氨氮的测定课件

氨氮的测定武汉工程大学环境与化工清洁生产实验教学中心2009年5月一、实验目的及要求1.掌握氨氮测定最常用的三种方法—纳式试剂比色法；电极法和滴定法。了解氨气敏电极使用。2.复习含氮化合物测定的相关内容。（一）纳式试剂比色法

一、实验原理碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物，其色度与氨氮含量成正比，通常可在波长410—425nm范围内测其吸光度，计算其含量。本法最低检出浓度为0.025mg/L（光度法），测定上限为2mg/L。采用目视比色法，最低检出浓度为0.02mg/L。水样作适当的预处理后，本法可适用于地面水、地下水、工业废水和生活污水。二、实验仪器与试剂（1）实验仪器

1、带氮球的定氮蒸馏装置：500mL凯氏烧瓶、氮球、直形冷凝管。

2、分光光度计。

3、pH计。（2)实验试剂

配制试剂用水均应为无氨水。

1、无氨水。可选用下列方法之一进行制备：（1）蒸馏法：每升蒸馏水中加0.1mL硫酸，在全玻璃蒸馏器中重蒸馏，弃去50mL初馏液，接取其余馏出液于具塞磨口的玻璃瓶中，密塞保存。（2）离子交换法：使蒸馏水通过强酸性阳离子交换树脂柱。

2、1mol/L盐酸溶液。

3、1mol/L氢氧化纳溶液。

4、轻质氧化镁（MgO）：将氧化镁在500℃下加热，以除去碳酸盐。

5、0.05％溴百里酚蓝指示液（pH6.0—7.6）。

6、防沫剂：如石蜡碎片。

7、吸收液：①硼酸溶液：称取20g硼酸溶于水，稀释至1L。②0.01mol/L硫酸溶液。8、纳氏试剂。可选择下列方法之一制备：（1）称取20g碘化钾溶于约25mL水中，边搅拌边分次少量加入二氧化汞（HgCl2）结晶粉末（约10g），至出现朱红色沉淀不易溶解时，改为滴加饱和二氯化汞溶液，并充分搅拌，当出现微量朱红色沉淀不再溶解时，停止滴加氯化汞溶液。另称取60g氢氧化钾溶于水，并稀释至250mL，冷却至室温后，将上述溶液徐徐注入氢氧化钾溶液中，用水稀释至400mL，混匀。静置过夜，将上清液移入聚乙烯瓶中，密塞保存。（2）称取16g氢氧化钠，溶于50mL水中，充分冷却至室温。另称取7g碘化钾和碘化汞（HgI2）溶于水，然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中。用水稀释至100mL，贮于聚乙烯瓶中，密塞保存。

9、酒石酸钾钠溶液：称取50g酒石酸钾钠（KNaC4H4O6·4H2O）溶于100mL水中，加热煮沸以除去氨，放冷，定容至100mL。10、铵标准贮备溶液：称取3.819g经100℃干燥过的氯化铵（NH4Cl）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。11、铵标准使用溶液：移取5.00mL铵标准贮备液于500mL容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。四、测定步骤

1、水样预处理：取250mL水样（如氨氮含量较高，可取适量并加水至250mL，使氨氮含量不超过2.5mg），移入凯氏烧瓶中，加数滴溴百里酚蓝指示液，用氢氧化钠溶液或盐酸溶液调节至pH7左右。加入0.25g轻质氧化镁和数粒玻璃珠，立即连接氮球和冷凝管，导管下端插入吸收液液面下。加热蒸馏，至馏出液达200mL时，停止蒸馏。定容至250mL。采用酸滴定法或纳氏比色法时，以50mL硼酸溶液为吸收液；采用水扬酸-次氯酸盐比色法时，改用50mL0.01mol/L硫酸溶液为吸收液。

2、标准曲线的绘制：

吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.0mL铵标准使用液于50mL比色管中，加水至标线，加1.0mL酒石酸钾钠溶液，混匀。加1.5mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，在波长420nm处，用光程20mm比色皿，以水为参比，测定吸光度。由测得的吸光度，减去零浓度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量（mg）对校正吸光度的标准曲线。3、水样的测定（1）分取适量经絮凝沉淀预处理后的水样（使氨氮含量不超过0.1mg），加入50mL比色管中，稀释至标线，加0.1mL酒石酸钾钠溶液。（2）分取适量经蒸馏预处理后的馏出液，加入50mL比色管中，加一定量1mol/L氢氧化钠溶液以中和硼酸，稀释至标线。加1.5mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，同标准曲线步骤测量吸光度。4、空白试验：以无氨水代替水样，作全程序空白测定。五、计算由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后，从标准曲线上查得氨氮含量（mg）。式中：m——由校准曲线查得的氨氮量（mg）；

V——水样体积（mL）。

(二)滴定法

一、实验原理滴定法仅适用于已进行蒸馏预处理的水样。调节水样至pH在6.0—7.4范围，加入氧化镁使呈微碱性。加热蒸馏，释出的氨被吸收入硼酸溶液中，以甲基红-亚甲蓝为指示剂，用酸标准溶液滴定馏出液中的铵。当水样中含有在此条件下，可被蒸馏出并在滴定时能与酸反应的物质，如挥发性胺类等，则将使测定结果偏高。二、实验试剂1、混合指示液：称取200mg甲基红溶于100mL95％乙醇，另称取100mg亚甲蓝溶于50mL95％乙醇，以两份甲基红溶液与一份亚甲蓝溶液混合后备用。混合液一个月配制一次。

2、硫酸标准溶液（C1/2H2SO4=0.02mol/L）：分取5.6ml（1＋9）硫酸溶液于1000mL容量瓶中，稀释至标线，混匀。按下列操作进行标定。

称取180℃干燥2h的基准试剂级无水碳酸钠（Na2CO3）约0.5g（称准至.0001g），溶于新煮沸放冷的水中，移入500mL容量瓶中，加25mL水，加1滴0.05％甲基橙指示液，用硫酸溶液滴定至淡橙红色止。记录用量，用下式计算硫酸溶液的浓度。式中：W——碳酸钠的重量（g）；

V——消耗硫酸溶液的体积（mL）。

3、0.05％甲基橙指示液。三、测定步骤1、水样预处理：同纳氏比色法。

2、水样的测定：向硼酸溶液吸收的、经预处理后的水样中，加2滴混合指示液，用0.020mol/L硫酸溶液滴定至绿色转变成淡紫色止，记录硫酸溶液的用量。

3、空白试验：以无氨水代替水样，同水样全程序步骤进行测定。四、计算式中：A——滴定水样时消耗硫酸溶液体积（mL）；

B——空白试验消耗硫酸溶液体积（mL）；

M——硫酸溶液浓度（mol/L）；

V——水样体积（mL）；

14——氨氮（N）摩尔质量。（三）、电极法一、原理

氨气敏电极为-复合电极，以pH玻璃电极为指示电极，银-氯化银电极为参比电极。此电极对置于盛有0.1mol/L氯化铵内充液的塑料套管中，管端部紧贴指示电极敏感膜处装有疏水半渗透薄膜，使内电解液与外部试液隔开，半透膜与pH玻璃电极间有一层很薄的液膜。当水样中加入强碱溶液将pH提高到11以上，使铵盐转化为氨，生成的氨由于扩散作用而通过半透膜（水和其他离子则不能通过），使氯化铵电解质液膜层内NH4+NH3+H+的反应向左移动，引起氢离子浓度改变，由pH玻璃电极测得其变化。在恒定的离子强度下，测得的电动势与水样中氨氮浓度的对数呈一定的线性关系。由此，可从测得的电位值确定样品中氨氮的含量。挥发性胺产生正干扰；汞和银因同氨络合力强而有干扰；高浓度溶解离子影响测定。该方法可用于测定饮用水、地面水、生活污水及工业废水中氨氮的含量。色度和浊度对测定没有影响，水样不必进行预蒸馏。标准溶液和水样的温度应相同，含有溶解物质的总浓度也要大致相同。该方法的最低检出浓度为0.03mg/L氨氮；测定上限为1400mg/L氨氮。二、实验仪器与试剂（1）仪器

1、离子活度计或带扩展毫伏的pH计。

2、氨气敏电极。

3、电磁搅拌器。

(2)试剂所有试剂均用无氨水配制。

1、铵标准贮备液：同纳氏试剂比色法试剂10。

2、100、10、1.0、0.1mg/L的铵标准使用液：用铵标准贮备液稀释配制。

3、电极内充液：0.1mol氯化铵溶液。

4、5mol/L氢氧化钠（内含EDTA二钠盐0.5mol/L）混合溶液。三、测定步骤1、仪器和电极的准备：按使用说明书进行，调试仪器。2、标准曲线的绘制：吸取10.00mL浓度为0.1、1.0、10、100、1000mg/L的铵标准溶液于25mL小烧杯中，浸入电极后加入1.0mL氢氧化钠溶液，在搅拌下，读取稳定的电位值（1min内变化不超过1mV时，即可读数）。在半对数坐标线上绘制E-lgc

的标准曲线。3、水样的测定：取10.00mL水样，以下步骤与标准曲线绘制相同。由测得的电位值，在标准曲线上直接查得水样中的氨