水样氨氮的测定(精)

58水质氨氮的测定氨氮（NH3－N）以游离氨（NH3）或铵盐（NH4+）形式存在于水中，两者的组成比取决于水的pH值和水温。当pH值偏高时，游离氨的比例较高。反之，则铵盐的比例高，水温则相反。氨氮的测定方法主要有纳氏比色法、气相分子吸收法、苯酚——次氯酸盐（或水杨酸——次氯酸盐）比色法和电极法等。本节将主要介绍纳氏比色法和蒸馏——酸滴定法。当水样带色或浑浊以及含有其他一些干扰物质，影响氨氮的测定。为此，在分析时需作适当的预处理。对较清洁的水，可采用絮凝沉淀法（加适量的硫酸锌于水样中，并加氢氧化钠使成碱性，生成氢氧化锌沉淀，再经过滤除去颜色和浑浊）；对污染严重的水或工业废水，则用蒸馏法消除干扰（调节水样的pH值使在6.0－7.4的范围，加入适量氧化镁使成微碱性，蒸馏释放出的氨被吸收于硫酸或硼酸溶液中。采用纳氏比色法或酸滴定法时，以硼酸溶液为吸收液；采用水杨酸——次氯酸盐比色法时，则以硫酸溶液为吸收液）。实验目的：1掌握水样预处理的方法；2掌握氨氮的测定原理及测定方法的选择3掌握分光光度计的使用方法，学习标准系列的配制和标准曲线的制作一、纳氏试剂光度法（A1）(一)实验原理碘化汞和碘化钾与氨反应生成淡红棕色胶态化合物，此颜色在较宽的波长内具强烈吸收。通常测量用410～425nm范围。（二）实验仪器分光光度计20mm比色皿50mL比色管（三）实验试剂1纳氏试剂：可任择以下两种方法中的一种配制。1.1称取20g碘化钾溶于约100ml水中，边搅拌边分次少量加入二氯化汞结晶粉末（约10g），至出现朱红色沉淀不易溶解时，改为滴加饱和二氯化汞溶液，并充分搅拌，当出现微量朱红色沉淀不易溶解时，停止滴加二氯化汞溶液。另称取60g氢氧化钾溶于水，并稀释至250ml，充分冷却至室温后，将前述溶液在搅拌下，徐徐注入本氢氧化钾溶液中，用水稀释至400ml，混匀。静置过夜。将上清液移入聚乙烯瓶中，密塞保存待用。1.2称取16g氢氧化钠，溶于50ml水中，充分冷却至室温。另称取7g碘化钾和10g碘化汞溶于水，然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中，用水稀释至100ml，贮于聚乙烯瓶中，密塞保存待用。2酒石酸钾钠溶液：称取50g酒石酸钾钠（KNaC4H4O6·4H2O）溶于100ml水中，加热煮沸以去除氨，放冷，定容100ml。3铵标准贮备溶液：称取3.819g经100℃干燥过的优级纯氯化铵（NH4Cl）溶于水中，移入1000ml容量瓶中，稀释至标线。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。4铵标准使用液：移取5.00ml铵标准贮备液（3.3）于500ml容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。（四）实验步骤1标准曲线的制作1.1吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.00ml铵标准使用液于50ml比色管中，加水至标线，加1.0ml酒石酸钾钠溶液，摇匀。加1.5ml纳氏试剂，混匀。放置10min后，在波长420nm出，用光程20mm比色皿，以水为参比，测量吸光度。1.2由测得的吸光度减去空白的吸光度后，得到校正吸光度，以氨氮含量（mg）对校正吸光度的统计回归标准曲线。2水样的测定2.1分取适量经絮凝沉淀预处理后的水样（使氨氮含量不超过0.1mg），加入50ml比色管中，稀释至标线，加1.0ml酒石酸钾钠溶液。以下同标准曲线的制作2.2分取适量经蒸馏预处理后的馏出液，加入50ml比色管中，加一定量1mol/L氢氧化钠溶液以中和硼酸，稀释至标线。加1.5ml纳氏试剂，混匀。放置10min后，同标准曲线制作步骤测量吸光度。3空白实验：以无氨水代替水样，做全程序空白测定。（五）结果计算由水样测得的吸光度减去空白实验的吸光度后，用标准曲线计算出氨氮含量m（mg）值，结果计算：1本方法与GB7479－87等效。59氨氮（N，mg/L）＝Vm1000式中：m——由标准曲线查得的氨氮量（mg）；V——水样体积（ml）。6注意事项6.1纳氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例，对显色反应的灵敏度有较大影响。静置后生成的沉淀应去除。6.2滤纸中常含痕量铵盐，使用时注意用无氨水洗涤。所用玻璃器皿应避免实验室空气中氨的玷污。6.3脂肪胺、芳香胺、醛类、丙酮、醇类和有机氯胺类等有机化合物，以及铁锰镁和硫等无机离子，因产生异色或浑浊而引起干扰，水中颜色和浑浊亦影响比色，因此应进行预处理。6.4本方法最低检出浓度为0.025mg/L（光度法），测定上限为2mg/L。采用目视比色法，最低检出浓度为0.02mg/L。6.5水样经适当的预处理后，本法可适用于地表水、地下水、工业废水和生活污水中氨氮的测定。二、滴定法（一）实验原理：滴定法仅适用于已进行蒸馏预处理的水样。调节试样至pH6.0～7.4范围，加入氧化镁使呈微碱性。加热蒸馏，释出的氨被硼酸溶液吸收，以甲基红－亚甲蓝为指示剂，使用酸标准溶液滴定馏出液中的铵。（二）实验试剂1混合指示液：称取200mg甲基红溶于100ml95％乙醇；另称取100mg亚甲蓝溶于50ml95％乙醇。以两份甲基红溶液与一份亚甲蓝溶液混合后供用（可使用一个月）。2（1+9）硫酸溶液：量取1份硫酸(ρ=1.84)与9份水混合均匀。3硼酸吸收液20g/L：称取20g硼酸溶于水中，稀释至1L。4硫酸标准溶液（1/2H2SO4≈0.020mol/L，以标定结果为准）：分取5.6ml（1+9）硫酸溶液于1000ml容量瓶中，稀释至标线，混匀。按下述操作进行标定。标定方法：称取经180℃干燥2h的基准试剂级无水碳酸钠（Na2CO3）约0.5g（准确称取至0.0001g），溶于新煮沸放冷的水中，移入500ml容量瓶中，稀释至标线。移取25.00ml碳酸钠溶液于150ml锥形瓶中，加25ml水，加1滴0.05％甲基橙指示剂，用硫酸溶液滴定至淡橙红色为止。记录用量，用下式计算硫酸标准溶液的浓度：硫酸标准溶液浓度M（1/2H2SO4，mol/L）＝995.52V1000W500.025.00式中：W——碳酸钠的重量（g）；V——硫酸标准溶液的体积（ml）；52.995——（1/2Na2CO3）摩尔质量（g/mol）。5轻质氧化镁：不含碳酸盐（在500℃下加热氧化镁，以除去碳酸盐）。6防爆沸颗粒（如玻璃珠、碎瓷片、沸石等）70.05％甲基橙指示剂：称取甲基橙50mg溶于100mL水中。（三）实验步骤1.水样蒸馏预处理（1）预处理装置：由一个500~800ml的长颈蒸馏烧瓶、定氮球、垂直放置的冷凝管和接收器组装而成。冷凝管末端可连接以适当长度的滴管，使出口尖端浸入吸收液液面下约2cm。（2）蒸馏器清洗：向蒸馏烧瓶中加入350ml水，加入数粒防爆沸颗粒装好仪器，加热蒸馏到至少收集了100ml水，将蒸馏液及瓶内残留液弃去。2采样及样品：按照规定，样品存放在聚乙烯瓶或玻璃瓶内，立即分析，否则应在2~5℃下存放，或用浓硫酸酸化，使其pH＜2。存放过程应注意防止酸化样品吸收空气中的氨而被污染。存放期为24小时。3蒸馏：将50ml硼酸溶液放在蒸馏器的接收器内，确保冷凝管出口在碰酸溶液液面之下量取250ml的水样，放入蒸馏烧瓶内。加入几滴溴百里酚蓝指示液，必要时，用氢氧化钠或盐酸调整pH在6.0-7.4之间。向蒸馏烧瓶中加入0.25g轻质氧化镁及少许防爆沸颗粒，对一些工业废水样品，必要时要加防沫剂，立即将蒸馏烧瓶与冷凝管接好。60加热蒸馏器，使馏出液的收集速度约为10ml/min，收集到约200ml时停止蒸馏。4水样的测定：于全部经蒸馏预处理、以硼酸溶液为吸收液的馏出液中，加2滴混合指示液，用标定过的硫酸溶液滴定至绿色转变成淡紫色为止，记录硫酸标准溶液的用量。5空白实验：以无氨水代替水样，同水样处理及滴定的全程序步骤进行测定。（四）结果计算氨氮（N，ml/L）＝V100014M)B-A(式中：A——滴定水样时消耗硫酸标准溶液体积（ml）；B——空白试验消耗硫酸标准溶液体积（ml）；M——硫酸标准溶液浓度（mol/L）；V——水样体积（ml）；14——氨氮（N）摩尔质量（五）注意事项1当水样中含有可被蒸馏出并在滴定时能与酸反应的物质，如挥发性胺类等，则将使测定结果偏高。2使用250mL水样，实际测定的最低检出浓度为含氮0.2mg/L。3.采用比色法测定，建议用250ml量筒作为接收器；采用滴定法测定，建议直接用350ml锥形瓶作为接收器。4.如果试份中存在余氯，应加入几粒结晶硫代硫酸钠（Na2S2O3或Na2S2O3·5H2O）除去它.补充：水样絮凝沉淀预处理准确量取100ml水样中加入硫酸锌溶液1ml，用氢氧化钠溶液0.1~0.2ml，调节pH约为10.5，混均匀，放置使之沉淀，取上清液做试份。必要时用经纯水冲洗过的中速滤纸过滤，弃去初滤液20ml，接取滤液作为试份。721型分光光度计使用方法图6-4721型分光光度计l一波长读数盘；2一微安表；3一比色皿暗盒盖；4一波长调节器；5一“0”透射比调节器6一“100％”透射比调节器；7一比色皿架拉杆；8一灵敏度选择；9一电源开关1.检查仪器各调节钮的起始位置是否正确，接通电源开关，打开样品室暗箱盖，使电表指针处于“0”位，预热20min后，再选择须用的单色光波长和相应的放大灵敏度档，用调“0”电位器调整电表为T=0％。2.盖上样品室盖使光电管受光，推动试样架拉手，使参比溶液池（溶液装入4／5高度，置第一格）置于光路上，调节100％透射比调节器，使电表指针指T＝100％。3.重复进行打开样品室盖，调0，盖上样品室盖，调透射比为100％的操作至仪器稳定。4.盖上样品室盖，推动试样架拉手，使样品溶液池置于光路上，读出吸光度值。读数后应立即打开样品室盖。5.测量完毕，取出比色皿，洗净后倒置于滤纸上晾干。各旋钮置于原来位置，电源开关置于“关”，拔下电源插头。6.放大器各档的灵敏度为：“l”×1倍；“2”×10倍；“3”×20倍，灵敏度依次增大。由于单色光波长不同时，光能量不同，需选不同的灵敏度档。选择原则是在能使参比溶液调到T＝100％处时，尽量使用灵敏度较低的档，以提高仪器的稳定性。改变灵敏度档后，应重新调“0”和“100”。