纳氏试剂光度法

纳氏试剂光度法（共7篇）

纳氏试剂光度法 篇1

一、问题的提出

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.

[3]s l219-98, 水环境监测规范[S].

纳氏试剂光度法 篇2

温度对酚试剂分光光度法测定空气中甲醛的影响

摘要：GB/T 18204.26《公共场所空气中甲醛测定方法》中的酚试剂分光光度法,其方法原理是空气中甲醛与酚试剂反应生成嗪,嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物.根据颜色深浅,比色定量.两步反应在室温较低时作用不完全.吸光度随时间延长而逐渐加大.文章经过不同室温实验提出,在室温低于23℃时,两步反应应在恒温水浴43℃保温10min.室温达到23℃时可不必加热.作 者：李才津 陈岳 蒋家保 作者单位：湖北国土资源安全卫生科学研究院,湖北,武汉,1430072期 刊：中国环境监测 ISTICPKU Journal：ENVIRONMENTAL MONITORING IN CHINA年，卷(期)：,23(3)分类号：X831关键词：温度 酚试剂 甲醛

纳氏试剂光度法 篇3

水中的氨氮主要以游离氨或氨盐的形态存在[1]。尤其当水中的氨氮含量较高时,对鱼类存在毒害作用,同时对人体也会产生不同程度的伤害[2]。

水中氨氮的主要来源是生活污水中含氮有机物受微生物分解作用的产物、某些工业废水及农田排水等。

此外,在无氧环境中,水中存在的亚硝酸盐也可受微生物作用,还原为氨。

在有氧环境中,水中氨亦可转变为亚硝酸盐,甚至继续转变为硝酸盐,均存在生物体存在较大的毒害作用。因此研究水中氨氮对环境资源及社会可持续具有重要作用。

1实验部分

1.1实验原理

纳氏试剂分光光度法是以游离氨或铵盐形式存在的氨氮与纳氏试剂反应,生成淡红棕色络合物,该络合物的吸光度与氨氮的含量呈正比,于波长420nm处测量吸光度。此法操作简便、准确度高,因此被广泛使用。

1.2主要实验仪器

752分光光度计,50ml比色管(8只)。

1.3主要实验试剂

1)纳氏试剂。

2)酒石酸钾纳溶液:称取50g酒石酸钾纳溶于无氨水中,稀释至100ml。

3)铵标准储备液:称取无水氯化铵3.8190g,溶于无氨水中。转入1L容量瓶,稀释至标线。此溶液NH3-N质量浓度为1.00mg/m L。

4)铵标准液:用移液管吸取铵标准储备液10.0m L于1L容量瓶中,用无氨水稀释至标线。此溶液NH3-N质量浓度为0.010mg/m L。

1.4实验步骤

1)取澄清水样50m L置于50m L比色管中。

2)取每毫升含0.010mg氨氮的按标准溶液0m L、0.5m L、1m L、2m L、3m L、5m L、7m L、10m L于50m L比色管中,用无氨水稀释至刻度。

3)在水样及标准管中分别加入1m L,酒石酸钾纳溶液,摇匀,再加入1m L纳式试剂,摇匀。

4)在波长420nm处用1cm比色皿测其吸光度值,绘制标准曲线。水样按同样步骤测定吸光度,从标准曲线上查得氨氮含量。

1.5结果分析:

根据氨氮计算公式:ρ(氨氮)(N,mg/L)=测得氨氮质量/水样体积

具体实验结果如表1:

根据实测结果,绘制标准曲线,以净吸光度为纵坐标,氨氮含量为纵坐标,结果如图1所示:

最后可得出氨氮含量与净吸光度满足y=0.0043x+0.037。

实验表明,R2高达0.9677,拟合程度较高。作出标准曲线后,只需测得水样的吸光度,即可读出水样中氨氮浓度,结果简单实用。此标准曲线为本人亲测所得,可能与国家标准略有误差,这可能与实验用水、PH、纳氏试剂以及其他实验试剂的质量等有一定关系,测量结果总体符合标准。

2结语

通过实验得出氨氮标准曲线,为监测不同水样的氨氮含量提供方便。氨氮是废水中最常见的污染物,氨氮含量是评价水环境质量的一项重要指标。饮用水中氨氮含量过高,其亚硝酸盐和蛋白质结合成亚硝胺,是一种强致癌物质,对人体极为不利。同时氨氮对水生生物也会产生不利影响,氨氮毒性与水中p H有密切关系,氨氮含量愈高,p H值愈高,毒性愈强,对水生生物危害越大。因此,水中的氨氮对人类有重要影响,测定水体氨氮含量,对于水质评价以及净化水体具有十分重要的意义。

参考文献

[1]徐霞君.纳氏试剂比色法测定水中氨氮的影响因素[J].青海科技,2004,03:33-35.

纳氏试剂光度法 篇4

1 材料与方法

1.1 试剂

硫酸:ρ20=1.84 g/ml;吸收液[C (H2SO4) =0.005 mol/L]:将28 ml硫酸缓缓加入到1000 ml水中, 临用时再稀释100倍;纳氏试剂:溶解17 g氯化汞于300 ml水中;另溶解35 g碘化钾于100 ml水中;将前液慢慢加入后液中至生成红色沉淀为止。加入600 ml氢氧化钠溶液 (200 g/L) 和剩余的氯化汞溶液, 混匀。贮存于棕色瓶中, 于暗处放置数日, 取出上清液置于另一棕色瓶中, 用胶塞塞紧, 避光保存;标准溶液:准确称取0.3879 g硫酸铵 (于 80 ℃干燥1 h) , 溶于吸收液中, 定量转移入100 ml容量瓶中, 用吸收液稀释至刻度。此溶液为1.0 mg/ml氨标准贮备液。临用前, 用吸收液稀释成20.0 μg/ml氨标准溶液。实验用水均为无氨蒸馏水。

1.2 仪器

大型气泡吸收管;空气采样器:流量0～3 L/min;10 ml具塞比色管;分光光度计。

1.3 样品的采集、运输和保存

在采样点, 串联2只各装有5.0 ml吸收液的大型气泡吸收管, 以0.5 L/min流量采集15 min空气样品。采样后, 立即封闭吸收管进出气口, 置清洁的容器内运输和保存。

1.4 对照试验

将装有5.0 ml吸收液的大型气泡吸收管带至采样点, 除不采集空气样品外, 其余操作同样品, 作为样品的空白对照。

1.5 样品处理

将采过样的吸收液洗涤吸收管内壁3次。前后管分别取出1.0 ml样品溶液于具塞比色管中, 加吸收液至10 ml, 摇匀, 供测定。若浓度超过测定范围, 用吸收液稀释后测定, 计算时乘以稀释倍数。

1.6 标准曲线的绘制

取7只具塞比色管, 分别加入0.00、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、 1.00 ml氨标准溶液, 各加吸收液至10.0 ml, 配成0.0、2.0、4.0、8.0、12.0、16.0、20.0 μg氨标准系列。向各标准管加入0.5 ml纳氏试剂, 摇匀:放置5 min, 于420 nm波长下测量吸光度;每个浓度重复测定3次, 以吸光度均值对氨含量 (μg) 绘制标准曲线。

1.7 样品测定

用测定标准系列的操作条件测定样品溶液和空白对照溶液。样品吸光度减去样品空白对照吸光度后, 由标准曲线得氨含量 (μg) 。

1.8 计算空气中氨的浓度

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式中:C—空气中氨的浓度, mg/m3;m1, m2—测得前后样品管中氨的含量, μg;V—标准采样体积, L。

2 结果与讨论

2.1 问题

国标中的吸收液C (H2SO4) 为0.5 mol/L (将26.6 ml硫酸缓缓加入到1000 ml水中) , 而纳氏试剂中C (NaOH) 为3 mol/L。根据国标中操作, 现场采样后各取出1.0 ml测定, 标准及样品均加吸收液至10 ml, 然后各加入0.5 ml纳氏试剂, 比色定量。根据酸碱中和原理:H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O国标中反应的NaOH物质的量为3 mol/L× 0.5 ml=1.5 mmol, 充分反应完全后H2SO4只消耗0.75 mmol, 而溶液中H2SO4物质的量为0.5 mol/L×10 ml=5 mmol, 所以H2SO4过剩了4.25 mmol, 最终溶液呈现强酸性。根本没有黄色物质生成, 反应失败。

2.2 解决方法

解决方法有2个, 一是降低吸收液H2SO4的浓度, 二是提高NaOH的浓度, 二者取一。从安全角度着想, 还是尽量遵守减少腐蚀性化学品的使用原则。认为降低吸收液H2SO4的浓度比较好, 参照有关标准, 通过试验认为C (H2SO4) 为0.005 mol/L为宜。这样H2SO4充分反应, NaOH物质的量过剩1.4 mmol, 溶液呈碱性。

3 参考文献

[1] GBZ/T 160.29-2004.工作场所空气有毒物质测定无机含氮化合物[S].

[2]GB/T 18204.25-2000.公共场所空气中氨测定方法[S].

参考文献

[1]GBZ/T160.29-2004.工作场所空气有毒物质测定无机含氮化合物[S].

纳氏试剂光度法 篇5

关键词：环保,监测,氨氮

对纳氏试剂比色法测定废水中氨氮方法进行了研究, 纳氏试剂比色法是碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物, 其色度与氨氮含量成正比, 通常可在波长410~425nm范围内测其吸光度, 计算其含量。本法最低检出浓度为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。水样作适当的预处理后, 本法可适用于地面水、地下水、工业废水和生活污水。

1 原理

氨氮的测定方法, 通常有纳氏试剂比色法等。纳氏试剂比色法具有操作简便、灵敏等特点, 它是利用碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物, 其色度与氨氮含量成正比, 通常可在波长410~425nm范围内测其吸光度, 计算其含量。

本法最低检出浓度为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。水样作适当的预处理后, 本法可适用于地面水、地下水、工业废水和生活污水。但钙、镁、铁等金属离子、硫化物、醛、酮类, 以及水中色度和混浊等干扰测定, 需要相应的预处理。

2 仪器

1) 带氮球的定氮蒸馏装置:500m L凯氏烧瓶、氮球、直形冷凝管;

2) 分光光度计;

3) p H计。

3 试剂

1) 无氨水 (配制试剂用水均应为无氨水) 。可选用下列方法之一进行制备: (1) 蒸馏法:每升蒸馏水中加0.1m L硫酸, 在全玻璃蒸馏器中重蒸馏, 弃去50m L初馏液, 接取其余馏出液于具塞磨口的玻璃瓶中, 密塞保存; (2) 离子交换法:使蒸馏水通过强酸性阳离子交换树脂柱;

2) 1mol/L盐酸溶液, 1mol/L氢氧化纳溶液, 0.05%溴百里酚蓝指示液 (p H 6.0~7.6) , 防沫剂 (如石蜡碎片) ;

3) 轻质氧化镁 (Mg O) :将氧化镁在500℃下加热, 以除去碳酸盐;

4) 吸收液: (1) 硼酸溶液:称取20g硼酸溶于水, 稀释至1L; (2) 0.01mol/L硫酸溶液;

5) 纳氏试剂。可选择下列方法之一制备: (1) 称取20g碘化钾溶于约25m L水中, 边搅拌边分次少量加入二氧化汞 (Hg Cl2) 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再溶解时, 停止滴加氯化汞溶液。另称取60g氢氧化钾溶于水, 并稀释至250m L, 冷却至室温后, 将上述溶液徐徐注入氢氧化钾溶液中, 用水稀释至400m L, 混匀。静置过夜, 将上清液移入聚乙烯瓶中, 密塞保存; (2) 称取16g氢氧化钠, 溶于50m L水中, 充分冷却至室温。另称取7g碘化钾和碘化汞 (Hg I2) 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100m L, 贮于聚乙烯瓶中, 密塞保存;

6) 酒石酸钾钠溶液:称取50g酒石酸钾钠 (KNa C4H4O6·4H2O) 溶于100m L水中, 加热煮沸以除去氨, 放冷, 定容至100m L;

7) 铵标准贮备溶液:称取3.819g经100℃干燥过的氯化铵 (NH4Cl) 溶于水中, 移入1000m L容量瓶中, 稀释至标线。此溶液每毫升含1.00mg氨氮;

8) 铵标准使用溶液:移取5.00m L铵标准贮备液于500m L容量瓶中, 用水稀释至标线。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。

4 测定步骤

4.1 水样预处理

取250m L水样 (如氨氮含量较高, 可取适量并加水至250m L, 使氨氮含量不超过2.5mg) , 移入凯氏烧瓶中, 加数滴溴百里酚蓝指示液, 用氢氧化钠溶液或盐酸溶液调节至p H7左右。加入0.25g轻质氧化镁和数粒玻璃珠, 立即连接氮球和冷凝管, 导管下端插入吸收液液面下。加热蒸馏, 至馏出液达200m L时, 停止蒸馏, 定容至250m L。

采用酸滴定法或纳氏比色法时, 以50m L硼酸溶液为吸收液;采用水扬酸-次氯酸盐比色法时, 改用50m L0.01mol/L硫酸溶液为吸收液。

4.2 标准曲线的绘制

吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.0m L铵标准使用液于50m L比色管中, 加水至标线, 加1.0m L酒石酸钾钠溶液, 混匀。加1.5m L纳氏试剂, 混匀。放置10min后, 在波长420nm处, 用光程20mm比色皿, 以水为参比, 测定吸光度。由测得的吸光度, 减去零浓度空白管的吸光度后, 得到校正吸光度, 绘制以氨氮含量 (mg) 对校正吸光度的标准曲线。

4.3 水样的测定

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50m L比色管中, 稀释至标线, 加0.1m L酒石酸钾钠溶液;

2) 分取适量经蒸馏预处理后的馏出液, 加入50m L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1.5m L纳氏试剂, 混匀。放置10min后, 同标准曲线步骤测量吸光度。

4.4 空白试验

以无氨水代替水样, 作全程序空白测定。

5 实际操作中的影响因素总结

5.1 实验室工作环境

实验室要求干净、整洁, 在分析氨氮的实验室里, 还必须创造一个无氨的环境。

5.2 实验用水对氨氮的影响

氨氮测定过程对实验水的要求比较苛刻, 需要进行二次加工得到无氨水。一般采用蒸馏法制备无氨水。

5.3 影响显色的主要因素

影响显色的主要因素是温度、反应时间、p H值等。反应温度对化学反应的影响是很大的, 实践证明, 在进行纳氏法测定氨氮时应将反应体系的温度控制在20~25℃, 同时应注意室温的情况, 这样才能得到可靠测定结果。反应时间对氨氮测定的影响是在10~30min间段, 纳氏反应体系的颜色较稳定, 通过分析测定得到的结果也能达到要求的精度。反应体系中的p H值对氨氮测定的影响在11.8~12.4, 可以保证测定工作的正常进行。

6 注意事项

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除去;

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沾污;

3) 水样中含有悬浮物、余氯、钙镁等金属离子、硫化物和有机物时会产生干扰, 含有此类物质时要作适当处理, 以消除对测定的影响;

4) 若样品中存在余氯, 可加入适量的硫代硫酸钠溶液去除, 用淀粉-碘化钾试纸检验余氯是否除尽。在显色时加入适量的酒石酸钾钠溶液, 可消除钙镁等金属离子的干扰。若水样浑浊或有颜色时可用预蒸馏法或絮凝沉淀法处理。

参考文献

[1]HJ 535-2009, 水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法[G].中华人民共和国国家环境保护标准.

[2]张倩, 马传杰.氨氮测定中常见影响因素分析及调控[J].安徽农学通报, 2012, 18 (8) :55-56.

[3]林娜.纳氏试剂光度法测定氨氮存在问题探讨[J].青海环境, 2009, 18 (3) :151-152.

[4]王婷, 曹磊, 薛明霞.纳氏试剂分光光度法测定氨氮中常见问题与解决办法[J].分析试验室, 2008, 17 (12) :346-349.

[5]沈燕飞, 厉以强.氨氮测定过程中有关问题的探讨[J].环保科技, 2008, 15 (3) :17-18, 27.

[6]肖勇强.氨氮测定影响因素探讨[J].水资源保护, 2004, 11 (1) :13-14.

[7]纳氏试剂光度法测定水和废水中氨氮关键问题的研究[J].环境工程, 2009, 20 (1) :85-88, 114.

纳氏试剂光度法 篇6

1 实验材料及主要试剂

722E型可见分光光度计 (上海光谱仪器有限公司) 、比色管、氨氮标准溶液 (国家环保总局环境科研所) 、酒石酸钾钠 (上海艾锐化工有限公司) 、纳氏试剂、带色污水。

2 溶液配置[1]

(1) 纳氏试剂:称取16g氢氧化钠溶于50ml水中, 充分冷却室温。另称取7g碘化钾和10g碘化汞溶于水中, 然后将此溶液在搅拌下徐徐加入氢氧化钠溶液中, 用水稀释至100ml, 贮于聚乙烯瓶中, 待用。

(2) 酒石酸钾钠溶液:称取50g酒石酸钾钠溶于100ml水中, 加热煮沸除去氨, 放冷后定容至100ml。

(3) 铵标准使用液:移取5.0ml铵标准溶液 (500mg/L) 于250ml容量瓶中, 用无氨水定容, 此溶液浓度为10mg/L。

3 实验步骤

(1) 标准曲线绘制

移取0、0.5、1.0、3.0、5.0、7.0和10.0ml铵标准使用液于50ml比色管中, 加无氨水至标线, 加1.0ml酒石酸钾钠溶液, 混匀。再加1.5ml纳氏试剂, 混匀。放置10min后, 在波长420nm处, 以水为参比, 测定吸光度。

(2) 水样的测定及色度的消除实验

移取水样2.0, 5.0, 10.0, 12.0ml放入50ml比色管中, 再去同样的量放入另一比色管中。用无氨水定容。在其中一组中加入1.0ml酒石酸钾钠溶液, 混匀。再加1.5ml纳氏试剂, 混匀。放置10min后, 在波长420nm处, 以水为参比, 测定吸光度。对未加试剂的一组同样在波长420nm处, 以水为参比, 测定吸光度。

同时以无氨水代替水样做全程空白实验。

(3) 加标回收率实验

移取水样2.0, 5.0, 10.0ml放入50ml比色管中再分别加入铵标准使用液2.0, 2.0和4.0ml, 用无氨水定容, 加1.0ml酒石酸钾钠溶液, 混匀。再加1.5ml纳氏试剂, 混匀。放置10min后, 在波长420nm处, 以水为参比, 测定吸光度。

4 结果与讨论

4.1 标准曲线求回归方程

氨氮标准溶液系列取样量及吸光度见表1。

标准系列测得的吸光度减去空白溶液的吸光度得到的校准吸光度, 绘制以氨氮含量 (ug) 对应校准吸光度的标准曲线, 并求其线性回归方程, 同时计算相关系数R。结果为Y=0.00372χ-0.00107, R=0.9994。

4.2 水样浓度的计算及色度的影响

水样取不同测试量的吸光度及相同取样量未加试剂的吸光度见表2。

水样取不同测试量测得的吸光度减掉空白吸光度后, 带入回归方程求的的氨氮含量 (ug) , 再除以取样体积即得水样浓度, 即C=m/v。计算结果见表3。

从表3中可以看出, 同一水样取样量不同, 计算得的结果浓度不一样。最大取样量为12.0ml, 其测试结果浓度为6.99mg/L, 而最低取样量2.0ml, 测试结果浓度为5.79mg/L, 两者绝对误差高达1.20mg/L。

这表明了测试结果与取样量有直接关系。其原因应该是取样量越多水样定容后其自身的颜色也越深而带来的吸光度所造成的。因此把相同取样量未加试剂的溶液测得的吸光度从加试剂组中扣除后再减掉空白吸光度再计算, 结果见表4。

从表4可以看出, 水样经扣除未加试剂及空白的吸光度后, 计算结果浓度比较均匀, 且不同取样量之间差异不明显。取样量2.0ml时, 定容到50ml在不加任何试剂的情况下测试得的吸光度为0, 表明该溶液跟参比溶液 (无氨水) 是一样, 其溶液自身不会引起吸光度, 因而该数值是比较合理的。其他三个水样分别取样量为5.0、10.0和12.0ml经扣除空白和自身的颜色后计算的浓度值很接近取样量为2.0ml的溶液。

分析认为, 对有颜色的水样加试剂显色后测定的吸光度包含三个部分:一是水样氨氮的显色;二是实验用水加显色剂的显色 (空白值) ;三是水样稀释后自身带的颜色引起的吸光度值。

4.3 加标回收率实验结果

扣除水样自身颜色引起的吸光度之前计算的回收率见表5。

可以看出, 在水样取用量为5.0和10.0ml的溶液, 加标回收率大于100%, 这可以认为是因为标准溶液加入带有一定颜色的水样溶液后, 吸光度比正常值偏高。而在取样量为2.0mL的溶液中因不存在水样自身颜色引起的吸光度问题, 故而具有较好的回收率。

5 结语

(1) 对颜色较深的水样测定氨氮时取用少量溶液再用无氨水定容至50ml, 具有稀释颜色的作用, 可以消除水体自身颜色的影响。

(2) 对颜色较深的水样测试取用量较大时, 虽然经过稀释后, 仍然具有一定的颜色而引起一定值的吸光度。此时应当增加相同取样量相同定容体积, 而不加任何试剂, 在相同波长、相同参比液条件下测试吸光度。计算溶液的吸光度应为:加试剂溶液的吸光度-未加试剂的吸光度-空白吸光度。

总而言之, 用扣除相同取样量相同定容体积而未加试剂测试的吸光度的办法, 可以消除水体自身带颜色的影响, 而且操作简单易行, 具有较好的实用性。

参考文献

纳氏试剂光度法 篇7

制革各工序废水氨氮分布不均匀[8],脱灰废水氨氮浓度达到1 000 mg/L以上,浸水等工序废水的氨氮浓度又很低,因此要求测定方法的检出范围足够宽。制革废水颜色深,成分复杂[9],为避免干扰,在测定前需对水样进行预处理。通过初步试验筛选,本研究采用蒸馏作为水样预处理方法,用蒸馏-滴定法(以下简称滴定法)和纳氏试剂比色法(以下简称比色法)测定水样中的氨氮浓度,比较两者检测氨氮的效果。滴定法是美国环保局的标准方法之一[10],适用于高浓度氨氮废水的检测,该方法与国标GB7478-87[11]基本相同,但在缓冲试剂、指示剂和滴定试剂的选用上有所差别。比色法也是一种经典的国标方法(GB7479-87)[12],自创立至今已应用了一个多世纪之久,但配制纳氏试剂使用的汞离子毒性较大,使废液难以处理[10,13]。

1 试验部分

1.1 试剂

无氨水:由超纯水机制得,电阻率达到18.25MΩ·cm,现制现用。用于所有试剂配制和水样稀释。

脱氯剂:3.5g Na2S2O3·5H2O溶于水,定容至1 L。用于除去水样中的残余氯[10]。每周重新配制。

缓冲液:将8.8mL 1mol/L NaOH溶液加入500mL四硼酸钠溶液(9.5 g Na2B4O7·10H2O/L)中,定容至1L。

氢氧化钠溶液:6mol/L。

硼酸吸收液:20g H3BO3溶于水,定容至1L。

混合指示剂:0.2g甲基红和0.1 g亚甲基蓝分别溶于100mL和50mL 95%乙醇中,再将两者混合。每月重新配制。

硫酸标准滴定液:0.56mL浓硫酸(98%)定容至1L,用无水碳酸钠溶液标定其浓度[14]。

纳氏试剂:7g KI和10g HgI2溶于水,将此溶液在搅拌下缓缓加入50 mL NaOH溶液(0.32g/mL)中,定容至100mL。避光密封保存。

酒石酸钾钠溶液:50g KNaC4H4O6·4H2O溶于100mL水中,加热煮沸以去除氨,冷却后定容至100 mL。

铵标准贮备溶液:3.819g在100 ℃干燥2h的NH4Cl溶于水,定容至1 L,CN = 1 000 mg/L。

铵标准使用溶液:移取10mL铵标准贮备溶液,定容至1L,CN=10 mg/L。

除NH4Cl为优级纯外,其余试剂均为分析纯。

1.2 仪器

玻璃蒸馏装置;UPH-I-10T型超纯水机,成都超纯科技有限公司;PHS-3C型精密酸度计,上海大普仪器有限公司;Lambda 25紫外可见分光光度计,美国Perkin Elmer公司。

1.3 氨氮测定方法

1.3.1 蒸馏预处理

制革废水混浊或带色,并含有油脂、悬浮物、金属离子等杂质,不利于氨氮测定,因此水样须进行蒸馏预处理,得到澄清馏出液,再进行测定。蒸馏装置由500 mL蒸馏烧瓶、定氮球和直形冷凝管组成,冷凝管末端导管出口浸入吸收液液面下(见图1)。

先将250mL无氨水、10mL缓冲液和少量碎瓷片(防止暴沸)加入蒸馏烧瓶中,加热蒸馏以清洗蒸馏装置,直至馏出液不含氨氮。然后将250mL水样或定量稀释至250mL的水样、25mL缓冲液和少量碎瓷片加入蒸馏烧瓶中(必要时加入少许石蜡防止泡沫产生),用6mol/L氢氧化钠溶液将pH值调至9.5,迅速连接整套蒸馏装置。用装有50mL硼酸吸收液的500mL锥形瓶收集馏出液。加热蒸馏,收集至少200mL馏出液,定容至250mL。

1.3.2 蒸馏-滴定法

取50mL馏出液,加入2滴混合指示剂,用硫酸标准液滴定,至馏出液变为淡紫色,记录硫酸用量。测定2份平行样。

用250mL无氨水代替水样,按上述步骤进行空白试验。然后用下式计算水样氨氮浓度:

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式中:CN为水样氨氮浓度(mg/L);A为滴定馏出液消耗的硫酸体积(mL);B为滴定空白样馏出液消耗的硫酸体积(mL);C为硫酸标准液中H+的浓度(mol/L);M为氮的摩尔质量(g/mol);V为所取原始水样的体积(mL)。

注:“—”表示未检测出氨氮。

1.3.3 纳氏试剂比色法

依据国家标准方法(GB7479-87)测定氨氮浓度[12]。

1.4 准确度及精密度测定

移取25mL铵标准贮备溶液(CN =1 000 mg/L),稀释至250 mL,按1.3的步骤用2种方法分别测定氨氮浓度,平行测定5次,计算平均值、相对误差和相对标准偏差。

1.5 干扰物质对2种方法的影响

选用尿素、正丙胺、乙醇胺、甘氨酸和明胶,分别配成1g/L的溶液,按1.3的步骤先蒸馏预处理,再用2种方法分别测定氨氮浓度。

另用尿素、正丙胺和乙醇胺,分别配制氮的质量浓度为0.1mg/mL的溶液,各取0.2、1和5mL作为待测液,用1.3.3的方法进行比色法测定。

1.6 制革废水中氨氮浓度的测定

1.6.1 制革生产工艺流程

黄牛盐湿皮5张,去肉称重,按本实验室此前研究所用的常规工艺[15]进行各工序操作,并采集水洗、预浸水、主浸水、脱毛浸灰、预脱灰、主脱灰、软化、浸酸和铬鞣等9个工序的废水,分别编号为1#~9#。

1.6.2 水样处理与保存

采集的废水样品,经40目筛网过滤,注入事先添加了1mL脱氯剂的500mL聚乙烯瓶中,装满不留顶空,并将瓶口密封。水样立即进行测定,否则应在4℃冷藏保存,于24h内完成测定。

1.6.3 氨氮浓度的测定

选取水洗到铬鞣等9个工序的水样,按1.3的步骤用2种方法分别检测馏出液中的氨氮。

1.7 硫离子对比色法测定的影响

选用不同浓度(1mg/L、10mg/L、100mg/L和1g/L)的Na2S溶液,取2~5mL与2mL铵标准使用溶液(CN = 10mg/L)混合作为待测液,用1.3.3的方法测定氨氮含量。

2 结果与讨论

2.1 2种方法准确度及精密度的比较

滴定法与比色法的准确度和精密度如表1所示。2种方法的准确度都较高,相对误差分别为6.02%和7.43%。误差的来源有测量时的系统误差,还有蒸馏时可能有小部分氨氮逸出而未被硼酸完全吸收,或存在于蒸馏废液中未被蒸出。由此可见蒸馏过程中氨氮的损失量很小,采用蒸馏的方法对水样进行预处理是可行的。滴定法的相对标准偏差(0.90%)小于比色法(2.98%),说明前者精密度更高,重复性更好。总体来看,滴定法较比色法更为稳定可靠,其原因可能是比色法的检出上限仅为2mg/L,远小于滴定法[11,12],对于氨氮含量较高的水样来说,进行比色测定前必须经过多倍稀释,因此误差会被放大,影响准确度和精密度。

2.2 干扰物质对2种方法的影响

用2种方法测得的各物质馏出液的氨氮含量,如表2所示。尿素对滴定法和比色法测定都有影响,若存在于待测废水中会使测定结果偏高。其原因是在pH值9.5的蒸馏条件下,一部分尿素会缓慢水解生成氨气[10]:

NH2CONH2 + H2O → 2NH3 + CO2

经计算,水解的尿素占全部尿素的6%左右。正丙胺具有强挥发性,在蒸馏过程中会被蒸出并被硼酸吸收,在滴定时与硫酸反应。由表2可知,正丙胺溶液的氮含量为239.4 mg/L,用滴定法测得的氨氮含量为234.6 mg/L,即几乎所有正丙胺都被滴定法检测了出来;比色法对正丙胺没有响应,表明纳氏试剂不会与正丙胺发生络合反应而显色。因此正丙胺对滴定法测量干扰很大,而对比色法没有影响。乙醇胺馏出液测得的氨氮含量很低,其原因是乙醇胺在蒸馏过程中挥发量很小,约占总量的0.8%,所以对2种方法的测定结果干扰都不大。选择甘氨酸和明胶,用来模拟制革废水中的蛋白质分解产物,经蒸馏预处理二者均未检测出氨氮,表明蛋白质水解产物在本试验的蒸馏条件下不会产生氨氮。

2.3 2种方法测定制革废水氨氮的比较和分析

按1.6工艺流程进行制革操作,用滴定法与比色法分别测得的各工序废水氨氮浓度如图2所示。通过对比可知,2种方法测量值的分布规律相同,都是先升后降,其中以脱灰和软化工序废水的氨氮浓度为最高。除浸灰和预脱灰废水(4#和5#)外,其余工序废水用2种方法测得的氨氮浓度都相差不大。试验中发现,由于脱毛浸灰工序中加入了硫化碱[15],浸灰废水中硫离子含量较大,浸灰后的水洗操作未能将硫离子清除干净,使预脱灰废水中硫离子浓度也较高。浸灰和预脱灰废水经蒸馏预处理后,硫离子仍无法完全被消除,馏出液有硫化氢气味。由检测原理可知,滴定法不受硫离子的干扰,因此只考察了硫离子对比色法的影响,结果(见图3)表明硫离子的存在干扰了比色法测定,而且随着硫离子加入量的增大,测量误差也逐渐变大,其原因是硫离子会与纳氏试剂络合生成浊胶体而显色[16],导致浸灰和预脱灰废水测得的氨氮浓度偏高,与滴定法测量值相差较大。

3 结 论

(1)对于氨氮含量较高的制革废水来说,蒸馏-滴定法检测的准确度和精密度比纳氏试剂比色法更好。蒸馏适合作为制革废水的预处理方法。

(2)蒸馏过程中易水解生成氨的有机物(如尿素)以及可能挥发的有机胺类物质,会干扰蒸馏-滴定法和纳氏试剂比色法的测定结果,因此测定制革废水氨氮浓度时,应注意皮革化工材料中是否含有上述干扰物质。

(3)传统硫化碱脱毛工序废水中含有的硫离子,会导致纳氏试剂比色法的测定结果偏高;而蒸馏-滴定法不受其影响,适用于测定高浓度硫离子制革废水中的氨氮。

综上所述,蒸馏-滴定法更适合作为制革废水中氨氮浓度的测定方法。

摘要：比较了蒸馏-滴定法和纳氏试剂比色法测定制革废水中氨氮浓度的准确度和精密度,研究了可能存在的干扰物质对检测的影响。结果表明:滴定法的准确度和精密度均高于比色法。蛋白质的水解产物(如甘氨酸和明胶)可能不会干扰2种方法的检测结果。水样中含有在蒸馏过程中易水解生成氨的有机物时,2种方法的检测值都会增加;水样中含有易挥发的有机胺时,滴定法检测值会显著提高。废水中硫离子含量较高时,会导致比色法的测量值偏大。因此蒸馏-滴定法更适合测定制革废水中的氨氮。