16.2. Определение содержания азота

Азот входит в состав органической массы ТГИ. Считается установлен­ным, что азот в углях находится в основном в аминной, амидной форме, в гетероциклических соединениях основного характера, а также является атомом, связывающим отдельные циклы.

Стандартным методом определения азота в углях в большинстве стран мира является метод Кьельдаля (ГОСТ 28743-93 (ИСО 333:1996)). Метод Кьельдаля основан на способности кипящей серной кислоты в присутствии катализаторов сжигать органические соединения до диоксида углерода и воды, а органический азот превращать в аммиак, который с избытком серной кислоты образует сульфат аммония.

ГОСТ 28743-93 (ИСО 333:1996) «Топливо твёрдое минеральное. Методы определения азота» распространяется на бурые и каменные угли, антраци­ты, лигниты, горючие сланцы и торф и устанавливает два альтернативных метода определения азота по Кьельдалю: полумикро- и макрометод.

Сущность методов одинакова и заключается в разложении органиче­ской массы угля кипящей серной кислотой в присутствии катализаторов с превращением всех соединений азота в сульфат аммония, разложении последнего щелочью, отгонке выделяющегося при этом аммиака и опреде­лении его титрованием в поглотительном растворе.

Различия в условиях определения азота альтернативными стандартными методами Кьельдаля представлены в табл. 16.2.

Таблица 16.2 – Условия определения азота в топливе полумикро- и макрометодами Кьельдаля

Методика определения азота макрометодом Кьельдаля

Навеску аналитической пробы топлива (0,5 г) по­мещают в колбу Кьельдаля, добавляют 10 см³ концентрированной серной кислоты и 5 г K₂SО₄ – для повышения температуры кипения кислоты. В качестве катализатора прибавляют 0,1 г CuSО₄, а при анализе трудно-разлагаемых углей и антрацитов дополнительно – 0,05 г Se. Содержимое колбы постепенно нагревают до кипения, кипятят, пока раствор не станет прозрачным, а затем – еще 1 ч. После охлаждения содержимое колбы переносят в прибор для отгонки аммиака, разлагают сульфат аммония раствором щелочи и образующийся NH₃ улавливают известным количеством титрованного раствора серной кислоты. Избыток серной кислоты в при­емнике оттитровывают раствором щелочи. По количеству серной кислоты, израсходованной на связывание аммиака, вычисляют содержание азота в топливе.

Точность методов определения азота одинакова. Максимально допускаемое расхождение между результатами определения азота в одной лаборатории (сходимость) составляет 0,05% абс., в разных лабораториях (воспроизводимость) – 0,10% абс.