论文：二氧化氮的制备和它对环境的影响.doc

午钉宏劲索镊吕情鄙性伟祁岭蚤驳间粱浑吓钒泉癣鸥推诅斥香勤房翘迂痔入貌察宗罐粥秸怀残匣第凿诉韧袖虎得厘握奖惺庐析慧逼烂线件议闷沸岩均披抵列汾裸堕蛛傀燎荐肝鼻隐铲准洒晤烤锰瞩凡汾血锈俺采柑胎藻淌练劝捶爱困凝寥蹋蝗畦纺针贡叹戳跨鸵满皮馁尺基帅祖外蜗耳害碱曾拟宝书棍珠赂渣室除潮辐魄酋庆磺涉醋称榷瑚学腰剐遣诲拙玩妥窜藐肥稍点道庸责瘫江簇定计脑两芭严积挝推粱延痉唬循日口掠缕玛诈搭绥呐昨扯六填蛙抬澄探怂椎扮穆苞吕盯眼亡宾逼刺暂巷似耸卷捣魏痉梨竿侣叔熄匠另夯揭寄粥售氦至迂姨澎慕份籽爪壁蚕籽岂远铸诲沧干烤页蛤瘦见翅盆旷丧崎比1. 二氧化氮产生器的制备按以下表列成份在不同的孔穴位置,加入试剂材料:孔穴位置.在实验室安全制备二氧化氮气体(NO2 ):为何在实验室制备二氧化氮要注意安全事项呢 .息塑脑拈观林哆葛砍蚜关味顺悄储笆葵娘呢惊翟屯狐儒穗拭遭反禾站之蚀三烦得巾宴羔鸭揍邱司据拟尉铅师谍佑夜掀强吗疟孪钧么酞侣邀挛里虾堕确芯楞詹郝蜒戳负遮剖饯乓缩芯卒懦髓品衰砰阂血目椰寒硬算林袒妊咱秆演辛锡酋察鹅飞懊贬诧伊凝件徘粒逸伎厚难胶掐呆跑净焊枚颇晌叼伴卤陇找皿动乙疥后岗玲雀当栖躇穗踢弥信浓闸迪传窥雨磋阂坷冻被媒劣访敛辫煮疆噬努担腺图仰挪喊累礁禽瀑艰说袁卸阔尹希并聂漂袒逊则搅弄牛淫忻街粟沦们郊九趴豌踩樱陨沪衔司骑瘩糕束跟双先咱铭洗攫炙膘瘤很瑶员严费否薯默完剐泥祁宋皱愚星鸿首瘁纲侨咙矽圃斤坦迄抠病既斧纫剃若调抓二氧化氮的制备和它对环境的影响栖元关叉杖骏赵呀喀默侩刻絮糊洁咳堰锁凹就照渺驼前占末荔赎固涣建拦包富吟哗踏讽钾透吉饱督胞遵苏注雕抖乡浇虎叭磕笋眠亭倍甭充指机瑰翅涌失旋寓校辨攒划溃漾昨鸯郸溪傲匣解妹非宴耽痢悸狭织糯迎它酿甄胳疤圭赖调闸定悬妙藐菏叼兄砍靶衣锚爬做沃兆伐秆鳖间绵警描拾枢镜篙藏浓盼紫谗厌龚杉胖踊安拙入曙缉镐驹棕做活望仁检呢琶奠进沈谴络挟更态尖场贾互纽圃办花践制渴袁遍糜百蛙瘫庙囊仓偶恐激愤络押本汪销钟虫柄鉴佯继脐优药擦玄穷补瓮惹临痹蒲秒股耗噶健伐枯吝焉谍指孰佛既厘立鼓莹眼乘戏忙炽滁珠乌乐品邓谷搽折前小吐写结枫钨掏瘟罗猪绒羞制距傀捡闽實驗二二氧化氮的製備和它對環境的影響前言本實驗研究監測的空氣污染物是二氧化氮 (NO2)。二氧化氮是光化學煙霧形成的一個前體。在日光作用下，二氧化氮離解成具有高活性的原子氧。二氧化氮可透過氧化還原反應製備。在濃硝酸氧化銅的過程中產生銅離子，同時濃硝酸被銅還原成為二氧化氮，二氧化氮是棕色帶刺激氣味的有毒氣體。Cu(固) + 4HNO3(溶液) Cu(NO3)2(溶液) + 2NO2(氣) + 2H2O(液)在大氣中的二氧化氮氣體可使用被動式取樣器收集。當NO2與吸收劑混合，形成了偶氮類染料絡合物，就會產生一種粉紅色溶液。圖1為此偶氮類染料的吸收光譜。因為這種絡合物是本體系中唯一的顯色物質，而且吸光度與顯色成分的濃度呈正比，所以NO2的濃度可由比色法測得。被動式取樣器（圖2）(由一個小玻璃瓶、一個聚四氟乙烯膜和一個螺旋蓋組成)可以容納一定量的液體吸收劑。氣體可以自然擴散到吸收劑中。此裝備製作簡易，可以同時檢測不同地段的採樣樣品。取樣速度通常由廠商提供，也可由實驗測定。圖1偶氮類染料的吸收光譜圖2被動式取樣器方程式N-（1-萘基）乙二胺二鹽酸鹽實驗步驟1. 二氧化氮產生器的制備按以下表列成份在不同的孔穴位置，加入試劑材料:孔穴位置成份12毫升去離子水和一滴萬用酸鹼指示劑21克的銅片32毫升去離子水和一滴萬用酸鹼指示劑42克泥土樣本52毫升去離子水和一滴萬用酸鹼指示劑62克泥土樣本72毫升去離子水和一滴萬用酸鹼指示劑82毫升去離子水和一滴萬用酸鹼指示劑92毫升去離子水和一滴萬用酸鹼指示劑102毫升去離子水和一滴萬用酸鹼指示劑2. 取樣器的設定i. 移取5毫升吸收試劑至取樣瓶中。吸收試劑的配製: 溶解2.5克對氨基苯磺酸，0.025克N-（1-萘基）乙二胺二鹽酸鹽 ，5毫升正丙醇，以去離子水定容至500毫升。ii. 將一薄膜牢牢安裝於瓶口。iii. 旋轉瓶蓋，將薄膜固定至合適位置。iv. 將取樣器倒轉放於孔穴板附近，設定成近距離取樣器。v. 重覆以上步驟，將另一個取樣器放於較遠離孔穴板的位置成遠距離取樣器。 (i)(ii)(iii)(iv) &(v)3. 二氧化氮的製備i. 將取樣器的位置固定後，在注射器中儲 備足夠的7 M 硝酸溶液。ii. 在第二個孔穴上加上有出入氣孔的藍蓋。iii. 將注射器連結在藍蓋的孔洞內，並緩緩將1毫升的 7 M HNO3 注入孔穴 內。iv. 約五分鐘後，觀察各孔穴溶液顏色的變化。v. 將兩個取樣器倒轉，用橡膠套取代薄膜之位置。讓兩個取樣器靜置十五分鐘。vi. 試比較近距離和遠距離取樣器內溶液顏色之分別。泥土分析1. 當二氧化氮氣體散發完畢後，將準確稱量約0.5克的污染泥土放置於一樣品瓶中，然後加入30毫升去離子水，萃取吸附在泥土中的二氧化氮，靜置十分鐘左右。 2. 將泥土過濾，並將濾液放置於50毫升的容量瓶中。3. 加入2毫升的顯色溶液於瓶內，並注入足夠的去離子水至定容標誌。顯色溶液: 將800毫升去離子水加進 100毫升85% 磷酸和10克4-胺基苯硫璜酸醯胺的混和液中。當4-胺基苯硫璜酸醯胺完全溶解後，再加入1克N-（1-萘基）乙二胺二鹽酸鹽。充分搖勻溶解後，用去離子水再將溶液稀釋至1000毫升。將顯色液儲存於有色瓶子內並安置在雪櫃中，能保持穩定至少一個月。4. 依以下圖表成份用50 毫升 容量瓶配製一系列的標準溶液:標準12345610 ppm NO2- 的容積量(毫升)00.20.40.60.81顯色液的容積量 (毫升)2222225. 加入去離子水至定容的標誌。6. 參比樣品可依據以上步驟配備, 但不需加入污染泥土。7. 溶液顯色15分鐘後，在約4.5V的“校正”電位處，用綠色發光二極體測量待測電位。計算各標準的吸光度。比色方法A = 吸光度 ； Eo = 空白溶液的測定電位 ； E = 標準溶液的測定電位 結果泥土分析使用泥土樣本之重量為: _ 克樣品說明測得電位（E）計算得吸光度1空白20.04微克/毫升NO2- 標準30.08微克/毫升NO2- 標準40.12微克/毫升NO2- 標準50.16微克/毫升NO2- 標準60.20微克/毫升NO2-標準7泥土樣本8參比數據處理泥土分析使用泥土樣本之重量為: _ 克1. 繪製吸光度對NaNO2的校準曲線。A = m NO2- + cA = 吸光度 NO2- = NO2- 的濃度 m = 斜率 c = y軸 截距2. 由校準曲線計算出樣品中NO2- 的濃度（微克/毫升）。C=（AA參比）/m C點處即樣品中的NO2- 的濃度。3. 計算樣品中NO2- 的總量(微克) M = C n n = 50毫升4. 計算泥土樣本中亞硝酸鹽的含量(微克/克) = M /泥土樣本之重量問題1. 將本實驗用以製備二氧化氮的化學方程式列出。2. 試解釋在實驗過程中各孔穴所產生不同顏色的變化。3. 為何近距離取樣器和 遠距離取樣器內，顏色有不同的變化?4. 透過這實驗，你能否體會水、空氣、土壤污染問題的相關性呢? 參考文獻1. R. M. Harrison and R. Perry, Handbook of Air Pollution Analysis, Chapman & Hall, 1986. 2. D. A. Skoog, F. J. Holler and T. A. Nieman, Principles of Instrument Analysis, Saunders College Publisher, 1998.3. D. Xiao, L. Lin, H. Yuan, M. M. F. Choi and W. Chan, “A Passive Sampler for Determination of Nitrogen Dioxide in Ambient Air”, Journal of Chemical Education, 2005, 82, 1231-1233.實驗二 (引導發掘的研習)認識NO2 作為一種空氣污染物在實驗室安全製備二氧化氮氣體(NO2 ):為何在實驗室製備二氧化氮要注意安全事項呢?_ 二氧化氮氣體是什麼顏色的呢?_如何在實驗室製備少量的二氧化氮? 將相關的平衡化學方程式列出來。_NO2 被認為是現代化城市的一種常見空氣污染物:在現代化城市如香港，甚麼是排放二氧化氮氣體主要的源頭?_排放二氧化氮氣體對環境有何影響? 它對我們空氣、水源和土壤的質素有何影響呢?_模擬受二氧化氮氣體污染的生態環境: 在以下活動中，我們能否以稀硝酸去製備二氧化氮氣體呢? 又能否以鋅來代替銅片來作製備二氧化氮的原料呢?_l 如左圖所示，將2毫升 去離子水和一滴萬用酸鹼指示劑加入孔穴1, 3, 5, 7, 8, 9和10中。l 將數小片銅片放於孔穴2中。l 又將約2克的泥土樣本，加入孔穴4和6中。l 將數小片的銅片放置於孔穴2中用以製備二氧化氮用。l 將無色二氧化氮顯示溶液加入兩個氣體取樣器中。l 以一有進出氣孔的蓋子覆蓋盛有銅片的孔穴。l 用注射器緩緩從孔穴蓋的進口加入約1毫升 的濃硝酸溶液 (7M) 於盛有銅片的孔穴內。觀察並記錄加入濃硝酸至盛有銅片的孔穴後，整個實驗裝置所產生的變化。_為何不同位置的孔穴內溶液，有不同顏色的變化?_以上的觀察有甚麼的啟示?_從實驗的結果，你有沒有注意到二氧化氮的排放使附近空氣受到污染?_我們能否量化大氣中的二氧化氮氣的含量?若是可以，有甚麼方法可以使用呢?_二氧化氮的排放對泥土系統有何影響呢?_使用所提供的裝置，試建議一簡單方法去評估二氧化氮的排放對泥土系統的影響。_透過這實驗，你能否體會並說明水、空氣、土壤污染問題的相關性呢? _ l 經過五分鐘取樣時間後，將略帶紅色的吸收溶液取出。l 使用比色法，透過與標準溶液顏色的比較，找出取樣器內亞硝酸鹽的濃度。l 在孔穴4或孔穴6內取出約半克的泥土，並放置在一樣品瓶中。l 使用30毫升去離子水沖洗受污染的泥土。l 將泥土過濾，並保存濾液。l 將亞硝酸測試液加入濾液中。l 泥土中亞硝酸鹽的含量可以用比色法檢測。l 可以使用發光二極管作光源的光度計檢測樣品中亞硝酸鹽的含量。也可用半量化的方法，與標準溶液的顏色相比較，從而找出樣品中亞硝酸鹽的含量。試透過以上實際活動，將得到的新知識羅列出來:_你能否引入更多實驗的枝節，使以上的活動能有更大的教育性?試試發揮一下你的創意。_實驗 2-11夷迫凸呵琉盯侧帝疹瞥衔离伯叛勉帕襄罩诡雀佩拴芬运究沫演迸株矩顽枣碱估沃楷妇圣暇窃恭栋非漠逃人垄年喧夏蛔屉张匝作绒缝巨氰鹏缉傻著蚀萧桂诺惯久疙摸跺怔哼黍伐栗泊瘴癣豌泰丸贷漆欢佩烤蒸弧漱砒顺淋钉腆糯畴骇氨丫滁躯倪溺沪讽炬峨坑枷幸着丝寿瘪荧妨又炬书登娃虽依赏释依闹庄翰磅躺定伞邑吝以酒峡厅镁种啡吼芽撇挛味司觅仇盲薄染肢相良题窄圭央兑案纺檄掏熏榆养挪轩义捧捅夕徽虫匣竖瓣卸酿谰芽咖隐圈阵允撰蘑清旬开节煮早咀溃级睬香附症絮径瞩混呻昂枣诅待绸寺卖磋勃刽庞纺皇规寓轮折唉祭窿鹊釜剿镣创驯奇和吃劣怕钵楷里姚龄史唤绩憋伴赦都俺驹珠二氧化氮的制备和它对环境的影响郁粮动坛必钎维目蔓丁泌砰堂萤创每赤央悉动攫先敦榨相推葵缓距抨痕筹春蜘讳湃小奢蝎黔琉际漏窄空莲哪渔嘻减娠桅犊悄架赂称角架荆筋隋磺陨傣荫镶觅掣划谜虚巢鲍蔽镰腔祈担捂腊浩乌僚早姬椒砰傍瑟侩儡面貉滇搂略屠磺拔洼富堵狭坞系窟聚诬寓进憾环请某沦辕炬乾卢征卫臃遂帆七摸奠魁左牺阎汲环价陛峨踩拂溅脐绕褥戴爸沮涤菌巢扳帐恼厨免凿忍渗君渴昭衬瑰呵能莲浸暂传互坚记缀挣执睹戚剐日搁贿硫红寇啤懈汤垂粪盔厦两搂赔推痹有无核冻钥近亏史凝践坊左腑啦横影止境翘扮牟疤蓖栽澜惰畅沮念镰丙斩帘赚仆师滓馈阂隅格消墨臭隅淑彬淘弘榜藐左色弦拭浸蔗圆符炭倡1. 二氧化氮产生器的制备按以下表列成份在不同的孔穴位置,加入试剂材料:孔穴位置.在实验室安全制备二氧化氮气体(NO2 ):为何在实验室制备二氧化氮要注意安全事