环境实验-氨氮的测定

1实验二氨氮的测定（一）纳氏试剂比色法（标准法）一．实验目的1．掌握絮凝沉淀法和蒸馏法进行水样预处理的操作技能。2．掌握用纳氏试剂比色法（标准法）测定氨氮的原理和技术。二．实验原理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，其颜色深浅与氨氮含量成正比，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，测定上限为2mg/L。水样作适当的预处理后，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。三．实验仪器、设备1．氨氮蒸馏装置。2．分光光度计。3．pH计。4．50mL比色管。5.1mL、5mL和10mL吸管。四．实验试剂1．无氨水：每升蒸馏水中加0.1mL硫酸，在全玻璃蒸馏器中重蒸馏，弃去50mL初馏液，接取其余馏出液于具塞磨口的玻璃瓶中，密塞保存。2．1mol/LHCl。3．1mol/LNaOH。4．轻质MgO：将MgO在500℃下加热，以除去碳酸盐。5．0.05%溴百里酚蓝指示剂。6．硼酸吸收液：称取20g硼酸溶于无氨水，稀释至1L。7．10%ZnSO4：称取10gZnSO4溶于无氨水，稀释至100mL。8．25%NaOH：称取25g氢氧化钠溶于无氨水，稀释至100mL，贮于聚乙烯瓶中。9．纳氏试剂：可选择下列方法之一制备：①称取碘化钾5g，溶于10mL无氨水中，边搅拌边分次少量加入二氯化汞（HgCl2）粉末2.5g，直至出现微量朱红色沉淀溶解缓慢时，充分搅拌混合，并改为滴加二氯化汞饱和溶液，当出现少量朱红色沉淀不再溶解时，停止滴加。将上述溶液徐徐注入氢氧化钾溶液中（15g氢氧化钾溶于50mL无氨水中，冷却至室温），以无氨水稀释至100mL，混匀。于暗处静置过夜，将上清液移入聚乙烯瓶中，密塞保存。此试剂至少可稳定一个月。②称取16g氢氧化钠，溶于50mL无氨水中，冷却至室温。另称取7g碘化钾和10g碘化汞（HgI2）分别用少量无氨水溶解，再混合，然后将此混合液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中，用无氨水稀释至100mL，贮于聚乙烯瓶中，密塞于暗处保存，有效期可达一年。10．酒石酸钾钠溶液：称取50g酒石酸钾钠（KNaC4H4O6˙4H2O）溶于无氨水中，定容至100mL。11．铵标准贮备液：称取3.8190g经100℃烘干过的优级纯氯化铵（NH4Cl）溶于无氨水中，定容至1000mL容量瓶中。此溶液NH3-N浓度为1.00mg/mL。12．铵标准使用液：移取5.00mL铵标准贮备液于500mL容量瓶中，用无氨水稀释至标线。此溶液NH3-N浓度为0.01mg/mL。五．实验步骤1．水样预处理：（对于清洁水样，可直接测定）2（1）絮凝沉淀法：取100mL混匀水样，加1.0mL的10%硫酸锌溶液和0.2～0.3mL的25%氢氧化钠溶液，调节pH值约10.5，混匀，放置20min使之沉淀。取上清液用经无氨水充分洗涤过的中速定量滤纸过滤，弃去25mL初滤液后，接取滤液供测定用。（2）蒸馏法：取250mL水样（如氨氮含量较高，可取适量并加水至250mL，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，用氢氧化钠溶液和盐酸溶液调节至pH=7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（50mL硼酸溶液）液面下。加热蒸馏，至馏出液达200mL时，停止蒸馏，定容至250mL。氨氮蒸馏装置1.凯氏烧瓶；2.定氮球；3.直形冷凝管；4.收集瓶；5.电炉2．标准曲线的绘制：吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.00mL铵标准使用液分别于50mL比色管中，加无氨水至标线，加1.0mL酒石酸钾钠溶液，混匀。加1.5mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，在波长420nm处，用光程20mm比色皿，以蒸馏水为参比，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m（mg）对校正吸光度的标准曲线。具体配制见下表。氨氮标准系列管号01234560.01mg/mL铵标准使用液（mL）00.501.003.005.007.0010.00酒石酸钾钠溶液(mL)1.01.01.01.01.01.01.0纳氏试剂(mL)1.51.51.51.51.51.51.5氨氮含量m(mg)00.0050.010.030.050.070.10原吸光度AnA0A1A2A3A4A5A6经试剂空白修正后吸光度A(An-A0)A0-A00A1-A0A2-A0A3-A0A4-A0A5-A0A6-A03．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。以下同标准曲线的绘制。（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，同标准曲线步骤测量吸光度。测出水样的吸光度AX=（测三次取平均值），扣除试剂空白吸光度A0后，即AX-A0=，从标准曲线上查出相应的氨氮含量mX（mg）。34．空白试验：以无氨水代替水样，作全程序空白测定。5．计算由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后，从标准曲线上查得氨氮含量（mg），按下式计算：氨氮（N，mg/L）=式中：mx——从标准曲线上查得氨氮含量，mg；V——水样体积，mL。六．实验报告要求1．写出实验名称、实验方法、采样时间和地点。2．写出实验目的、实验原理、实验仪器设备、实验试剂、实验步骤。3．认真做好课后思考题。七．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玷污。3．水样有颜色、浑浊和含钙、镁、铁等金属离子及硫化物、醛和酮类等均干扰测定，需作相应的预处理（絮凝沉淀或蒸馏），对金属离子的干扰，可加适量的掩蔽剂（酒石酸钾钠）加以消除。4（二）纳氏试剂比色法（仪器法）一．实验目的1．掌握絮凝沉淀法和蒸馏法进行水样预处理的操作技能。2．掌握用纳氏试剂比色法（仪器法）测定氨氮的原理和技术。3．掌握便携式氨氮测定仪的使用方法。二．实验原理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，其颜色深浅与氨氮含量成正比，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0.02mg/L，测定上限为10mg/L。水样作适当的预处理后，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。三．实验仪器、设备1．氨氮蒸馏装置（同标准法）。2．CM-03N型便携式氨氮测定仪。3．pH计。4．10mL专用比色管。5．1mL和5mL吸管。四．实验试剂1．无氨水：每升蒸馏水中加0.1mL硫酸，在全玻璃蒸馏器中重蒸馏，弃去50mL初馏液，接取其余馏出液于具塞磨口的玻璃瓶中，密塞保存。2．1mol/LHCl。3．1mol/LNaOH。4．轻质MgO：将MgO在500℃下加热，以除去碳酸盐。5．0.05%溴百里酚蓝指示剂。6．硼酸吸收液：称取20g硼酸溶于无氨水，稀释至1L。7．10%ZnSO4：称取10gZnSO4溶于无氨水，稀释至100mL。8．25%NaOH：称取25g氢氧化钠溶于无氨水，稀释至100mL，贮于聚乙烯瓶中。9．纳氏试剂：可选择下列方法之一制备：①称取碘化钾5g，溶于10mL无氨水中，边搅拌边分次少量加入二氯化汞（HgCl2）粉末2.5g，直至出现微量朱红色沉淀溶解缓慢时，充分搅拌混合，并改为滴加二氯化汞饱和溶液，当出现少量朱红色沉淀不再溶解时，停止滴加。将上述溶液徐徐注入氢氧化钾溶液中（15g氢氧化钾溶于50mL无氨水中，冷却至室温），以无氨水稀释至100mL，混匀。于暗处静置过夜，将上清液移入聚乙烯瓶中，密塞保存。此试剂至少可稳定一个月。②称取16g氢氧化钠，溶于50mL无氨水中，冷却至室温。另称取7g碘化钾和10g碘化汞（HgI2）分别用少量无氨水溶解，再混合，然后将此混合液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中，用无氨水稀释至100mL，贮于聚乙烯瓶中，密塞于暗处保存，有效期可达一年。10．酒石酸钾钠溶液：称取50g酒石酸钾钠（KNaC4H4O6˙4H2O）溶于无氨水中，定容至100mL。11．铵标准贮备液：称取3.8190g经100℃烘干过的优级纯氯化铵（NH4Cl）溶于无氨水中，定容至1000mL容量瓶中。此溶液NH3-N浓度为1.00mg/mL。12．铵标准使用液：移取5.00mL铵标准贮备液于500mL容量瓶中，用无氨水稀释至标线。此溶液NH3-N浓度为0.01mg/mL。五．实验步骤1．水样预处理：（对于清洁水样，可直接测定）5（1）絮凝沉淀法：取100mL混匀水样，加1.0mL的10%硫酸锌溶液和0.2～0.3mL的25%氢氧化钠溶液，调节pH值约10.5，混匀，放置20min使之沉淀。取上清液用经无氨水充分洗涤过的中速定量滤纸过滤，弃去25mL初滤液后，接取滤液供测定用。（2）蒸馏法：取250mL水样（如氨氮含量较高，可取适量并加水至250mL，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，用氢氧化钠溶液和盐酸溶液调节至pH=7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（50mL硼酸溶液）液面下。加热蒸馏，至馏出液达200mL时，停止蒸馏，定容至250mL。2．标准曲线的测定：取七支10mL专用比色管，按下表配制标准系列。吸取0、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00和5.00mL铵标准使用液于比色管中，用无氨水补足到5mL，相应的氨氮浓度值为：0、0.40、1.00、2.00、4.00、8.00和10.00mg/L，加0.1mL酒石酸钾钠溶液，混匀。加0.15mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，以蒸馏水为参比，测定标准曲线。先以0mL标准样作为空白，放入CM-03N型便携式氨氮测定仪中进行比色，其吸光度作为此时测定仪的零点，然后依次放入氨氮浓度值为0.40、1.00、2.00、4.00、8.00和10.00mg/L标准样的专用比色管。依次测得吸光度，并输入相应的已知氨氮浓度值，按“·”结束输入，测定仪会根据最小二乘法自动计算出0～10.00mg/L的标准曲线的b值、a值、r值。将测得的标准曲线保存，以备用于未知浓度的水样测定。氨氮标准系列管号01234560.01mg/mL铵标准使用液（mL）00.200.501.002.004.005.00无氨水（mL）5.004.804.504.003.001.000.00酒石酸钾钠溶液(mL)0.10.10.10.10.10.10.1纳氏试剂(mL)0.150.150.150.150.150.150.15氨氮浓度C(mg/L)00.401.002.004.008.0010.00吸光度AnA0A1A2A3A4A5A6得出b=（曲线的斜率），a=（曲线的截距），r=（相关系数），则标准曲线相应的回归方程为：C=bA+a（其中C为氨氮浓度，A为吸光度）。3．水样的测定：（1）取5mL经絮凝沉淀预处理后的水样（使氨氮浓度不超过10mg/L），加入10mL专用比色管中，加0.1mL酒石酸钾钠溶液，混匀。加0.15mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，用上述步骤测得的标准曲线，以0mL标准样作为空白，进行比色测定，测定仪自动显示出水样的吸光度及氨氮浓度值。水样AX=，氨氮浓度CX=mg/L。（2）取5mL经蒸馏预处理后的馏出液，加入10mL专用比色管中，加一定量1mol/L氢氧化钠溶液以中和硼酸。加0.15mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，以下操作与絮凝沉淀预处理后的水样测定相同。六．实验报告要求1．写出实验名称、实验方法、采样时间和地点。2．写出实验目的、实验原理、实验仪器设备、实验试剂、实验步骤。3．认真做好课后思考题。七．注意事项61．纳氏试剂中碘化汞与碘化