纳氏试剂比色法.doc

水质铵的测定纳氏试剂比色法1适用范围1.1 本标准适用于生活饮用水、地面水和废水。1.2 样品中含有悬浮物、含氯、钙镁等金属离子、硫化物和有机物时，会产生干扰，含有此类物质时，要作适当的预处理，以消除对测定的影响。1.3 范围最大试份体积为50ml 时，铵氮浓度CN可达2 mg / L 。1.4 最低检出浓度1.4.1 目视法试份体积为50ml 时，最低检出浓度为0.02mg / L 。1.4.2 分光光度法试份体积为50ml，使用光程长为10mm 比色皿时，最低检出浓度为0.05mg / L。1.5 灵敏度使用50ml 试份，光程长为10mm 比色皿 ,CN =1.0mg / L ，给出的吸光度约为0.2 个单位。2 原理游离态的氨或铵离子等形式存在的铵氮与纳氏试剂反应生成黄棕色络合物，该络合物的色度与铵氮的含量成正比，可用目视比色或者用分光光度法测定。3试剂分析中只使用公认的分析纯试剂和按3.1制备的水。3.1 水：无氨，按下述方法之一制备。3.1.1 离子交换法将蒸馏水通过一个强酸性阳离子交换树脂（氢型）柱，流出液收集在带有磨口玻璃塞的玻璃瓶中。每升流出液中加人10g 同类树脂，以利保存。3.1.2 蒸馏法在1000ml 蒸馏水中，加人0.1ml 硫酸（p = 1 . 84g/ml ) ，并在全玻璃蒸馏器中重蒸馏。弃去前50ml 馏出液，然后将约800ml 馏出液收集在带有磨口玻璃塞的玻璃瓶中。每升收集的馏出液中加人10g 强酸性阳离子交换树脂（氢型），以利保存。3.2 纳氏试剂。3.2.1 二氯化汞一碘化钾一氢氧化钾（HgCl2一KI 一KOH )称取15g 氢氧化钾（KOH ) ，溶于50ml 水中，冷至室温。称取5g 碘化钾 KI ) ，溶于10ml 水中，在搅拌下，将2.5g 二氯化汞（HgCl2 ）粉末分次少量加人于碘化钾溶液中，直到溶液呈深黄色或出现微米红色沉淀溶解缓慢时，充分搅拌混和，并改为滴加二氯化汞饱和溶液，当出现少量朱红色沉淀不再溶解时，停止滴加。在搅拌下，将冷的氢氧化钾溶液缓慢地加人到上述二氯化汞和碘化钾的混合液中，并稀释至100ml 于暗处静置24h ，倾出上清液，贮于棕色瓶中，用橡皮塞塞紧。存放暗处，此试剂至少可稳定一个月。3.2.2 碘化汞一碘化钾一氢氧化钠（HgI2 一KI 一Na0H ）。称取16g 氢氧化钠（Na0H ) ，溶于50ml 水中，冷至室温。称取7g 碘化钾（KI ）和10g 碘化汞（HgI2 ) ，溶于水中，然后将此溶液在搅拌下，缓慢地加人到氢氧化钠溶液中，并稀释至100ml 。贮于棕色瓶内，用橡皮寒塞紧。于暗处存放，有效期可达一年。3.3 酒石酸钾钠溶液称取509 酒石酸钾钠（KNaC4H6O6 4H2O ) ，溶于IO0ml 水中，加热煮沸，以驱除氨，充分冷却后稀释至100ml 。3.4铵氮标准榕液：CN =1000 g/ml 。称取3.819 士0.0049 氯化铵（NH4CI ，在100 一105 干燥2h ) ，溶于水中，移人l000ml 容量瓶中，稀释至刻度。3.5 铵氮标准溶液：CN =10 g / ml 。吸取10.00ml 铵氮标准溶液（3.4 ）于1000ml容量瓶中，稀释至刻度。临用前配制。3.6 10 % ( m/v）硫酸锌溶液。称取10g 硫酸锌（ZnSO47H20 ) ，溶于水中，稀释至100ml 。3.7 25 % ( m/v）氢氧化钠溶液。称取25g 氢氧化钠（NaOH ) ，溶于水中，冷至室温，稀释至100m 。3.8 0.35 % ( m/v ）硫代硫酸钠溶液。称取3.5g 硫代硫酸钠（Na2S2O3 ，或Na2S2O35H2O) ，溶于水，再稀释至1000ml 。3.9 淀粉一碘化钾试纸。称取1.5g 可溶性淀粉于烧杯中，用少量水调成糊状，加人200ml 沸水，扮拌混匀放冷。加0.5g 碘化钾（KI ）和0.5g 碳酸钠（Na2CO3 , ) ，用水稀释至250ml。将滤纸条浸渍后，取出凉干，装棕色瓶中密封保存。4仪器常用实验室仪器及分光光度计。5采样及样品5.1 实验室样品实验室样品采集在聚乙烯瓶或玻璃瓶内，应尽快分析，不然要在2 5 下存放，用硫酸（P=1.84g/ml ）将样品酸化至pH 2 亦有利于保存，但酸化样品会吸收空气中的氨而被污染，应注意防止。5.2 试份清洁样品可直接从中取50ml作为试份。含有悬浮物或色度深的样品在预处理后（6.1 ) ，再从中取50 ml （或取适量，稀释至50ml ）作为试份。6 步骤6.1 预处理样品中含有悬浮物、余氯、钙镁等金属离子 、硫化物和有机物时，对比色测定有干扰，处理方法如下：6.1.1 除余氯加入适量的硫代硫酸钠溶液（3.8 ) ，每0.5ml 可除去0.25mg 余氯。也可用淀粉一碘化钾试纸(3.9 ）检验是否除尽余氯。6.1.2 凝聚沉淀100ml样品中加人1 ml 硫酸锌溶液（3.6 ）和0 .10.2 ml 氢氧化钠溶液（3.7 ) ，调节PH 约为10.5 ，混匀，放置使之沉淀，倾取上清液作试份。必要时，用经水冲洗过的中速滤纸过滤，弃去初滤液20ml。6.1.3 络合掩蔽加人酒石酸钾钠溶液（3.3 ) ，可消除钙镁等金属离子的干扰。6.1.4 蒸馏法用凝聚沉淀和络合掩蔽后，样品仍浑浊和带色，则应采用蒸馏法（见附录A ）。6.1.5 低PH下煮沸蒸馏中，某些有机物很可能与氨同时被馏出，对测定仍有干扰，其中有些物质（如甲醛）可在比色前于低pH 下采用煮沸而除之。6.2 测定取试份于50ml比色管中，加入1 ml 酒石酸钾钠溶液（3.3 ) ，摇匀，再加人纳氏试剂1.5ml ( 3 .2 .1 ）或1.0ml ( 3 .2 .2 ) ，摇匀。放置10min 后进行比色。若色度很低采用目视比色，一般在波长420nm 下，用光程长2nmm比色皿，以水作参比，测定试份的吸光度。6.3 空白试脸用50ml 水代替试份，按6 .2 进行处埋。注：此步骤只用于分光光度法。6.4 校准6.4.1 目视比色法在6 个50ml 比色管中，分别加人0 、0.10 、0.30 、0.50 、0.70 、l.00ml 铵氮标准溶液（3.5 ) , 再加水至刻度，按6.2 显色后进行目视比色。6.4.2 分光光度法在8个50ml 比色管中，分别加人0、0.50 、1.00 、2.00 、3.00 、5,00 、7.00 、10.00ml 铵氮标准溶液（3.5 ) ，再加水至刻度。按6.2 显色后进行分光光度测定。将上面系列标准溶液测得的吸光度扣除试剂空白（零浓度）的吸光度，便得到校正吸光度，以校正吸光度为纵坐标，铵氮质量mN为横坐标，绘制校准曲线。7结果的表示7.1 目视比色法将试份的色度与标准溶液（6.4.1 ）的色度比较后，得到试份中的铵氮质量mN，除以试份的体积v，便可得到试份的铵氮含量cN( mg/L ）。7.2 分光光度法7.2.1 计算方法试份中铵氮吸光度Ar用式（l）计算：Ar=As-Ab（l)式中：As 试份测定（6.2）吸光度，Ab一 空白试验（6.3）吸光度。铵氮含量cN（mg/L）用式（2）计算：cN =mN /v（2)式中：mN一铵氮质量，g，由Ar值和相应比色皿光程的校准曲线（6.4.2）确定。v 试份体积，ml 。7.2.2 精密度和准确度重复性r 和再现性R 及回收率见下表。 样品铵氮浓度cNMg/l精密度 准确回收率重复性rmg/l再现性Rmg/l标准溶液1.470.0240.066951051.210.0280.07594104 附录A样品的蒸馏预处理（补充件）A.1试剂所用的试剂为公认的分析纯试剂，所用的水应为无氨水。A.1.1 硼酸（H3B03 ) : 20g/L 溶液。A.1.2 氢氧化钠（Na0H ) : 40g/L 溶液。A.1.3 轻质氧化镁（MgO ) ：不含碳酸盐，在500 下加热氧化镁，以除去碳酸盐。A.1.4 盐酸（HCI ，p1.18g/ml ) : lmol / L 溶液。A.1.5 防沫剂：如石蜡碎片。A.1.6 溴百里酚蓝（bromthymol blue ) : 0.5g/L 指示液。A.2仪器常用实验室仪器及：蒸馏器：由一个500800ml的蒸馏烧瓶及防喷头和一个垂直放置的冷凝管组装而成。冷凝管末端可连接一适当长度的滴管，使出口尖端浸人吸收液液面下约2 cm 。蒸馏器清洗：向蒸馏烧瓶中加人350ml 水，加几粒防爆沸颗粒，装好仪器，蒸馏到至少收集100 ml 水时，将馏出液及瓶内残留液弃去。A.3蒸馏操作将50ml 硼酸溶液（A.1.1 ）移人接收瓶内，确保冷凝管出口在硼酸溶液液面之下。量取300ml 样品，移入蒸馏烧瓶中，加几滴溴百里酚蓝指示（A .1.6 ) ，必要时，用氢氧化钠溶液（A .1 .2 ）或盐酸溶液（A .1 .4 ）调整pH 至6.0（指示剂呈黄色）7.4 （指示剂呈蓝色）之间，加水使总体积约为350ml 。向蒸馏烧瓶中加人0.25g 轻质氧化镁（A.1.3 ）及少许防爆沸颗粒 对一些工业废水样品，必要时，加人防沫剂（A.1 .5 ） ，立即将蒸馏烧瓶与冷凝管连接好。加热蒸馏，使馏出液速率约为10m l / m in ，待馏出液约为200ml 时，停止蒸馏。将馏出液定容至原体积（300ml ）。注：分取试份供纳氏试剂比色测定时，应先用氢氧化钠溶液（A.1.2 ）调节至中性。附加说明：本标准由国家环境保护局规划标准处提出。本标准由江苏省环境监测站负责起草。本标准主要起草人陆文兰。本标准由中国环境监测总站负责解释。纳氏试剂比色法测定水体中氨氮常见问题与解决办法 纳氏试剂比色法是测定水中氨氮的国家标准方法,文献2介绍了纳氏试剂比色法的等效方法。标准方法和等效方法对氨氮测定的介绍较为详细,但实际工作中情况复杂,很多问题需要分别深入探讨并加以解决。不少专家学者和专业技术人员对纳氏试剂比色法测定氨氮作了研究,我们根据工作经验,对纳氏试剂比色法测定水体中氨氮常见问题进行了总结,以期更好的指导实际工作。1实验原理1.1纳氏试剂配制原理纳氏试剂的正确配制,影响方法的灵敏度。了解纳氏反应机理,是正确配制纳氏试剂的关键。纳氏试剂由于1856年发明,有2种配制方法,常用2与反应的方法配制,其反应过程如下:显色基团为42-,它的生成与-浓度密切相关。开始时,2+与-按反应(1)式生成红色沉淀2,迅速与过量-按反应(2)式生成42-淡黄色显色基团;当红色沉淀不再溶解时,表明-不再过量,应立即停止加入2,此时可获得最大量的显色基团。若继续加入 2,反应(3)式和(4)式就会显著进行,促使显色基团不断分解,同时产生大量2红色沉淀,从而引起纳氏试剂灵敏度的降低。1 2氨氮反应原理了解氨氮反应原理对我们理解反应过程,控制反应条件有重要意义。纳氏试剂与氨氮反应的情况较为复杂,随反应物质含量不同而分别按方程式(5)(9)进行。一般情况,纳氏试剂主要用于微量氨氮测定,其反应式为(5)式和(8)式。(9)式表明3与4+在水溶液中可相互转化,主要受溶液的影响。1.3酒石酸钾钠掩蔽原理水体中常见金属离子有2+、2+、2+、2+等,若含量较高,易与纳氏试剂中-或-反应生成沉淀或浑浊,影响比色。因而在加入纳氏试剂前,需先加入酒石酸钾钠,以掩蔽这些金属离子,其掩蔽原理如下:2氨氮实验的影响因子及解决方法2.1商品试剂纯度纳氏试剂比色法实验所用试剂主要有46642、2、。某些市售分析纯试剂常达不到要求,从而给实验造成较大影响,据我们的经验,影响实验的试剂主要是46642和2。不合格酒石酸钾钠会导致实验空白值高和引起实际水样浑浊,影响测定。不纯试剂从外观上难以鉴别,只有通过预实验检验才能判定是否符合要求。2为无色结晶体或白色颗粒粉末,变质的2试剂常见红色粉末夹杂其中。据经验,试剂中含有少量红色粉末的试剂还可使用,但仍要避免称取红色粉末配制反应试剂。2.2反应试剂配制纳氏试剂有2种配制方法2,第一种方法利用、2和配制,第二种方法利用、2和配制。2种方法均可产生显色基团42-,一般常用第一种方法配制。该方法关键在于把握2的加入量,这决定着获得显色基团含量的多少,进而影响方法的灵敏度。但方法未给出2的确切用量,需要根据试剂配制过程中的现象加以判断,经验性强,因而较难把握。有人据经验总结出2与的用量比为0.441时(即8.82溶于20溶液),效果很好。我们依据上述纳氏试剂配制反应原理,根据反应方程(5)式和(6)式得出2与的最佳用量比为0.411(即8 22溶于20溶液),以此比例配制的纳氏试剂经多次实验检验,灵敏度均能达到实验要求。配制过程中,2一般溶解较慢,为加快反应速度,节省反应时间,有人提出可在低温加热中进行配制,还可防止2红色沉淀提前出现。酒石酸钾钠配制方法较为简单,但对于不合格试剂,由于铵盐含量较大,只靠加热煮沸并不能完全除去,可采取以下2种方法:(1)向定容后的酒石酸钾钠溶液中加入5纳氏试剂,沉淀后取上层清液使用。(2)向酒石酸钾钠溶液中加少量碱,煮沸蒸发至50左右后,冷却并定容至100。我们认为,第二种方法优于第一种方法,即使铵盐含量很高的酒石酸钾钠,经处理后空白值也能满足实验要求。2.3高空白实验值空白实验值可反映实验过程中各种因素对物质分析的综合影响,空白值高