纳氏试剂比色法测水中氨氮常见问题探讨（共3篇）
纳氏试剂比色法测水中氨氮常见问题探讨 篇1
纳氏试剂比色法测水中氨氮常见问题探讨
摘要：纳氏试剂比色法测定水中的氨氮，因方法简便、快速、灵敏度高而广泛应用于水中氨氮检测。文章初步探讨了纳氏试剂比色法测定氨氮的几个应注意的问题：预处理方法的选择;水样中干扰的消除;配制酒石酸钾钠溶液及纳氏试剂应注意的问题以及显色条件的控制等等。
论文关键词：纳氏试剂比色法,预处理,纳氏试剂,显色条件
正文：
1、预处理方法的选择
水样带色或浑浊以及含其他干扰物质，影响暗淡的测定，因此需要相应的预处理，对于较清洁的水样可采用絮凝沉淀法[1]，对严重污染的水或工业废水，则用蒸馏法[1]预处理以消除干扰。其中因前者更简单快捷，成为首选的方法。
1.1絮凝沉淀法及改进
1.1.1仪器
100ml具塞量筒或比色管
1.1.2试剂：
(1)10%硫酸溶液
(2)25%氢氧化钠溶液
1.1.3步骤
取100ml水样于具塞量筒或比色管中，加入1ml10%硫酸锌溶液和2~4滴25%氢氧化钠溶液,调pH值10.5左右，混匀，静置使沉淀。取适量上清液备用。在此处有一方法的改进，就是没用滤纸过滤，而是取静置后的上清液。静置的时间视取样时不能取到絮状物为准。
1.1.4讨论：《在水和废水监测分析方法》第四版中，经絮凝沉淀后的`水样使用无氨水充分洗涤过的中速滤纸过滤，弃去初滤液20ml后的滤液。有实验表明,不同滤纸或同种滤纸但不同张之间铵盐含量差别很大,有些含量较高的滤纸虽多次用水洗涤,但仍达不到实验要求。因此使用前需对每一批次滤纸进行抽检,淋洗时要少量多次。也有研究发现滤纸中约有0.25%的可溶物和滤纸平均失重0.58%，这些可溶物将影响到分析结果的准确性。直接取上清液避免了这一弊端。
2、水样中各种干扰的消除：
在实际工作中，由于样品千差万别，干扰物复杂多样，有时会出现样品经絮凝沉淀预处理后显色溶液浑浊的现象，严重影响透光率，造成结果偏高，这时要用蒸馏预处理法。方法参见《水和废水监测分析方法》(第四版)
2.1色(浊)度干扰的消除
取50mL水样于50mL比色管中,加1.00mL酒石酸钾钠溶液,加1.00mL15%氢氧化钾溶液,测量吸光度(校正吸光度)，水样经纳氏试剂比色后测得吸光度减去校正吸光度。
2.2金属离子干扰的消除
在碱性环境中，金属离子容易发生水解，一般加入酒石酸钾钠络合;含有汞盐可加少量硫代硫酸钠络合而掩蔽;含有Mn2+时，用50%酒石酸钾钠1.00mL+2%Na2EDTA1.00mL代替纯酒石酸钾钠能掩蔽Mn2+干扰[2];含有大量Cu、Fe等金属离子，采用蒸馏法进行预处理后，再测定。
2.3有机物干扰的消除
水样中含有甘氨酸、肼和某些胺类等有机物时，调节水样pH值到9.5左右，对其进行蒸馏处理;含有酮类、醛类和其他胺类时，在pH值较低情况下，用煮沸方法除去。
2.4显色溶液浑浊的应对措施
用絮凝沉淀法预处理后取上清液，加入酒石酸钾钠溶液和纳氏试剂后，有时会出现浑浊现象，严重影响透光率，误差非常大。笔者在测污水处理厂的出水水样是经常会遇到此情况，不加酒石酸钾钠显色溶液不浑浊，由此可见是酒石酸钾钠的问题，可用(3.1)方法提纯后的酒石酸钾钠溶液，再不行就用蒸馏法预处理后测定。
3、试剂配制应注意的问题
药品的纯度及试剂的配置方法都影响到实验结果。3.1酒石酸钾钠纯度直接关系到测定结果，导致实验空白值高和引起实际水样浑浊,影响测定需要对其溶液进行提纯，以去除其中的铵盐。实际工作中，有两种处理方法。①采用纳氏试剂对酒石酸钾钠溶液(50%)进行提纯，纳氏试剂加入量为酒石酸钾钠溶液体积2%，空白吸光度最小且基本稳定;②向酒石酸钾钠溶液中加少量碱液，煮沸蒸发至50mL左右，冷却并定容至100mL。试验表明：经以上两种方法提纯后空白值也能满足分析测定要求。
纳氏试剂比色法测水中氨氮常见问题探讨 篇2
水体中的氨氮(NH3-N)是以游离氨(NH3)和铵盐()形态存在于水中,两者的组成比例取决于水的pH值和水温,游离NH3随pH增加而增大,随水温增加而减小,与游离NH3则相反。水中NH3-N的主要来源为生活污水中含N有机物受微生物作用的分解产物以及某些工业废水。此外,在无氧环境下,水中存在的亚硝酸盐受微生物作用,还原为NH3。在有氧环境中,水中NH3转变为亚衍硝酸盐甚至转变为硝酸盐。纳氏试剂测定水中NH3-N测定步骤较简单,但实际工作中,情况比较复杂,条件较苛刻,实验空白值难以达到要求(A≤0.030),很多具体的因素都影响该方法的灵敏度,也直接影响分析结果的精密度和准确度。
1 NH3-N水样的保存
水样采集在聚乙烯瓶或玻璃瓶内,并应尽快分析,由于NH3-N浓度受水溶液中的pH和温度影响,必要时加H2SO4将水样酸化至pH<2,于2℃～5℃下存放。硫酸应用优级纯H2SO4,且作H2SO4中NH3-N含量的分析,若NH3-N含量太高还要进行提纯然后再用。酸化样品应注意防止吸收空气中的NH3而沾污。
2 玻璃器皿的洗涤和校准
为保证NH3-N结果的精密性和准确性,采集NH3-N水样的容器及分析中用到的器皿需用洗涤剂洗1次,自来水洗3次,蒸馏水洗1次。NH3-N纳氏试剂方法中要用到50 mL具塞比色管、1 mL移液管、2mL移液管、10 mL移液管以及比色皿等必须经过检定和校准,检定和校准的结果在容许误差范围内方可使用。
3 无氨水的制备
NH3·H2O是实验室常用的易挥发试剂之一,极易沾污纯水。无氨水应临用时现配,不宜贮存。离子交换法除NH3可用强酸性阳离子交换树脂。蒸馏法除NH3可在1 L水中加1 mL～2 mL浓H2SO4,并滴加5%KMnO4溶液至呈较深的紫红色,再进行蒸馏。
4 纳氏试剂法测定NH3-N试剂的配置
试剂配置不当导致空白值较高,将会影响测定的精密度、准确度,给分析结果带来误差。
4.1 NH3-N标准贮备液
将NH4Cl置于烘箱内,在105℃烘烤1 h,在干燥器内冷却并平衡后,称取3.819 0 g,溶于无氨水中,定容至1 000 mL,此溶液1.00 mL含1.00 mg NH3-N。临用时再配置成含量为1μm/mL的使用液。
4.2 纳氏试剂
称取20 g KI,溶于25 mL水中,在搅拌下,将9.2 g HgCl2(结晶粉末状)分多次加入KI溶液中,充分搅拌混合,直至出现朱红色沉淀不易溶解时,改滴加HgCl2饱和溶液,并充分搅拌。当出现少量朱红色沉淀不再溶解时,停止滴加HgCl2溶液。另外,称取60 g KOH溶于水,并稀释至250 mL,冷却至室温后,将上述溶液在边搅拌下徐徐注入KOH溶液,用水稀释至400 mL混匀。静置过夜,将上清液移入聚氯乙烯瓶中,密塞保存。配置纳氏试剂关键在于把握HgCl2的加入量,这决定着获得显色基团含量的多少,进而影响方法的灵敏度。纳氏试剂配置不当,随着放置时间的延长,会影响显色灵敏度,并有可能线性变差影响到监测结果。经过多次比对总结出以上配置纳氏试剂的方法,并得出HgCl2与KI用量比为0.46:1.00。
4.3 酒石酸钾钠溶液
称取50.0 g酒石酸钾钠溶于100 mL水中,加热煮沸驱除NH3,充分冷却后稀释至100 mL。酒石酸钾钠溶液空白值较高时,将此溶液过滤后加入2 mL～5 mL的纳氏试剂,搅拌均匀,于玻璃瓶中放置2 d～3 d,取其上清液使用。该提纯方法简单且效果很好[1]。
5 分析过程中干扰因素的消除
大多数水样,均可直接用纳氏试剂比色测定。但,任何能与纳氏试剂反应,产生颜色或浑浊的物质都将有严重的干扰。
5.1 浊度颜色的干扰及消除
水样混浊或有细小颗粒物时,易使纳氏试剂反应生成沉淀,故应预先过滤除去。若水样有颜色,应使用絮凝沉淀法脱色,然后过滤除去沉淀物,过滤前需用无氨水充分洗涤滤纸,以防滤纸中的NH3混入水样。若用絮凝沉淀法还不能脱色完全,应采用蒸馏法。
5.2 有机物的干扰及消除
许多有机胺,如,甘氨酸和某些胺类与纳氏试剂反应而生成黄色化合物,产生正干扰。酮类、醛类、醇类与纳氏试剂产生颜色或混浊。对于此类有机物的干扰,最好将样品预先蒸馏处理,以尽量减少干扰。
5.3 金属离子和非金属离子的干扰及消除
干扰该方法的金属离子,主要是在碱性溶液中易产生沉淀的Ca2+,Mg2+,Fe3+,等离子,加入酒石酸钾钠溶液或EDTA,可以有效地掩蔽这些离子。与纳氏试剂中的Hg2+离子生成沉淀,而使溶液浑浊的离子,如,硫化物可在预蒸馏前加入PbCO3而消除[2]。
5.4 消除干扰过程中滤纸的应用
中国生产的滤纸含NH3量较高,有时滤纸空白吸光度就达到0.3以上。下面是我们利用上海某厂生产的定性、定量滤纸及定性滤纸在空气中放置一段时间作的实验,实验结果见表1、表2及表3。
若样品必须过滤,应将滤纸用无氨水洗涤至不含NH3时再用,资料建议用10%H2SO4浸泡30 min,洗至中性后再用。方法有2种:a)将滤纸折叠好,用10%H2SO4浸泡,然后放入漏斗用无氨水洗至中性;b)将滤纸折叠后,放入漏斗洗涤数次。以上方法均取50 mL去离子水,作空白具体情况见表4及表5,试剂空白见表6。
6 显色条件的影响
6.1 碱度的影响
根据反应式,加入碱(pH增高)纳氏试剂反应平衡向生成NH2Hg2IO方向移动。即使pH的微小变化,对颜色强度亦有明显影响。加入纳氏试剂后,最后溶液显色的pH适宜范围是11.8～12.4,pH值低于11.8,不产生颜色反应,若pH值太高,溶液立即变浑,出现红色沉淀,无法测量吸光度。由此可以看出,水样的pH值要尽量调解一致,以免产生不一致而造成的误差。
6.2 显色时间的影响
在环境温度为22℃的条件下,分别对空白和含量为10.0μg,40.0μg,100.0μg标准溶液,按不同的显色时间,作比色测定,其吸光度值结果见表7。
注:显色时间的单位为分钟
可见,在一定条件下,显色10 min前不稳定,10 min～30 min颜色比较稳定,30 min～60 min又处于第二次颜色较快的加深阶段,60 min以后,颜色逐渐减退。
6.3 温度的影响
温度对显色的影响很大,由表8可以看出,在25℃条件下。显色15 min,其颜色深度达高峰,5℃～20℃吸光度无显著差异,当温度30℃时,显色15 min,则产生退色现象。温度较低时应延长到20min[3]。
7 结语
综上所述,纳氏试剂测定水中NH3-N影响因素是多方面的,只有全面控制实验中的每个细节,才能提高NH3-N测定方法的稳定性、测定结果的准确度及精密度,才能达到环境监测质量控制及其规范的要求。
参考文献
[1]国家环保局.水和废水监侧分析方法[M].3版.北京:中国环境科学出版社,1989:252-256.
[2]国家环保局.水和废水监侧分析方法[M].4版.北京:中国环境科学出版社,2002:276-281.
纳氏试剂比色法测水中氨氮常见问题探讨 篇3
在自然水体中, 氨氮 (NH3-N) 基本以游离氨 (NH3) 和铵盐 (NH4+) 的形式存在于水中, 两者的组成比取决于水的pH值, 当p H值偏高时, 游离氨的比例较高, 反之, 则铵盐的比例高。氨氮主要来源于生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物、合成氨等工业废水以及农田排水等。氨氮在水和废水的监测中占有重要地位, 是地表水水质评价的重要指标。测定水中的氨氮, 有助于评价水体被污染和“自净”状况。氨氮含量较高时, 对鱼类呈毒害作用, 甚至会导致死亡;氨氮含量高时, 对人体健康也有危害作用。使测定各类水体中的氨氮含量成为必要。下面采用实验室方法, 就纳氏试剂测定水中氨氮方法进行对比分析。
二、方法原理
水体中游离态的氨或铵离子与纳氏试剂反应, 生成黄棕色络合物, 该络合物的色度与铵盐的含量成正比, 可用目视比测或者分光光度法测定。就实验而言, 通常可在波长410nm～425nm范围内测其吸光度, 计算其含量[1]。
三、对比分析方法的选取
采用纳氏试剂测定水中氨氮, 依据其实验原理进行试剂、比色皿、氨氮标准控制样等的对比试验, 并对实验数据进行对比分析, 择优选取适宜的试剂、比色皿、温度、氨氮标准控制样等。
㈠试剂对比试验分析纳氏试剂有纳氏试剂Ⅰ (用二氯化汞—碘化钾—氢氧化钾配制) 和纳氏试剂Ⅱ (用碘化汞—碘化钾—氢氧化钠配制) 两种配制方法。测定空白试验吸光度, 结果 (见表1) 。
由表1可知, 纳氏试剂Ⅰ平均为0.013, 纳氏试剂Ⅱ平均为0.027, 试剂Ⅱ的空白值是试剂Ⅰ的2倍, 就空白值而言, 试剂Ⅰ比试剂Ⅱ好, 但以配制过程来讲, 试剂Ⅱ方法简便, 在暗处有效期一年。试剂Ⅰ配制时, 不好掌握二氯化汞的加入量, 且试剂不稳定, 只可稳定一个月, 保存时间短, 需要经常配药, 而且每次都有剩余的废液, 加上二氯化汞又是剧毒药品, 造成二次污染的几率相应增大;而试剂Ⅱ相对稳定, 产生较少的有毒废液, 为保护环境免遭污染, 保护实验人员的身体健康, 建议使用纳氏试剂Ⅱ。
㈡比色皿的对比试验分析选取10mm和20mm比色皿进行空白对比试验分析, 结果 (见表2) 。
从表2中可以看出用20mm的比色皿的空白值是10mm的两倍多。空白值高会影响试验的精密度和准确度, 为了减小空白值, 建议使用10mm的比色皿。
㈢纳氏试剂温度的对比分析选取20℃和0℃～5℃不同温度时的纳氏试剂进行空白试验对比分析, 结果 (见表3) 。
通过对比分析可看出, 在空白实验中加入冷藏后的纳氏试剂, 可减小空白值, 所以建议纳氏试剂在暗处冷藏保存使用。
㈣氨氮标准控制样的对比试验分析在进行氨氮标准控制样对比试验分析时, 分别选取纳氏试剂Ⅰ和纳氏试剂Ⅱ、比色皿进行对比试验分析, 得出相对应的结果。
1. 选取纳氏试剂Ⅰ。
10mm比色皿, 氨氮标准使用液 (NH4Cl) 浓度为10mg/L, 标准控制样 (编号:90617) 下的氨氮标准曲线, 结果 (见表4) 。
经过实验测得空白试验吸光度为0.013和0.014, 平均值A0为0.014, 截距a=-0.002、斜率b=0.03781、相关系数R=0.9998、回归方程Y=0.03781X-0.002、检验系数t=1.114, 曲线截距检验合格。以此为依据, 选取6个标准控制样进行对比试验分析, 结果 (见表5) 。
从而可得, 标准控制样含量为0.924 (mg/L) , 标准控制样标准值为0.943±0.047 (mg/L) , 相对误差为-2.0%。
2. 选取纳氏试剂Ⅱ。
10mm比色皿, 氨氮标准使用液 (NH4Cl) 浓度为10mg/L, 标准控制样 (编号:90617) 下的氨氮标准曲线, 结果 (见表6) 。
经过实验测得空白试验吸光度为0.013和0.014, 平均值A0为0.024, 截距a=0.002、斜率b=0.03598、相关系数R=0.9999、回归方程Y=0.03598X+0.002、检验系数t=1.959, 曲线截距检验合格。以此为依据, 同样选取6个标准控制样进行对比试验分析, 结果 (见表7) 。
从而可得, 标准控制样含量为0.929 (mg/L) , 标准控制样标准值为0.943±0.047 (mg/L) , 相对误差为-1.5%。
㈤注意事项纳氏试剂光度法测定水中氨氮对比试验测定氨氮时试剂性状、配置方法及器皿选型等, 在进行试验对比分析时应注意下列事项[2]。一是试剂酒石酸钾钠和空白试验值的大小也有关系, 试剂中常含有铵盐, 在配制过程中, 只靠加热煮沸并不能完全除去, 可采用向酒石酸钾钠溶液中加少量氢氧化钠, 煮沸蒸发至50ml左右后, 冷却并定容至100ml。二是氨氮试验用水要求为无氨水。如果空气中氨溶于水或有铵盐通过其它途径进入实验用水中, 含量达到一定程度, 可导致实验空白值偏高, 所以无氨水每次使用后应注意密闭保存, 且空白水样应在序列钾试剂之前在量入, 减少与空气的接触时间, 或选用刚刚制出的新鲜蒸馏水代替无氨水, 也可使空白值减小, 提高实验精密度和准确度。三是由氨氮反应原理可知, OH-浓度影响反应平衡, 实验表明, 水样p H的变化对试验的强度有明显影响, 水样呈中性或碱性得出的结果偏差符合分析要求, 所以, 对于废、污水样应特别注意调节样品的pH值, 最好将溶液显色p H值控制在11.8～12.4之间, 以保证结果的精密度和准确度[3]。
四、结论
在纳氏试剂测定水中氨氮方法的对比试验中, 依据实验原理, 通过选取不同试剂、比色皿和不同标准控制样的对比试验分析, 可知两种试剂方法实验结果均在真值范围内, 无显著性差异, 符合规范要求。
摘要：作者采用纳氏试剂测定水中氨氮, 依据其实验原理进行试剂、比色皿、氨氮标准控制样等对比试验, 并对试验数据进行了对比分析。
关键词：纳氏试剂,氨氮方法,对比试验
参考文献
[1]黄君礼, 汤鸿霄.水分析化学 (第三版) [M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.
[2]魏复盛.水和废水监测分析方法 (第四版) [M].北京:中国环境科学出版社, 2002.