水中氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的測(cè)定

1、 水中氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的測(cè)定 一、目的和要求一、目的和要求n了解水中3種形態(tài)氮測(cè)定的意義。n掌握水中3種形態(tài)氮的測(cè)定方法與原理。水體中3種形態(tài)氮檢出的環(huán)境化學(xué)意義 NH3N NO2-N NO3-N 三氮檢出的環(huán)境化學(xué)意義 -清潔水 +-水體受到新近污染 +-水體受到污染不久，且正在分解中 -+-污染物已正在分解，但未完全自凈 -+污染物已基本分解完全，但未自凈 -+污染物已無機(jī)化，水體已基本自凈 +-+有新的污染，在此前的污染已基本自凈 +以前受到污染，正在自凈過程，且又有新污染二、儀器二、儀器1紫外可見分光光度計(jì)。25001000mL全玻璃磨口蒸餾裝置。3pH計(jì)。4恒溫水浴槽。5電

2、爐：220V/1kW。6比色管：50mL。7陶瓷蒸發(fā)皿：100mL或200mL。8移液管：1mL、2mL、5mL。9容量瓶：250mL。三、氨氮的測(cè)定三、氨氮的測(cè)定納氏試劑比色法納氏試劑比色法1、原理n氨氮與納氏試劑反應(yīng)生成黃棕色的絡(luò)合物，其色度與氨氮的含量成正比，可在420nm波長(zhǎng)下使用光程長(zhǎng)為10mm的比色皿比色測(cè)定，最低檢出濃度為0.05mg/L。 2K2HgI4+3KOH+NH3 Hg2ONH2I+2H2O+7KI2、試劑n無氨水：水樣稀釋及試劑配制均需用無氨水。配制方法包括蒸餾法（每升蒸餾水中加入0.1mL濃硫酸進(jìn)行重蒸餾，餾出水接收于玻璃容器中）和離子交換法（讓蒸餾水通過強(qiáng)酸型陽離

3、子交換樹脂柱來制備）。n磷酸鹽緩沖液（pH為7.4）：稱取14.3g磷酸二氫鉀和68.8g磷酸氫二鉀，溶于水中并稀釋至1000mL，配制后用pH計(jì)測(cè)定其pH值，并用磷酸二氫鉀或磷酸氫二鉀調(diào)節(jié)pH為7.4。n吸收液：2硼酸或0.01mol/L硫酸。n納氏試劑：碘化汞碘化鉀氫氧化鈉。稱取16g氫氧化鈉溶于50mL水中，冷卻至室溫。稱取7g碘化鉀和10g碘化汞，溶于水中，然后將此溶液在攪拌下，緩慢加入到氫氧化鈉溶液中，并稀釋至100mL。貯存于棕色瓶?jī)?nèi)，用橡皮塞塞緊，于暗處存放，有效期可達(dá)一年。n50%酒石酸鉀鈉溶液：稱取50g酒石酸鉀鈉溶于100mL水中，加熱煮沸，以驅(qū)除氨，充分冷卻后稀釋至100

4、mL。n氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液：CN1mg/mL。稱取3.819g無水氯化銨（于100105下干燥2h）溶于無氨水中，轉(zhuǎn)入1000mL容量瓶?jī)?nèi)，用無氨水稀釋至刻度，搖勻，準(zhǔn)確吸取該溶液10.00mL于1000mL容量瓶?jī)?nèi)，用無氨水稀釋至刻度，其濃度為10ug/mL。n硫酸鋅溶液：10（m/V）。n氫氧化鈉溶液：25（m/V）。3、步驟（1）水樣蒸餾 先在蒸餾瓶中加200mL無氯水，加10mL磷酸鹽緩沖液和數(shù)粒玻璃珠，加熱至餾出物中不含氨為止，冷卻，然后將蒸餾液傾出（留下玻璃珠）。量取水樣200mL置于蒸餾瓶中（如水樣的含氨量較大，則取適量的水樣，用無氨水稀釋至200mL），加入10mL磷酸鹽緩沖液。另取

5、一只盛有50mL吸收液的250mL錐形瓶收集餾出液，收集時(shí)應(yīng)將冷凝管的導(dǎo)管末端浸入吸收液，其蒸餾速度為6 8 mL/min，至少收集150mL餾出液。蒸餾結(jié)束前23min,應(yīng)把錐形瓶放低，使吸收液面脫離冷凝管子，并再蒸餾片刻以冼凈冷凝管和導(dǎo)管，用無氨水稀釋至250mL備用。（2）凝聚沉淀 取100mL水樣，加入1mL硫酸鋅溶液和0.10.2mL氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH約為10.5，混勻，放置使之沉淀，傾取上清液作試份。必要時(shí)，用經(jīng)水沖洗過的中速濾紙過濾，棄去初濾液20mL。（3）測(cè)定a. 水樣。如為清潔水樣，可直接取50mL置于50mL比色管中。 一般水樣則用凝聚沉淀法進(jìn)行預(yù)處理，傾取上清液作試

6、份。如果凝聚沉淀后樣品仍渾濁和帶色，則應(yīng)采用蒸餾法，收集餾出液并稀釋到50mL。若氨氮含量很高，也取適量水樣稀釋到50mL。b. 制備標(biāo)準(zhǔn)系列。取濃度為10mg/mL氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、5.00、7.00、10.00mL，分別加入50mL比色管中，以無氨水稀釋到刻度。c. 測(cè)定。在水樣及標(biāo)準(zhǔn)系列中分別加入1.0mL酒石酸鉀鈉，搖勻，再加1.0mL納氏試劑，搖勻，放置10min后，在=420nm處，用10mm比色皿，以蒸餾水為參比測(cè)定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得水樣中氨氮的含量。四、亞硝酸鹽氮的測(cè)定四、亞硝酸鹽氮的測(cè)定鹽酸萘乙二胺比色法鹽酸萘

7、乙二胺比色法1. 原理 在pH為2.02.5時(shí)，水中亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸生成重氮鹽，再與鹽酸萘乙二胺發(fā)生偶聯(lián)后生成紅色染料，最大吸收波長(zhǎng)為543nm，其色度深淺與亞硝酸鹽含量成正比，可用比色法測(cè)定，檢出限為0.005ug/mL，測(cè)定上限為0.1ug/mL。2. 試劑（1）制備不含亞硝酸鹽的水。在蒸餾水中加入少許高錳酸鉀晶體，再加氫氧化鈣或氫氧化鋇，使之呈堿性。重蒸餾后，棄去50mL初濾液，收集中間70%的無亞硝酸餾分。（2）亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。稱取1.232g亞硝酸鈉溶于水中，加入1mL氯仿，稀釋至1000mL。由于亞硝酸鹽氮在潮濕環(huán)境中易被氧化，所以儲(chǔ)備液在測(cè)定時(shí)需標(biāo)定。標(biāo)定方法如下： 在

8、250mL具塞錐型瓶?jī)?nèi)依次加入50.00mL 0.050mol/L高錳酸鉀溶液，5mL濃硫酸及50.00mL亞硝酸鈉儲(chǔ)備液（加亞硝酸鈉儲(chǔ)備液時(shí)應(yīng)將吸管插入高錳酸鉀溶液液面以下），混勻，在水浴上加熱至7080后，按每次10.00mL的量加入過量的0.050mol/L草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，使溶液紫紅色褪去，記錄草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液用量(V2)。再以0.050mol/L高錳酸鉀溶液滴定過量的草酸鈉，至溶液呈微紅色，記錄高錳酸鉀溶液的用量(V1)。再以50mL不含亞硝酸鹽的水代替亞硝酸鈉儲(chǔ)備液，并按上步驟操作，用草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定高錳酸鉀溶液，按下式計(jì)算高錳酸鉀溶液濃度（mol/L）:3445/1050. 0VV

9、CKMnO按下式計(jì)算亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的濃度（mg/L）: 式中： C亞硝酸鹽氮 -亞硝酸鈉儲(chǔ)備溶液濃度（以N計(jì)），mg/L； V1-滴定亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液時(shí)，所用高錳酸鉀溶液總量，mL； C1/5KMnO4-經(jīng)標(biāo)定的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L； V2-滴定亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液時(shí)，所加草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液總量，mL； 0.050-草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度（1/2Na2C2O4，0.050mol/L）； 50.00-亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用量，mL； 7-亞硝酸鹽氮（1/2N）的摩爾質(zhì)量，g/mol； V4-滴定水時(shí)，加入草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的總量，mL； V3-滴定水時(shí)，所加高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的總量，mL

10、 。1000700.50050. 0CV245/11VCKMnO亞硝酸鹽氮（3）亞硝酸鹽使用液：臨用時(shí)將標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋為1.0ug/mL的亞硝酸鹽氮的標(biāo)準(zhǔn)使用液。（4）草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（1/2Na2C2O4，0.050mol/L）：稱取3.350g經(jīng)105干燥2h的優(yōu)級(jí)純無水草酸鈉溶于水中，轉(zhuǎn)入1000mL容量瓶?jī)?nèi)加水稀釋至刻度。（5）高錳酸鉀溶液（1/5KMnO4，0.050mol/L）：溶解1.6g高錳酸鉀于1.2L水中，煮沸0.51h，使體積減少至1000mL左右，放置過夜，用G3號(hào)熔結(jié)玻璃漏斗過濾后，濾液貯存于棕色試劑瓶中，用上述草酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定其準(zhǔn)確濃度。（6）氫氧化鋁懸浮液。溶解1

11、25g硫酸鋁鉀AlK(SO4)212H2O,CP級(jí)于1L水中，加熱到60。在不斷攪拌下慢慢加入55mL氨水，放置約1h后，用水反復(fù)洗滌沉淀到洗出液中不含氨、氯化物、硝酸鹽和亞硝酸鹽為止。待澄清后，傾出上層清液，只留濃的絮凝物，最后加入100mL水。使用前應(yīng)振蕩均勻。（7）鹽酸萘乙二胺顯色劑：50mL冰醋酸與900mL的水混合，加入5.0g對(duì)氨基苯磺酸，加熱使其全部溶解，再加入0.05g鹽酸萘乙二胺，攪拌溶解后用水稀釋至1000mL。溶液無色，貯存于棕色瓶中，在冰箱中保存可穩(wěn)定一個(gè)月。3步驟（1） 水樣預(yù)處理水樣如有顏色和懸浮物，可以每100mL水樣中加入2mL氫氧化鋁懸浮液攪拌，靜置過濾，棄去

12、25mL初濾液。（2） 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及樣品測(cè)定取50mL比色管7支，分別加入亞硝酸鹽氮1ug/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL，用無氨水稀釋到刻度。取50mL澄清水樣置于50mL比色管中，如亞硝酸鹽含量高，可適量少取水樣，用無亞硝酸鹽的水稀釋至50mL。向上述各比色管中分別加入2mL鹽酸萘乙二胺顯色劑，混勻，20min后。于=543nm處，用20mm比色皿測(cè)定吸光度。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，查出水樣中亞硝酸鹽氮的含量。五、硝酸鹽氮的測(cè)定五、硝酸鹽氮的測(cè)定二磺酸酚比色法二磺酸酚比色法1. 原理 濃硫酸與苯酚作用生成二磺酸酚，在無水條件下二磺酸酚與硝酸

13、鹽作用生成二磺酸硝基酚，二磺酸硝基酚在堿性溶液中發(fā)生分子重排生成黃色化合物，最大吸收波長(zhǎng)在410nm處，利用其色度和硝酸鹽含量成正比，可進(jìn)行比色測(cè)定。檢出限為0.02ug/mL，檢測(cè)上限為2.0ug/mL。2. 試劑（1）二磺酸酚試劑：稱取15g精制苯酚，置于250mL三角燒瓶中，加入100mL濃硫酸，瓶上放一個(gè)漏斗，置于沸水浴內(nèi)加熱6h，試劑應(yīng)為淺棕色稠液，保存于棕色瓶?jī)?nèi)。（2）硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：稱取0.7218g分析純硝酸鉀（經(jīng)105110烘4h）溶于水中， 稀釋至1000mL，其濃度為100mg/L。（3）硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確移取50mL硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，置于蒸發(fā)皿中，在水浴上蒸干，然后

14、加入2.0mL二磺酸酚，用玻棒研磨，使試劑與蒸發(fā)皿內(nèi)殘?jiān)浞纸佑|，靜置10min，加入少量蒸餾水，移入250mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至標(biāo)線，即為20ug/mL的NO3N標(biāo)準(zhǔn)溶液。（4）濃氨水。（5）硫酸銀溶液：稱取4.4g硫酸銀溶于水中，稀釋至1000mL，于棕色瓶中避光保存。此溶液1.0mL相當(dāng)于含氯（Cl）1.0mg。（6）高錳酸鉀溶液（1/5KMnO4，0.100mol/L）：溶解3.3g高錳酸鉀于水中，并稀釋至1000mL。（7）乙二胺四乙酸二鈉溶液（EDTA）：稱取50g乙二胺四乙酸二鈉，用20mL蒸餾水調(diào)成糊狀，然后加入60mL濃氨水，充分混合，使之溶解。（8）碳酸鈉溶液（1/2

15、Na2CO3，0.100mol/L）：稱取5.3g無水碳酸鈉，溶于1000mL水中。3. 步驟（1）水樣預(yù)處理n脫色：污染嚴(yán)重或色澤較深的水樣（即色度超過10度），可在100mL水樣中加入2mL氫氧化鋁懸浮液，搖勻后，靜置數(shù)分鐘，澄清后過濾，棄去最初濾出的部分溶液（510mL）。n除去氯離子：取50mL水樣，滴加一定量的硫酸銀溶液直到不產(chǎn)生白色沉淀為止，再通過離心或過濾除去氯化銀沉淀，濾液轉(zhuǎn)移至100mL的容量瓶中定容至刻度。n去除亞硝酸鹽氮影響：如水樣中亞硝酸鹽氮含量超過0.2mg/L，可事先將其氧化為硝酸鹽氮。具體方法：在已除氯離子的100mL容量瓶中加入1mL0.5mol/L硫酸溶液，混

16、合均勻后滴加0.100mol/L高錳酸鉀溶液，至淡紅色出現(xiàn)并保持15min不褪色，以使亞硝酸鹽完全轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}，最后從測(cè)定結(jié)果中減去亞硝酸鹽含量。（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制n分別吸取硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、4.00mL于50mL比色管中，加入1.0mL二磺酸酚，3.0mL濃氨水，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。用1mL比色皿，以蒸餾水作為參比，于波長(zhǎng)410nm處測(cè)定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。（3）水樣測(cè)定n吸取經(jīng)預(yù)處理的水樣50.00mL（如硝酸鹽氮含量較高可酌情減少）至蒸發(fā)皿內(nèi)，如有必要可用0.100mol/L碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)水樣pH至中性（pH78），置于水浴中蒸干。取下蒸發(fā)皿，加入1.0mL二磺酸酚，用玻棒研磨，使試劑與蒸發(fā)皿內(nèi)殘?jiān)浞纸佑|，靜止10min，加入少量蒸餾水，攪勻，濾入50mL比色管中，加入3mL濃氨水（使溶液明顯呈堿性）。如有沉淀可滴加EDTA溶液，使水樣變清，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，測(cè)定吸光度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算出水樣中硝酸鹽氮的含量（ug/mL）。六、數(shù)據(jù)處理六、數(shù)據(jù)處理n根據(jù)NH3N、NO2-N、和NO3-N的濃度與吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線，以及樣品吸光度，計(jì)算水樣中三氮的含量，通過比較水樣中三氮的含量，評(píng)價(jià)水體的自凈程度。n氨氮濃度（