摘要：氨氮的測定方法，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便、靈敏等特點，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定，需要相應的預處理。苯酚-次氯酸鹽比色法具靈敏、穩(wěn)定等優(yōu)點，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水樣進行預處理和具測量范圍寬等優(yōu)點。氨氮含量較高時，可采用蒸餾-酸滴定法

關鍵字：氨氮 測定 滴定 電極

 

一、實驗目的和要求

1、掌握氨氮測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、氮化合物測定的有關內容。

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ㄩL410—425nm范圍內測其吸光度，計算其含量。

本法最低檢出濃度為0.025mg/L（光度法），測定上限為2mg/L。采用目視比色法，最低檢出濃度為0.02mg/L。水樣作適當的預處理后，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。

3、pH計。

（三）、試劑

配制試劑用水均應為無氨水。

1、無氨水?？蛇x用下列方法之一進行制備：

（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：使蒸餾水通過強酸性陽離子交換樹脂柱。

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）結晶粉末（約10g），至出現朱紅色沉淀不易溶解時，改為滴加飽和二氯化汞溶液，并充分攪拌，當出現微量朱紅色沉淀不再溶解時，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、銨標準貯備溶液：稱取3.819g經100℃干燥過的氯化銨（NH4Cl）溶于水中，移入1000mL容量瓶中，稀釋至標線。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。

11、銨標準使用溶液：移取5.00mL銨標準貯備液于500mL容量瓶中，用水稀釋至標線。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。

（四）、測定步驟

1、水樣預處理：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2.5mg），移入凱氏燒瓶中，加數滴溴百里酚藍指示液，用氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液調節(jié)至pH7左右。加入0.25g輕質氧化鎂和數粒玻璃珠，立即連接氮球和冷凝管，導管下端插入吸收液液面下。加熱蒸餾，至餾出液達200mL時，停止蒸餾。定容至250mL。

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

2、標準曲線的繪制：吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.0mL銨標準使用液于50mL比色管中，加水至標線，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420nm處，用光程20mm比色皿，以水為參比，測定吸光度。

由測得的吸光度，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）對校正吸光度的標準曲線。

3、水樣的測定

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

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

4、空白試驗：以無氨水代替水樣，作全程序空白測定。

（五）、計算

由水樣測得的吸光度減去空白試驗的吸光度后，從標準曲線上查得氨氮含量（mg）。

 

式中：m——由校準曲線查得的氨氮量（mg）；

V——水樣體積（mL）。

（六）、注意事項

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

2、濾紙中常含痕量銨鹽，使用時注意用無氨水洗滌。所用玻璃器皿應避免實驗室空氣中氨的沾污。

三、滴定法

（一）、原理

滴定法僅適用于已進行蒸餾預處理的水樣。調節(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-亞甲藍為指示劑，用酸標準溶液滴定餾出液中的銨。

當水樣中含有在此條件下，可被蒸餾出并在滴定時能與酸反應的物質，如揮發(fā)性胺類等，則將使測定結果偏高。

（二）、試劑

1、混合指示液：稱取200mg甲基紅溶于100mL95％乙醇，另稱取100mg亞甲藍溶于50mL95％乙醇，以兩份甲基紅溶液與一份亞甲藍溶液混合后備用?；旌弦阂粋€月配制一次。

2、硫酸標準溶液（C1/2H2SO4=0.02mol/L）：分取5.6ml（1＋9）硫酸溶液于1000mL容量瓶中，稀釋至標線，混勻。按下列操作進行標定。

稱取180℃干燥2h的基準試劑級無水碳酸鈉（Na2CO3）約0.5g（稱準至.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）、測定步驟

1、水樣預處理：同納氏比色法。

2、水樣的測定：向硼酸溶液吸收的、經預處理后的水樣中，加2滴混合指示液，用0.020mol/L硫酸溶液滴定至綠色轉變成淡紫色止，記錄硫酸溶液的用量。

3、空白試驗：以無氨水代替水樣，同水樣全程序步驟進行測定。

（四）、計算

 

式中：A——滴定水樣時消耗硫酸溶液體積（mL）；

B——空白試驗消耗硫酸溶液體積（mL）；

M——硫酸溶液濃度（mol/L）；

V——水樣體積（mL）；

14——氨氮（N）摩爾質量。

四、電極法

（一）、原理

氨氣敏電極為-復合電極，以pH玻璃電極為指示電極，銀-氯化銀電極為參比電極。此電極對置于盛有0.1mol/L氯化銨內充液的塑料套管中，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。當水樣中加入強堿溶液將pH提高到11以上，使銨鹽轉化為氨，生成的氨由于擴散作用而通過半透膜（水和其他離子則不能通過），使氯化銨電解質液膜層內NH4+  NH3+H+的反應向左移動，引起氫離子濃度改變，由pH玻璃電極測得其變化。在恒定的離子強度下，測得的電動勢與水樣中氨氮濃度的對數呈一定的線性關系。由此，可從測得的電位值確定樣品中氨氮的含量。

揮發(fā)性胺產生正干擾；汞和銀因同氨絡合力強而有干擾；高濃度溶解離子影響測定。

該方法可用于測定飲用水、地面水、生活污水及工業(yè)廢水中氨氮的含量。色度和濁度對測定沒有影響，水樣不必進行預蒸餾。標準溶液和水樣的溫度應相同，含有溶解物質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；測定上限為1400mg/L氨氮。

（二）、儀器

1、離子活度計或帶擴展毫伏的pH計。

2、氨氣敏電極。

3、電磁攪拌器。

(三)、試劑

所有試劑均用無氨水配制。

1、銨標準貯備液：同納氏試劑比色法試劑10。

2、100、10、1.0、0.1mg/L的銨標準使用液：用銨標準貯備液稀釋配制。

3、電極內充液：0.1mol氯化銨溶液。

4、5mol/L氫氧化鈉（內含EDTA二鈉鹽0.5mol/L）混合溶液。

（四）、測定步驟

1、儀器和電極的準備：按使用說明書進行，調試儀器。

2、標準曲線的繪制：吸取10.00mL濃度為0.1、1.0、10、100、1000mg/L的銨標準溶液于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內變化不超過1mV時，即可讀數）。在半對數坐標線上繪制E-lgc的標準曲線。

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

（五）注意事項

1、繪制標準曲線時，可以根據水樣中氨氮含量，自行取舍三或四個標準點。

2、實驗過程中，應避免由于攪拌器發(fā)熱而引起被測溶液溫度上升，影響電位值的測定。

3、當水樣酸性較大時，應先用堿液調至中性后，再加離子強度調節(jié)液進行測定。

4、水樣不要加氯化汞保存。

5、攪拌速度應適當，不可使其形成渦流，避免在電極處產生氣泡。

6、水樣中鹽類含量過高時，將影響測定結果。必要時，應在標準溶液中加入相同量的鹽類以消除誤差。