大气中二氧化氮的测定-实验报告

1实验报告实验名称：大气中二氧化氮的测定实验类型：定量实验一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、实验材料与仪器（必填）四、操作方法和实验步骤（必填）五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1、掌握盐酸萘乙二胺光度法测定大气中二氧化氮的含量；2、对大气中二氧化氮的含量进行评价。二、实验内容和原理1、大气中的氮氧化物空气中的氮氧化物以一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮等多种形态存在，其中一氧化氮和二氧化氮是主要存在形态，为通常所指的氮氧化物（NOx）。氮氧化物主要来源于化石燃料高温燃烧和硝酸、化肥等生产工业排放的废气，以及汽车尾气。NO2为棕红色具有强烈刺激性气味的气体，毒性比NO高4倍，是引起支气管炎、肺损伤等疾病的有害物质。空气中NO2常用的测定方法有盐酸萘乙二胺分光光度法、化学发光分析法及原电池库仑滴定法。2、盐酸萘乙二胺分光光度法测定大气中的二氧化氮该方法采样与显色同时进行，操作简便，灵敏度高，是国内外普遍采用的方法。因为测定NOx或单独测定NO时，需要将NO氧化成NO2，主要采用酸性高锰酸钾溶液氧化法。当吸收液体积为10mL，采样4~24L时，NOx（以NO2计）的最低检出质量浓度为0.005mg/m3。用无水乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成吸收液采样，空气中的NO2被吸收转变成亚硝酸和硝酸。在无水乙酸存在的条件下，亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，然后再与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料，其颜色深浅与气样中NO2浓度成正比，因此，可用分光光度法测定。刺吸收及显色反应如下：装订线2因为吸收液吸收空气中的NO2后，并不是全部生成亚硝酸，还部分生产硝酸，所以计算结果时需要用Saltzman实验系数f进行换算。该系数是用NO2标准混合气进行多次吸收实验测定的平均值，表征在采样过程中被吸收液吸收生成偶氮染料的亚硝酸量与通过采样系统的NO2总量的比值。F值受空气中NO2的浓度、采样流量、吸收瓶类型、采样效率等因素影响，故测定条件应与实际样品保持一致。三、实验材料与仪器材料：大气样本。仪器：分光光度计，多孔玻璃吸收管，采样器，比色皿，洗耳球等。试剂：吸收原液，NO2-标准溶液，水。四、操作方法和实验步骤1、标准曲线的绘制（1）按下表配制NO2-标准溶液系列，摇匀，避光放置15min；（2）在540nm下以水为参比测量吸光度；（3）绘制以NO2-含量对吸光度的工作曲线。编号5μg/mLNO2-标准溶液/mL吸收原液/mL水/mLNO2-含量/μgNO2-浓度/μg·mL-100410010.140.90.50.120.240.810.230.340.71.50.340.440.620.450.540.52.50.560.640.430.62、大气中二氧化氮的测定（1）采样将一个内装5mL采样用吸收液的多孔玻璃吸收管的出气口连接在便携式采样器上，以0.3L/min的流量采气至吸收液呈微红色为止。记录采样时间，算出采样体积，并记录采样时的气温和气压；（2）测定采样后，将吸收液移入比色皿中，用校准曲线的绘制方法测定吸光度；（3）计算3根据准曲线计算出大气中二氧化氮的浓度。五、实验数据记录和结果1、标准曲线的绘制NO2-含量/μg00.511.522.53吸光度00.0830.150.2430.3490.4020.51标准方程：y=0.1665x2、气态污染物现场采样记录采样地点：农生环组团B座255室采样方法：盐酸萘乙二胺分光光度法采样日期：2015年12月23日天气状况：阴气温：9℃气压：101.5KPa样品编号采样时间（min）流量（L/min）采样体积L吸光度1670.320.10.2763、数据分析ρNO2=1000（转化系数）88.01.201665.0276.0=93.72)/(3mg本次实验测定大气中二氧化氮的含量为107.10μg/m3。根据国家标准（见下表），本采样点所测大气中1小时二氧化氮的平均含量超过一级及二级标准。浓度限值（《环境空气质量标准》GB3095-2012）项目平均时间浓度限值μg/m3一级（一类区适用）二级（二类区适用）二氧化氮年平均404024小时平均80801小时平均200200而本组与邻组均在同一台仪器上操作，结果却极为不同，在经过67min后本组试液显色，而邻4组的试液却完全没有颜色的变化。产生该情况的原因可能有：1)吸收液的加入量有所偏差，加入量多则空气中的二氧化氮与吸收液的接触面积更大，吸收量更大；2)吸收管没有清洁干净，可能本组吸收管中有残余的反应液，实验更快到达终点；3)吸收过程中两管位置等不完全一致，导致吸收结果不同。六、讨论、心得1、注意事项1)采样时应尽快测定样品的吸光度，若不能及时分析应将样品于低温暗处存放2)空白试验与采样使用的吸收液应为同一批配制的吸收液3)空气中臭氧浓度超过0.25时，吸收液略显红色，对NO2的测定产生干扰，采样时应在吸收管入口端串接一段15~20cm长的硅胶管，即可将臭氧浓度降低到不干扰NO2测定的水平4)吸收液必须无色，如呈微红色可能有亚硝酸根的污染。日光照射也能引起吸收液显色，所以吸收管在采样、运送和存放过程中都应采取避光措施。5)在采样过程中，如吸收液体积缩小较显著，应用水补充至原来体积（事先做好标线）。6)氧化管适于在相对湿度30%-70%时使用，当大于70%时，应勤换氧化管，小于30%时，则使用前用经过水潮湿空气通过氧化管，平衡1h。7)在交通要道采样时，在将采样点设在十字路口汽车停车线旁人行道上，距离马路边1.5m处，高度1.5-3.5m。2、测定过程中的干扰因素1)臭氧。臭氧会对二氧化氮的测定产生负干扰，采样时应在吸收管入口端串接一段15~20cm长的硅胶管，即可将臭氧浓度降低到不干扰NO2测定的水平。2)标准曲线的误差。在制备标准曲线时，需要在避光条件下放置15min，时间和光度的误差都会引起标准曲线的误差。3)重复误差。本实验根据取样地点、前期准备等的不同有较大的差距，因为设备和时间的关系没有进行重复试验，这将产生一定的误差。4)观测误差。在进行取样时间的测定时，需要试液颜色呈浅红色，临界点的取舍会产生较大的主观误差。5)仪器误差。本实验采用紫外分光光度计对反应后的试液进行吸光值的测定，光强的设置和比色皿的清洁都将影响实验结果，且仪器本身也会产生误差。