所以如何有效地处理汽车尾气成为了一个很严重的问题。现在市面上有一种柴油车专用尾气净化剂，其主要成分为车用尿素溶液。其主要原理为在高温下，尿素溶液气化后分解产生还原效率高的NH3。在催化剂作用下，NH3与尾气中的NOX在SCR催化器中反应，生成无害的H2O和N2，同时吸收有害的烟气颗粒。反应式大致如下：

4NO＋4NH3＋O2→4N2＋6H2O

2NO2＋4NH3＋O2→3N2＋6H2O

6NO2＋8NH3→7N2＋12H2O

NO＋NO2＋2NH3→4N2＋12H2O

2 实验部分

2.1原理

柴油车专用尾气净化剂中的尿素在浓硫酸和催化剂的共同作用下，转化为氨态氮。加碱蒸馏后，用硼酸吸收后，再以硫酸标准滴定液进行滴定。此次实验选择某国内品牌的柴油车专用尾气净化剂。

2.2 仪器与试剂、器具

2.2.1 K1100F全自动凯氏定氮仪(济南海能仪器股份有限公司)。

2.2.2 SH420F石墨消解仪(济南海能仪器股份有限公司)。

2.2.3 硫酸分析纯，c(HCL)=0.1mol/L，标准滴定液。

2.2.4 硼酸分析纯，质量分数2%。

2.2.5 氢氧化钠分析纯，质量分数40%。

2.2.6 溴甲酚绿-甲基红混合指示剂将溴甲酚绿乙醇溶液(1g/L)与甲基红乙醇溶液(1g/L)按5+1体积比临时混合摇匀备用。

2.2.7 催化剂片 3g硫酸钾和0.2g硫酸铜混合均匀压片

2.2.8 50ml量筒

2.2.9 称量瓶

2.3 实验部分

2.3.1取样：差量法取0.2g左右的样品，加入消化管中，加一片催化剂片（或者3g硫酸钾、0.2g硫酸铜），加入10ml浓硫酸。

2.3.2消解：利用石墨消解炉进行消解，将消化管放在石墨炉上，盖上排气罩，连接废气吸收系统，消化完毕后，将消化管取下冷却至室温。消化过程采用曲线升温模式，设置参数如下：

2.3.3 待消化管内溶液冷却至室温后，将消化管放置于定氮仪上。定氮仪设置程序如下：

稀释水：30ml

硼酸： 25ml

碱： 40ml

蒸馏时间：5min

2.3.4 仪器自动滴定并给出计算结果。

式中：M-标准酸摩尔浓度（mol/L)

W-样品质量（g）

V0-空白样滴定标准酸消耗量（mL）

V-样品滴定标准酸消耗量（mL），精确到小数点后四位

3 结果与讨论

式中：M-标准酸摩尔浓度（mol/L)

W-样品质量（g）

V0-空白样滴定标准酸消耗量（mL）

V-样品滴定标准酸消耗量（mL），精确到小数点后四位

尿素中氮含量的百分比为46.62%

此结果符合厂家宣传的32.5%的尿素溶液。