摘要：氨氮的測(cè)定方法，通常有納氏試劑比色法、苯酚-次氯酸鹽（或水楊酸-次氯酸鹽）比色法和電極法等。納氏試劑比色法具有操作簡(jiǎn)便、靈敏等特點(diǎn)，但鈣、鎂、鐵等金屬離子、硫化物、醛、酮類，以及水中色度和混濁等干擾測(cè)定，需要相應(yīng)的預(yù)處理。苯酚-次氯酸鹽比色法具靈敏、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，干擾情況和消除方法同納氏試劑比色法。電極法通常不需要對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理和具測(cè)量范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。氨氮含量較高時(shí)，可采用蒸餾-酸滴定法

關(guān)鍵字：氨氮 測(cè)定 滴定 電極

 

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?/span>

1、掌握氨氮測(cè)定最常用的三種方法－納氏試劑比色法；電極法和滴定法。了解氨氣敏電極使用。

2、氮化合物測(cè)定的有關(guān)內(nèi)容。

二、納氏試劑比色法

（一）、原理

碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應(yīng)生成淡紅棕色膠態(tài)化合物，其色度與氨氮含量成正比，通?？稍诓ㄩL(zhǎng)410—425nm范圍內(nèi)測(cè)其吸光度，計(jì)算其含量。

本法最低檢出濃度為0.025mg/L（光度法），測(cè)定上限為2mg/L。采用目視比色法，最低檢出濃度為0.02mg/L。水樣作適當(dāng)?shù)念A(yù)處理后，本法可適用于地面水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水。

（二）、儀器

1、帶氮球的定氮蒸餾裝置：500mL凱氏燒瓶、氮球、直形冷凝管。

2、分光光度計(jì)。

3、pH計(jì)。

（三）、試劑

配制試劑用水均應(yīng)為無(wú)氨水。

1、無(wú)氨水?？蛇x用下列方法之一進(jìn)行制備：

（1）蒸餾法：每升蒸餾水中加0.1mL硫酸，在全玻璃蒸餾器中重蒸餾，棄去50mL初餾液，接取其余餾出液于具塞磨口的玻璃瓶中，密塞保存。

（2）離子交換法：使蒸餾水通過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂柱。

2、1mol/L鹽酸溶液。

3、1mol/L氫氧化納溶液。

4、輕質(zhì)氧化鎂（MgD）：將氧化鎂在500℃下加熱，以除去碳酸鹽。

5、0.05％溴百里酚藍(lán)指示液（pH6.0—7.6）。

6、防沫劑：如石蠟碎片。

7、吸收液：①硼酸溶液：稱取20g硼酸溶于水，稀釋至1L。②0.01mol/L硫酸溶液。

8、納氏試劑?？蛇x擇下列方法之一制備：

（1）稱取20g碘化鉀溶于約25mL水中，邊攪拌邊分次少量加入二氧化汞（HgCl2）結(jié)晶粉末（約10g），至出現(xiàn)朱紅色沉淀不易溶解時(shí)，改為滴加飽和二氯化汞溶液，并充分?jǐn)嚢?，?dāng)出現(xiàn)微量朱紅色沉淀不再溶解時(shí)，停止滴加氯化汞溶液。

另稱取60g氫氧化鉀溶于水，并稀釋至250mL，冷卻至室溫后，將上述溶液徐徐注入氫氧化鉀溶液中，用水稀釋至400mL，混勻。靜置過(guò)夜，將上清液移入聚乙烯瓶中，密塞保存。

（2）稱取16g氫氧化鈉，溶于50mL水中，充分冷卻至室溫。

另稱取7g碘化鉀和碘化汞（HgI2）溶于水，然后將此溶液在攪拌下徐徐注入氫氧化鈉溶液中。用水稀釋至100mL，貯于聚乙烯瓶中，密塞保存。

9、酒石酸鉀鈉溶液：稱取50g酒石酸鉀鈉（KNaC4H4O6?4H2O）溶于100mL水中，加熱煮沸以除去氨，放冷，定容至100mL。

10、銨標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：稱取3.819g經(jīng)100℃干燥過(guò)的氯化銨（NH4Cl）溶于水中，移入1000mL容量瓶中，稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。

11、銨標(biāo)準(zhǔn)使用溶液：移取5.00mL銨標(biāo)準(zhǔn)貯備液于500mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。

（四）、測(cè)定步驟

1、水樣預(yù)處理：取250mL水樣（如氨氮含量較高，可取適量并加水至250mL，使氨氮含量不超過(guò)2.5mg），移入凱氏燒瓶中，加數(shù)滴溴百里酚藍(lán)指示液，用氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液調(diào)節(jié)至pH7左右。加入0.25g輕質(zhì)氧化鎂和數(shù)粒玻璃珠，立即連接氮球和冷凝管，導(dǎo)管下端插入吸收液液面下。加熱蒸餾，至餾出液達(dá)200mL時(shí)，停止蒸餾。定容至250mL。

采用酸滴定法或納氏比色法時(shí)，以50mL硼酸溶液為吸收液；采用水揚(yáng)酸-次氯酸鹽比色法時(shí)，改用50mL0.01mol/L硫酸溶液為吸收液。

2、標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.0mL銨標(biāo)準(zhǔn)使用液于50mL比色管中，加水至標(biāo)線，加1.0mL酒石酸鉀鈉溶液，混勻。加1.5mL納氏試劑，混勻。放置10min后，在波長(zhǎng)420nm處，用光程20mm比色皿，以水為參比，測(cè)定吸光度。

由測(cè)得的吸光度，減去零濃度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，繪制以氨氮含量（mg）對(duì)校正吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

3、水樣的測(cè)定

（1）分取適量經(jīng)絮凝沉淀預(yù)處理后的水樣（使氨氮含量不超過(guò)0.1mg），加入50mL比色管中，稀釋至標(biāo)線，加0.1mL酒石酸鉀鈉溶液。

（2）分取適量經(jīng)蒸餾預(yù)處理后的餾出液，加入50mL比色管中，加一定量1mol/L氫氧化鈉溶液以中和硼酸，稀釋至標(biāo)線。加1.5mL納氏試劑，混勻。放置10min后，同標(biāo)準(zhǔn)曲線步驟測(cè)量吸光度。

4、空白試驗(yàn)：以無(wú)氨水代替水樣，作全程序空白測(cè)定。

（五）、計(jì)算

由水樣測(cè)得的吸光度減去空白試驗(yàn)的吸光度后，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得氨氮含量（mg）。

 

式中：m——由校準(zhǔn)曲線查得的氨氮量（mg）；

V——水樣體積（mL）。

（六）、注意事項(xiàng)

1、納氏試劑中碘化汞與碘化鉀的比例，對(duì)顯色反應(yīng)的靈敏度有較大影響。靜置后生成的沉淀應(yīng)除去。

2、濾紙中常含痕量銨鹽，使用時(shí)注意用無(wú)氨水洗滌。所用玻璃器皿應(yīng)避免實(shí)驗(yàn)室空氣中氨的沾污。

三、滴定法

（一）、原理

滴定法僅適用于已進(jìn)行蒸餾預(yù)處理的水樣。調(diào)節(jié)水樣至pH在6.0—7.4范圍，加入氧化鎂使呈微堿性。加熱蒸餾，釋出的氨被吸收入硼酸溶液中，以甲基紅-亞甲藍(lán)為指示劑，用酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定餾出液中的銨。

當(dāng)水樣中含有在此條件下，可被蒸餾出并在滴定時(shí)能與酸反應(yīng)的物質(zhì)，如揮發(fā)性胺類等，則將使測(cè)定結(jié)果偏高。

（二）、試劑

1、混合指示液：稱取200mg甲基紅溶于100mL95％乙醇，另稱取100mg亞甲藍(lán)溶于50mL95％乙醇，以兩份甲基紅溶液與一份亞甲藍(lán)溶液混合后備用。混合液一個(gè)月配制一次。

2、硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液（C1/2H2SO4=0.02mol/L）：分取5.6ml（1＋9）硫酸溶液于1000mL容量瓶中，稀釋至標(biāo)線，混勻。按下列操作進(jìn)行標(biāo)定。

稱取180℃干燥2h的基準(zhǔn)試劑級(jí)無(wú)水碳酸鈉（Na2CO3）約0.5g（稱準(zhǔn)至.0001g），溶于新煮沸放冷的水中，移入500mL容量瓶中，加25mL水，加1滴0.05％甲基橙指示液，用硫酸溶液滴定至淡橙紅色止。記錄用量，用下式計(jì)算硫酸溶液的濃度。

 

式中：W——碳酸鈉的重量（g）；

V——消耗硫酸溶液的體積（mL）。

3、0.05％甲基橙指示液。

（三）、測(cè)定步驟

1、水樣預(yù)處理：同納氏比色法。

2、水樣的測(cè)定：向硼酸溶液吸收的、經(jīng)預(yù)處理后的水樣中，加2滴混合指示液，用0.020mol/L硫酸溶液滴定至綠色轉(zhuǎn)變成淡紫色止，記錄硫酸溶液的用量。

3、空白試驗(yàn)：以無(wú)氨水代替水樣，同水樣全程序步驟進(jìn)行測(cè)定。

（四）、計(jì)算

 

式中：A——滴定水樣時(shí)消耗硫酸溶液體積（mL）；

B——空白試驗(yàn)消耗硫酸溶液體積（mL）；

M——硫酸溶液濃度（mol/L）；

V——水樣體積（mL）；

14——氨氮（N）摩爾質(zhì)量。

四、電極法

（一）、原理

氨氣敏電極為-復(fù)合電極，以pH玻璃電極為指示電極，銀-氯化銀電極為參比電極。此電極對(duì)置于盛有0.1mol/L氯化銨內(nèi)充液的塑料套管中，管端部緊貼指示電極敏感膜處裝有疏水半滲透薄膜，使內(nèi)電解液與外部試液隔開，半透膜與pH玻璃電極間有一層很薄的液膜。當(dāng)水樣中加入強(qiáng)堿溶液將pH提高到11以上，使銨鹽轉(zhuǎn)化為氨，生成的氨由于擴(kuò)散作用而通過(guò)半透膜（水和其他離子則不能通過(guò)），使氯化銨電解質(zhì)液膜層內(nèi)NH4+  NH3+H+的反應(yīng)向左移動(dòng)，引起氫離子濃度改變，由pH玻璃電極測(cè)得其變化。在恒定的離子強(qiáng)度下，測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)與水樣中氨氮濃度的對(duì)數(shù)呈一定的線性關(guān)系。由此，可從測(cè)得的電位值確定樣品中氨氮的含量。

揮發(fā)性胺產(chǎn)生正干擾；汞和銀因同氨絡(luò)合力強(qiáng)而有干擾；高濃度溶解離子影響測(cè)定。

該方法可用于測(cè)定飲用水、地面水、生活污水及工業(yè)廢水中氨氮的含量。色度和濁度對(duì)測(cè)定沒有影響，水樣不必進(jìn)行預(yù)蒸餾。標(biāo)準(zhǔn)溶液和水樣的溫度應(yīng)相同，含有溶解物質(zhì)的總濃度也要大致相同。

該方法的最低檢出濃度為0.03mg/L氨氮；測(cè)定上限為1400mg/L氨氮。

（二）、儀器

1、離子活度計(jì)或帶擴(kuò)展毫伏的pH計(jì)。

2、氨氣敏電極。

3、電磁攪拌器。

(三)、試劑

所有試劑均用無(wú)氨水配制。

1、銨標(biāo)準(zhǔn)貯備液：同納氏試劑比色法試劑10。

2、100、10、1.0、0.1mg/L的銨標(biāo)準(zhǔn)使用液：用銨標(biāo)準(zhǔn)貯備液稀釋配制。

3、電極內(nèi)充液：0.1mol氯化銨溶液。

4、5mol/L氫氧化鈉（內(nèi)含EDTA二鈉鹽0.5mol/L）混合溶液。

（四）、測(cè)定步驟

1、儀器和電極的準(zhǔn)備：按使用說(shuō)明書進(jìn)行，調(diào)試儀器。

2、標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：吸取10.00mL濃度為0.1、1.0、10、100、1000mg/L的銨標(biāo)準(zhǔn)溶液于25mL小燒杯中，浸入電極后加入1.0mL氫氧化鈉溶液，在攪拌下，讀取穩(wěn)定的電位值（1min內(nèi)變化不超過(guò)1mV時(shí)，即可讀數(shù)）。在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)線上繪制E-lgc的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

3、水樣的測(cè)定：取10.00mL水樣，以下步驟與標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制相同。由測(cè)得的電位值，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上直接查得水樣中的氨氮含量（mg/L）。

（五）注意事項(xiàng)

1、繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)，可以根據(jù)水樣中氨氮含量，自行取舍三或四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)。

2、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)避免由于攪拌器發(fā)熱而引起被測(cè)溶液溫度上升，影響電位值的測(cè)定。

3、當(dāng)水樣酸性較大時(shí)，應(yīng)先用堿液調(diào)至中性后，再加離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)液進(jìn)行測(cè)定。

4、水樣不要加氯化汞保存。

5、攪拌速度應(yīng)適當(dāng)，不可使其形成渦流，避免在電極處產(chǎn)生氣泡。

6、水樣中鹽類含量過(guò)高時(shí)，將影響測(cè)定結(jié)果。必要時(shí)，應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入相同量的鹽類以消除誤差。