实验五空气中氮氧化物的测定.ppt

实验五 空气中氮氧化物的测定,2008.4.10,城市环境化学,氮氧化物的测定(Determination of nitrogen oxide),氮的氧化物有一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化三氮和五氧化二氮等多种形式。大气中的氮氧化物主要以一氧化氮（NO）和二氧化氮(NO2)形式存在，常用NOX表示。,NOX的人为来源主要是矿物燃料的燃烧、汽车尾气和固定的排放源等。 燃烧过程中氧和氮在高温下化合的主要链反应机制为：,慢,快,当阳光照到含NO、NO2的空气上时，发生的基本光化学反应为： M为空气中的N2、O2或其他分子,氮氧化物的气相转化,NO的转化 NO是燃烧过程中直接向大气排放的污染物，在空气中可被许多氧化剂氧化，如： 当空气中O330ppb，少量的 NO 在1分钟内全部氧化。,NO2的转化 NO2活泼，是大气主要污染物之一，也是大气中O3的人为来源。 NO2在阳光下与OH、 O3等反应,这是污染大气中气态HNO3的主要来源，同时也对酸雨和酸雾的形成起重要作用。气态HNO3在大气中难以光解，湿沉降是其在大气中去除的主要过程。,对流层中这一反应在NO2和O3浓度较高时是大气中NO3的主要来源。进一步反应如下： 这一可逆反应使大气中在光照和无光照时保持一定浓度的N2O5和NO2。,盐酸萘乙二胺分光光度法 用冰醋酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配制成吸收-显色液，吸收氮氧化物，在三氧化铬作用下，一氧化氮被氧化成二氧化氮，二氧化氮与吸收液作用生成亚硝酸，在冰醋酸存在下，亚硝酸与对氨基苯磺酸重氮化后再与盐酸萘乙二胺偶合，显玫瑰红色，于波长540nm处，测定吸光度，同时以试剂空白作参比。 本法可测5500g/m的氮氧化物,仪器 多孔玻板吸收管，10ml。 空气采样器，流量范围01L/min。 双球玻璃管。 分光光度计。,多孔筛板吸收瓶 (Perforated screen absorption method),可装510mL吸收液，采样流量为0.11.0L/min。吸收瓶有小型(装1030ml吸收液，采样流量为0.52.0L/min)和大型(装50100mL吸收液。 原理：是在内管出气口熔接一块多孔性的砂芯玻板，当气体通过多孔玻板时，一方面被分散成很小的气泡，增大了与吸收液的接触面积；另一方面被弯曲的孔道所阻留，然后被吸收液吸收。 适合于：采集气态和蒸气态物质，气溶胶态物质。,多孔筛板采样,溶液吸收法（Solution absorption method）,适用：采集大气中气态、蒸气态及某些气溶胶态污染物质。采样时以已知流量抽入吸收液中，采样结束后，测定依采样体积计算浓度。 吸收原理： (1) 物理作用 (2) 化学反应,吸收液的选择原则： 1）与被采集的物质发生化学反应快或对其溶解度大。 2）污染物质被吸收液吸收后，要有足够的稳定时间，以满足分析测定所需时间的要求。 3）污染物质被吸收后，有利于下一步分析测定，最好能直接用于测定。 4）吸收液毒性小、价格低、易于购买，且尽可能回收利用。,试剂 所有试剂均用不含亚硝酸盐的重蒸馏水配制，即所配吸收液的吸光度不超过0.005。 吸收原液 称取5.0g对氨基苯磺酸，通过玻璃小漏斗直接加入1000ml容量瓶中，加入50ml冰乙酸和900ml水的混合溶液，盖塞振摇使其溶解，待对氨基苯磺酸完全溶解后，加入0.050g盐酸萘乙二胺又名N-甲萘基盐酸二氨基乙烯，N-(1-naphtnyl)-ethylenediamine dihydrochloride 溶解后，用水稀释至标线。此为吸收原液，贮于棕色瓶中，存于冰箱中可保存2个月。保存时，可用聚四氟乙烯生胶带密封瓶口，以防止空气与吸收液接触。 采样用吸收液 按4份吸收原液和1份水的比例混合。,三氧化铬海砂（或河砂）氧化管 筛取2040目海砂（或河砂），用（1:2）盐酸溶液浸泡一夜，用水洗至中性，烘干。把三氧化铬及海砂（或河砂）按重量比（1:20）混合，加少量水调匀，放在红外灯下或烘箱里于105烘干，烘干过程中应搅拌几次。制备好的三氧化铬砂子，应是松散的，若是粘在一起，说明三氧化铬比例太大，可适当增加一些砂子，重新制备。 称取约8g三氧化铬砂子装入双球玻璃管，两端用少量脱脂棉塞好。用乳胶管或用塑料管制的小帽将氧化管两端密封。使用时氧化管与吸收管之间用一小段乳胶管连接，采集的气体尽可能少与乳胶管接触，以防氮氧化物被吸附。,亚硝酸钠标准贮备液 称取0.1500g粒状亚硝酸钠（NaNO2，预先在干燥器内放置24h以上），溶解于水，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含100.0g亚硝酸根（NO2-）。贮于棕色瓶保存在冰箱里，可稳定3个月。 亚硝酸钠标准溶液 临用前，吸取贮备液5.00ml于100ml容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含5.00g亚硝酸根（NO2-）。,采样 用一支内装5.00ml吸收液的多孔玻板吸收管，进气口接氧化管，并使管口略微向下倾斜，以免当湿空气将氧化剂（CrO3）弄湿时，污染后面的吸收液。以0.4L/min流量，避光采样至吸收液呈微红色为止，记下采样时间，密封好采样管，带回实验室，当日测定。采样时，若吸收液不变色，采气量应不少于12L。,操作步骤 标准曲线的绘制：取7支10ml具塞比色管，按表1配制标准色列。 表1 亚硝酸钠标准色列 各管摇匀后，避开直射阳光，放置15min，在波长540nm处，用1cm比色皿，以水作参比，测定吸光度。以吸光度对亚硝酸根（NO2-）含量（g），绘制标准曲线,样品测定 采样后，放置15min，将样品溶液移入1cm比色皿中，用绘制标准曲线的方法测定试剂空白液和样品溶液的吸光度。若样品溶液的吸光度超过标准曲线的测定上限，可用吸收液稀释后再测定吸光度。计算结果时应乘以稀释倍数。,结果计算 （1） （2） 式中：A样品溶液吸光度； A0试剂空白吸光度； b回归方程式的斜率； a回归方程式的截距； Vn标准状态下的采样体积（L）； Vt样品溶液总体积； 0.76NO2（气）转换成NO2-（液）的系数。,实验报告撰写要求 样品采集 样品采集地点介绍； 样品性状描述； 样品现场测试所得理化参数。 样品预处理与分析测试 样品预处理方法； 样品分析测试方法（包括主要步骤）；