4.1.2.2.1 方法原理 样品在加速剂的参与下，用浓硫酸消煮时，各种含氮有机化合物，经过复杂的高温分解反应，转化为氧化为硝态氮后，再用还原铁粉使全部硝态氮还原，转化成铵态氮氨与硫酸结合成硫酸铵。碱化后蒸馏出来的氨用硼酸吸收，以标准酸溶液滴定，求出土壤全氮含量（不包括全部硝态氮）包括硝态和亚硝态氮的全氮测定，在样品消煮前，需先用高锰酸钾将样品中的亚硝态氮。
在高温下硫酸是一种强氧化剂，能氧化有机化合物中的碳，生成CO2，从而分解有机质。 2H2SO4＋C→H2O＋2SO2↑＋CO2↑高温
样品中的含氮有机化合物，如蛋白质在浓H2SO4的作用下，水解成为氨基酸，氨基酸又在H2SO4的脱氨作用下，还原成氨，氨与硫酸结合成为硫酸铵留在溶液中。
Se的催化过程如下： 2H2SO4+Se→H2SeO3+2SO2↑+H2O(亚硒酸)2SeO3→SeO2+H2O
SeO2+C→Se+CO2
由于Se的催化效能高，一般常量法Se粉用量不超过0.1-0.2g，如用量过多则将引起氮的损失。
(NH4) 2SO4 + H2SeO3→(NH4) 2SeO3 + H2SO4 3(NH4) 2SeO3→2NH3 + 3Se + 9H2O + 2N2↑
以Se作催化剂的消煮液，也不能用于氮磷联合测定。硒是一种有毒元素，在消化过程中，放出H2Se，H2Se的毒性较H2S更大，易引起人中毒，所以实验室要有良好的通风设备，方可使用这种催化剂。
当土壤中有机质分解完毕，碳质被氧化后，消煮液则呈现清澈的蓝绿色即“清亮”，因此硫酸铜不仅起催化作用，也起指示作用。同时应该注意开氏法刚刚清亮并不表示所有的氮均已转化为铵，有机杂环态氮还未完全转化为铵态氮，因此消煮液清亮后仍需消煮一段时间，这个过程叫“后煮”。
消化液中硫酸铵加碱蒸馏，使氨逸出，以硼酸吸收之，然后用标准酸液滴定之。 蒸馏过程的反应：
(NH4) 2SO4+ 2NaOH→Na2SO4 + 2NH3 +2H2O
NH3 +H2O→NH4OH
NH4OH+H3BO3→NH4·H2BO3+H2O
滴定过程的反应：
2NH4·H2BO3+H2SO4→(NH4) 2SO4+2H3BO3
4.1.2.2.2 主要仪器 消煮炉；半微量定氮蒸馏装置(图4-2)；半微量滴定1.蒸馏瓶 2.冷凝器 3.承受瓶 4.分水筒
5.蒸汽发生器 6.加碱小漏斗
7、8、9.螺旋夹
子 10.开关
4.1.2.2.3 试剂
(1) 硫酸：ρ=1.84g·mL，化学纯；
(2) 10 mol·L-1NaOH溶液：称取工业用固体NaOH 420g，于硬质玻璃烧杯中，加蒸馏
水400mL溶解，不断搅拌，以防止烧杯底角固结，冷却后倒入塑料试剂瓶，加塞，防止吸收空气中的CO2，放置几天待Na2CO3沉降后，将清液虹吸入盛有约160mL无
CO2的水中，并以去CO2的蒸馏水定容1L加盖橡皮塞。
(3) 甲基红－溴甲酚绿混合指示剂：0.5g溴甲酚绿和0.1g甲基红溶于100mL乙醇中
1）
。
-1
（注
-1
(4) 4.20g·LH3BO3-指示剂溶液：20g H3BO3（化学纯）溶于1L水中，每升H H3BO3溶
液中加入甲基红－溴甲酚绿混合指示剂5mL并用稀酸或稀碱调节至微紫红色，此时该溶液的pH为4.8。指示剂用前与硼酸混合，此试剂宜鲜配，不宜久放。 (5) 混合加速剂：K2SO4∶CuSO4∶Se＝100∶10∶1即100g K2SO4(化学纯)、10g
CuSO4·5H2O(化学纯)和1g Se粉混合研磨，通过80号筛充分混匀(注意戴口罩)，贮于具塞瓶中。消煮时每毫升H2SO4加0.37g混合加速剂。 (6) 0.02 mol·L(1/2H2SO4)标准溶液：量取H2SO4（化学纯）、无氮、ρ=1.84 g·ml）
2.83mL，加水稀释至5000mL，然后用标准碱或硼砂标定之。
-1
-1
-1
(7) 0.01 mol·L-1(1/2 H2SO4)标准液：将0.02 mol·L (1/2 H2SO4)标准液用水准
确稀释一倍。
(8) 高锰酸钾溶液：25g高锰酸钾（分析纯）溶于500mL无离子水，贮于棕色瓶中。
-1
(9)1∶1硫酸（化学纯、无氮、ρ=1.84 g·ml）：与等体积水混合。 (10) 还原铁粉：磨细通过孔径0.15mm（100号）筛。 (11)辛醇。
4.1.2.2.4 测定步骤
(1)称取风干土样（通过0.149mm筛）1.0×××g［含氮约1mg水分含量。
(2)土样消煮
①不包括硝态氮和亚硝态氮的消煮：将土样送入干燥的开氏瓶（或消煮管）底部，
(注3)
加少量无离子水（约0.5～1mL）湿润土样后，加入加速剂2g和浓硫酸5mL，摇匀，将开氏瓶倾斜置于300W变温电炉上，用小火加热，待瓶内反应缓和时（约10～15min），加强火力使消煮的土液保持微沸，加热的部位不超过瓶中的液面，以防瓶壁温度过高而
（注2）
］，同时测定土样
使铵盐受热分解，导致氮素损失。消煮的温度以硫酸蒸气在瓶颈上部1/3处冷凝回流为宜。待消煮液和土粒全部变为灰白稍带绿色后，再继续消煮1h。消煮完毕，冷却，待蒸馏。在消煮土样的同时，做两份空白测定，除不加土样外，其他操作皆与测定土样相同。
②包括硝态和亚硝态氮的消煮：将土样送入干燥的开氏瓶（或消煮管）底部，加高锰酸钾溶液1mL，摇动开氏瓶，缓缓加入1∶1硫酸2mL，不断转动开氏瓶，然后放置5min，再加入1滴辛醇。通过长颈漏斗将0.5g（±0.01g）还原铁粉送入开氏瓶底部，瓶口盖上小漏斗，转动开氏瓶，使铁粉与酸接触，待剧烈反应停止时（约5min），将开氏瓶置于电炉上缓缓加热45min（瓶内土液应保持微沸，以不引起大量水分丢失为宜）。停火，待开氏瓶冷却后，通过长颈漏斗加加速剂2g和浓硫酸5mL，摇匀。按上述(1)的步骤，消煮至土液全部变为黄绿色，再继续消煮1h。消煮完毕，冷却，待蒸馏。在消煮土样的同时，做两份空白测定。 (3)氨的蒸馏。
①蒸馏前先检查蒸馏装置是否漏气，并通过水的馏出液将管道洗净。
②待消煮液冷却后，用少量无离子水将消煮液定量地全部转入蒸馏器内，并用水洗涤开氏瓶4～5次（总用水量不超过30～35mL）若用半自动式自动定氮仪，不需要转移，可直接将消煮管放入定氮仪中蒸馏。
于150mL锥形瓶中，加入20g·L-1硼酸－指示剂混合液5mL，放在冷凝管末
（注5）-1
端，管口置于硼酸液面以上3～4cm处。然后向蒸馏室内缓缓加入 10mol·LNaOH溶液20mL，通入蒸汽蒸馏，待馏出液体积约50mL时，即蒸馏完毕。用少量已调节至pH4.5的水洗涤冷凝管的末端。
-1
（注4）
③用0.01mol·L-1(1/2H2SO4)或0.01 mol·LHCl标准溶液滴定馏出液由蓝绿
色至刚变为紫红色。记录所用酸标准溶液的体积(mL)。空白测定所用酸标准溶液的体积，一般不得超过0.4mL。
4.1.2.2.5 结果计算
土壤全氮(N)量(g·kg)=(V-V0)×c(1/2 H2SO4)×14.0×10/m
-1-3
×10
3
式中： V——滴定试液时所用酸标准溶液的体积(mL)；
V0——滴定空白时所用酸标准的体积(mL)；
c——0.01mol·L-1(1/2 H2SO4或HCl标准溶液浓度；
14.0——氮原子的摩尔质量(g·mol);
-3
-1
10——将mL换算为L； m——烘干土样的质量(g)。
两次平行测定结果允许绝对相差：土壤含氮量大于1.0g·kg时，不得超过0.005%；
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含氮1.0～0.6g·kg时，不得超过0.004%；含氮＜0.6g·kg时，不得超过0.003%。
4.1.2.2.6 注释
注1.对于微量氮的滴定还可以用另一更灵敏的混合指示剂，即0.099g溴甲酚绿和
-1
0.066g甲基红溶于100mL乙醇中。如要配制成20g·LH3BO3－指示剂溶液：称取硼酸（分析纯）20g溶于约950mL水中，加热搅动直至H3BO3溶解，冷却后，加入混合指示剂20mL混匀，并用稀酸或稀碱调节至紫红色（pH约5），加水稀释至1L混匀备用。宜鲜配。
注2.一般应使样品中含氮量为1.0～2.0mg左右，如果土壤含氮量在2g·kg以下，应
-1-1
称土样1g；含氮量在2.0～4.0g·kg者，应称0.5～1.0g；含氮量在4.0g·kg以上者应称0.5g。
注3.开氏法测定全氮样品必须磨细通过100孔筛，以使有机质能充分被氧化分解，对于粘质土壤样品，在消煮前须先加水湿润使土粒和有机质分散，以提高氮的测定效果。但对于砂质土壤样品，用水湿润与否并没有显著差别。
注4.硼酸的浓度和用量以能满足吸收NH3为宜，大致可按每毫升10g·L-1 H3BO3能吸收氮(N)量为0.46mg 计算，例如20g·L-1H3BO3溶液5mL最多可吸收的氮(N)量为5×2×0.46=4.6mg 。因此，可根据消煮液中含氮量估计硼酸的用量，适当多加。
注5.在半微量蒸馏中，冷凝管口不必插入硼酸液中，这样可防止倒吸减少洗涤手续。但在常量蒸馏中，由于含氮量较高，冷凝管须插入硼酸溶液，以免损失。
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