实验室水样水质分析：[2]氨氮(NH3-N)的测定

背景知识

氨氮以游离氨(NH3)或铵盐(NH4+)的形式存在于水中,两者的组成比取决于水的pH值。p信咆颊辑H值偏高时,游离氨比例较高,反之,铵盐比例较高。

在无氧条件下,亚硝酸盐受微生物作用还原为氨;在有氧条件下水中的氨亦可转变为亚硝酸盐,继续转变为硝酸盐.

测定氨氮的方法主要为纳氏比色法和蒸馏—酸滴定法。

水样应保存在聚乙烯瓶或玻璃瓶中,尽快分析。水样带色或浑浊时要进行水样的预处理,对污染严重的要进行蒸馏。

预处理

1.絮凝沉淀法

加适量硫酸锌于水样中,并加氢氧化钠使成碱性,生成氢氧化锌沉淀,经过滤除去颜色和浑浊。

仪器:100ml容量瓶

试剂:

(1)10%(m/v)硫酸锌溶液:称取10g硫酸锌溶于水,稀至100ml。

(2)25%氢氧化钠溶液:25g氢氧化钠溶于水,稀至100ml,贮于聚乙烯瓶中。

(3)浓硫酸

步骤:

取100ml水样于容量瓶中,加入1ml10%硫酸锌和0.1-0.2ml25%氢氧化钠,混匀,放置使沉淀,用中速滤纸过滤,弃去20ml初滤液。

1.蒸馏预处理

调节水样pH在6.0-7.4的范围,加入适量氧化镁使呈微碱性,蒸馏释出氨,吸收于硼酸溶液,采用纳氏试剂或酸滴定法测定。

仪器:

带氮球的定氮蒸馏装置:500ml凯氏烧瓶、氮球、直形冷凝管、橡胶导管(6*9)、锥形瓶、电炉

试剂:

(1)1mol/L盐酸溶液:吸取83ml浓盐酸加入200ml水中,稀至1000ml。

(2)1mol/L氢氧化钠:称取40g氢氧化钠溶于水,稀至1000ml

(3)轻质氧化镁(MgO):氧化镁于500℃在马弗炉中加热0.5h。

(4)0.05%溴百里酚蓝指示液(PH6.0-7.6):将0.05g溴百里酚蓝溶于100ml水中。

(5)硼酸吸收液:称取20g硼酸溶于水,稀至1L。

1.3步骤:

(1)装置预处理:加入250ml水于凯氏烧瓶中,加约0.25g氧化镁和数粒玻璃珠,加热蒸馏出约200ml,弃去瓶内残液。

(2)水样的蒸馏:

取250ml水样移入凯氏烧瓶中,加数滴溴百里酚蓝;

用氢氧化钠或盐酸调节至pH在7左右;

加入0.25g氧化镁和3~5粒玻璃珠;

立即连接氮球和冷凝管,导管下端插入50ml硼酸吸收液面下;

加热蒸馏,至馏出液达200ml时,停止蒸馏,定容至250ml。

采用纳氏试剂或酸滴定法测定。

注意事项:

(1)蒸馏时不要发生暴沸和产生泡沫,造成氨吸收不完全。

(2)蒸馏前一定要先打开冷凝水;蒸馏完毕后,先移走吸收液再关闭电炉,以防发生倒吸。

纳氏试剂比色法

2.1原理:

碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成黄色胶态化合物,此颜色在较宽波长范围内具强烈吸收,通常在410-425nm范围内。

2.2干扰:

水中的颜色和浑浊影响比色,用预处理去除。

2.3适用范围:

本方法最低检出浓度为0.025mg/L,测定上限为2mg/L,水样预处理后,可适用于工业废水和生活污水。

2.4仪器与试剂:

仪器;722分光光度计50ml比色管

试剂:

(1)纳氏试剂:

称取16g氢氧化钠溶于50ml水中,充分冷却至室温;

另称取7g碘化钾和10g碘化汞溶于水,然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中,用水稀至100ml,贮于聚乙烯瓶中,避光保存。

(2)酒石酸钾钠

称取50g酒石酸钾钠溶于100ml水中,加热煮沸以除去氨,放冷,定容至100ml。

(3)氨标准贮备液

称取3.819g经100℃干燥过的氯化铵溶于水中,移入1000ml容量瓶中,稀释至标线此溶液每毫升含1.00mg氨氮。

(4)氨标准使用液

移取5.00ml氨标准贮备液于500ml容量瓶中,用水稀至标线。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。

2.5实验步骤:

(1)校准曲线的绘制

吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、和10.0ml氨标准使用液于50ml比色管中,加水至标线;

向比色管加入1.0ml酒石酸钾钠溶液,再加入1.5ml纳氏试剂,混匀,放置10分钟。

在波长420nm处,用光程20mm比色皿,以水为参比,测量吸光度。利用回归方程(y=bx+a)计算,见附录二。

(2)水样的测定

取适量(预处理后)水样,加入50ml比色管中,用蒸馏水稀释至标线,加入1.0ml酒石酸钾钠溶液,再加入1.5ml纳氏试剂,混匀,放置10分钟。同校准曲线步骤测量吸光度。

注意事项：

(1)蒸馏预处理后水样，要加入一定量1mol/L的氢氧化钠中和硼酸。

(2)纳氏试剂中碘化汞和碘化钾的比例对显色影响很大，静置后生成的沉淀应出去。

(3)纳氏试剂有毒性，应尽量避免接触皮肤。

滴定法测氨氮

3.1概述

滴定法仅适用于进行蒸馏预处理的水样，调节水样pH在6.0-7.4范围，加入氧化镁使呈微碱性，加热蒸馏，释出的氨吸收于硼酸溶液中，以甲基红-亚甲蓝为指示剂，用酸标液滴定馏出的氨。

3.2试剂

(1)混合指示剂：称取200mg甲基红溶于100ml95%的乙醇中；另称取100mg亚甲蓝溶于50ml95%的乙醇中。以两份甲基红与一份亚甲蓝溶液混合后供用，一月配一次。

(2)0.05%甲基橙指示液：0.05g甲基橙溶于100ml水中。

(3)硫酸标准溶液（1/2H2SO4=0.020mol/L）

先配制（1+9）的硫酸溶液，取5.6ml于1000ml的容量瓶中，稀至标线，混匀标定；

称取经180℃干燥的基准无水碳酸钠约0.5g（称准至0.0001g），溶于新煮沸放冷的水中，移入500ml容量瓶中，稀至标线。

移取25ml碳酸钠溶液于250ml锥形瓶中，加25ml水，加1滴0.05%的甲基橙指示液，用硫酸滴定至淡橙红色。记录用量。

3.3水样测定：

(1)在以硼酸溶液为吸收液的馏出液中，加入2滴混合指示剂，用硫酸标液标定至绿色转变为淡紫色为止，记录用量。

(2)以蒸馏水代替水样,做空白实验。

备注：

对于氨氮含量较低的可采用比色法,如：生活污水、经过稀释后的工业污水，但不要有颜色干扰。氨氮含量在50mg/L以上时就要进行稀释。