实验三--水中三氮测定.doc
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实验三水中“三氮”的测定
目的要求
(一)掌握水中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的测定原理。
(二)熟悉氮化合物的转化过程,氮化合物与污染自净的关系。
(三)了解本次实验的操作步骤及注意事项。
(一)水中氨氮的测定(纳氏直接比色法)
一、原理
水中氨与纳氏试剂在碱性条件下生成黄至棕色的化合物,其色度与氨氮含量成正比。
二、仪器
1.500ml全玻璃蒸馏器
2.25ml具塞比色管
3.分光光度计
三、试剂
本法所有试剂均需用不含氨的纯水配制。
无氨水可用一般纯水通过强酸性阳离子交换树脂或加硫酸和高锰酸钾后重蒸馏制得。
1、氨氮标准贮备溶液将氯化铵(NH4CL)置于烘箱内,在105℃烘烤lh,冷却后称取3.8190g,溶于纯水中,顶溶至1000ml。
氨氮(N)的量浓度为1.0mg/ml是贮备液。
2、氨氮标准溶液(临用时配制)吸取10.00ml氨氮贮备溶液,用纯水定容到1000ml,氨氮(N)的量浓度为10.0μg/ml是标准溶液。
3、0.35%硫代硫酸钠溶液称取0.35g硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)溶于纯水中,并稀释至100ml。
此溶液0.4ml能除去200ml水样中有效氯1mg/L。
使用时可按水样中余氯含量计算加入量。
4、磷酸盐缓冲溶液称取7.15g无水磷酸二氢钾(KH2PO4)及34.4g磷酸氢二钾(K2HPO4或45.075gK2HPO43H2O)溶于纯水中,并稀释至500ml。
5、2%硼酸溶液称取20g硼酸,溶于纯水中,并稀释至1000ml。
6、10%硫酸锌溶液称取10g硫酸锌(ZnSO4·7H2O),溶于少量纯水中,并稀释至100ml。
7、24%氢氧化钠溶液称取24g氢氧化钠,溶于纯水中,并稀释至100ml。
8、50%酒石酸钾纳溶液称取50g酒石酸钾纳(KNaC4H4O64H2O),溶于100ml纯水中,加热煮沸至不含氨为止,冷却后再用纯水补充至100ml。
9、纳氏试剂称取100g碘化汞(HgI2)及70g碘化钾(KI),溶于少量纯水中,将此溶液缓缓倾入已冷却的500ml32%氢氧化钠溶液中,并不停搅拌,然后再以纯水稀释至1000ml,贮于棕色瓶中,用橡皮塞塞紧,避光保存。
本试剂有毒,应谨慎使用。
四、方法
(一)水样预处理无色澄清的水样可直接测定,色度、浑浊度较高和含干扰物质较多的水样,需经过蒸馏或混凝沉淀等预处理步骤。
混凝沉淀:
取200ml水样,加入2ml硫酸锌溶液,混匀。
加入0.8~1ml氢氧化钠,使pH值为10.5,静置数分钟,上清液过滤供比色用。
经硫酸锌和氢氧化钠沉淀的水样,静置后一般均能澄清。
如必需过滤时,应注意滤纸中的氨盐对水样的污染,必需预先将滤纸处理后再使用。
(二)测定(分光光度计的使用)
1.取25.0ml澄清水样或经预处理的水样(如氨氮含量大于0.1mg,则取适量水样加纯水至50ml)于25ml比色管中。
2.另取25ml比色管1支,加入氨氮标准溶液0.4ml,用纯净水稀释至25ml。
3.向水样及标准溶液管内分别加入0.5ml酒石酸钾纳溶液,混匀,再加0.5ml纳氏试剂,混匀后放置10min,于420nm波长下用1cm比色皿,以纯水作参比,测定;单位μg/ml.
五、注意事项
配制纳氏试剂时勿使碘化钾过剩。
过量的碘离子将影响有色络合物的生成,使颜色变浅。
贮存已久的纳氏试剂,使用前应先用已知量的氨氮标准溶液显色,并核对应有的吸光度;加入试剂后2h内不得出现浑浊,否则应重新配制。
(二)水中亚硝酸盐氮的测定(重氮化偶合比色法)
一、原理
水中亚硝酸盐于对氨基苯磺酰胺起重氮作用(pH1.7以下),再与盐酸N-(1-萘基)-乙烯二胺产生偶合反应,生成紫色的偶氮染料,比色定量。
二、仪器
1.50ml具塞比色管
2.分光光度计
三、试剂
(一)亚硝酸盐氮标准溶液称取0.2463g在干燥器内放置24h的亚硝酸纳(NaNO2)。
溶于纯水中,并定容至1000ml。
每升内加2ml氯仿保存。
此溶液亚硝酸盐氮量浓度为50微克/mg。
该为贮备溶液。
取贮备溶液10ml,用纯水稀释至500ml,再从中吸取出10.00ml,用纯水定容100ml。
此溶液亚硝酸盐氮量浓度为0.1微克/ml,是标准溶液。
(二)氢氧化铝悬浮称取125g硫酸铝钾{KAl(SO4)2·12H2O}或硫酸铝铵{NH4Al(SO4)2·12H2O},溶于1000ml纯水中,加热至60℃,慢慢加入55ml浓氨水,使氢氧化铝沉淀。
充分搅拌后静置,弃去上清液。
反复用纯水洗涤沉淀,至倾出液无氯离子(用硝酸银检定)为止,最后加入300ml纯水成悬浮液。
使用前振荡均匀。
(三)1%对氨基苯磺酰胺溶液称取5g对氨基苯磺酰胺(NH2C6H4SO3NH2),溶于350ml1+6盐酸中。
用纯水稀释至500ml。
此试剂可稳定数日。
(四)1%盐酸N-(1-萘基)-乙烯二胺溶液称取0.5g盐酸N-(1-苯基)-乙烯二胺(CHNHCHCHNH·2HCI,又名N—甲萘基盐酸二氨基乙烯,简称NEDD),溶于500ml纯水中。
贮于棕色瓶内,放冰箱内保存,可稳定数周。
如变为深棕色,则应重配。
四、方法
1、若水样浑浊或色度较深,可先取100ml,加入2ml氢氧化铝悬浮液,搅拌后静置数分钟,过滤。
2、先将水样或经处理后的水样,取25.0ml,置于比色管中。
3、另取25ml比色管1支,分别加入亚硝酸盐氮标准溶液1.0ml,用纯水稀释至25.0ml。
4、向水样及标准色列管中分别加入1ml对氨基苯磺酰胺溶液,摇匀后放置2~8min。
再加入1.0ml盐酸N-(1-萘基)-乙烯二胺溶液,立即混匀。
5、在540ml波长下,用1cm比的皿以纯水参比,在10min至2h内,于分光光度计测定。
如亚硝酸盐氮浓度低于4微克/L时,改用3cm比色皿。
(三)硝酸盐氮(二磺酸酚比色法)
一、原理
硝酸盐在无水情况下与二磺酸酚反应,生成硝基二磺酸酚,在碱性溶液中产生分子重排,生成黄色化合物,可以比色定量。
水中含氯化物、亚硝酸盐、铵盐或水样有色,可干扰测定,须作适当的前处理。
二、仪器
1.100m1瓷蒸发皿
2.50m1具塞比色管
3.250m1三角瓶
4.分光光度计
三、试剂
1、二磺酸酚:
称取15g精制苯酚,置于250ml三角瓶中,加105ml浓硫酸使之溶解,瓶口插一小漏斗,置于沸水浴内加热6小时,得淡棕色稠液,密塞贮于棕色瓶中。
苯酚的精制:
将盛有苯酚的容器于热水中加热,融化后倾出适量置于具有空气冷凝管的蒸馏瓶中,加热蒸馏,收集182~184℃的蒸出部分,冷却后应为无色纯净的结晶,置于棕色瓶中,冷暗处保存。
2、硝酸盐氮标准贮备溶液:
称取7.218g经105~110℃烘过1小时的硝酸钾(KNO3),溶于纯水中,并定容1000m1,混匀,加2m1氯仿作保存剂,至少可稳定6个月。
此溶液1.00ml含1.00mg硝酸盐氮。
3、硝酸盐氮标准应用溶液:
吸取硝酸盐氮标准贮备溶液5.00ml,置于蒸发皿内,加0.1mol/L氢氧化钠溶液,调至pH8,在水浴上加热蒸干。
然后加入二磺酸酚2ml,迅速用玻棒研磨蒸发皿内壁,使残渣与二磺酸酚充分接触,放置30分钟,加入少量纯水,移入500m1容量瓶中,再用纯水冲洗蒸发皿,合并于容量瓶中,最后用纯水稀释至标线,混匀。
此溶液1.00ml含10.0μg硝酸盐氮。
4、硫酸银溶液:
称取4.397g硫酸银(Ag2SO4),溶于纯水中,定容至1000mI。
此溶液1.00ml可去除1.00mg氯离子(C1-)。
5、0.5mol/L硫酸溶液:
取2.8ml浓硫酸,加入适量纯水中,并稀释至100ml。
6、1mol/L氢氧化钠溶液:
称取40g氢氧化钠,溶于适量纯水中,稀释至1000ml。
7、0.02mol/L高锰酸钾溶液:
将0.316g高锰酸钾溶于纯水中,并稀释至100ml。
8、浓氨水。
9、乙二胺四乙酸二钠溶液:
称取50g乙二胺四乙酸二钠(EDTA—2Na),用20ml纯水调成糊状,加入60mI浓氨水,充分混合,使之溶解。
10、氢氧化铝悬浮液:
(见亚硝酸盐测定)。
四、方法
(一)水样的预处理:
计算水样体积时应将预处理所加各种溶液的体积扣除。
1.去除颜色:
取100m1水样于l00ml具塞量筒中,加2m1氢氧化铝悬浮液,密塞充分振荡,静置数分钟,澄清后过滤,弃去20ml最初滤液。
2.去除浊度:
如水样有悬浮物,可用0.45μm孔径的滤膜过滤除去。
3.去除氯化物:
取l00ml水样于250m1三角瓶中,根据巳测出的氯化物含量,加入相当量的硫酸银溶液,然后将瓶置于80℃左右的水浴中加热,用力振摇,使氯化银沉淀充分凝聚,冷却后用慢速滤纸过滤。
4.去除亚硝酸盐氮影响:
水样中亚硝酸盐氮含量超过0.2mg/L,则取100m1水样,加1.0ml0.5mol/L硫酸溶液,混匀后滴加0.02mol/L高锰酸钾溶液,至淡红色保持15分钟不褪为止,使亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐,最后从测定结果中减去这一部分亚硝酸盐氮量。
(二)蒸发:
取25.0ml原水样或经预处理的澄清水样,置于蒸发皿中,用pH试纸检查,必要时用硫酸或氢氧化钠溶液调节至微碱性(pH≈8),置于水浴上蒸发至干。
(三)硝化:
取下蒸发皿,加入1.0ml二磺酸酚,用破棒研磨,使二磺酸酚与蒸发皿内残渣充分接触,放置片刻,再研磨一次,静置10分钟,加入约l0ml水。
(四)显色:
在搅拌下向蒸发皿内滴加3~4m1浓氨水,使溶液呈现最深的黄色。
如有沉淀产生,可过滤;或滴加EDTA—2Na溶液至沉淀溶解。
将溶液移入50m1比色管中,用纯水稀释至标线,混匀。
(五)另取10支50m1比色管,分别加入硝酸盐氮标准应用溶液0,0.10,0.30,0.50,0.70,1.00,3.00,5.00,7.00和10.00m1,各加1.0m1二磺酸酚,再各加10m1纯水,在搅拌下滴加3~4ml浓氨水至溶液的颜色最深,加纯水至刻度。
(六)于420nm波长,以纯水为参比,测定样品管和标准管的吸光度。
取标准溶液量为0~1.50ml的标准系列,用3cm比色皿,0~10.00ml的用lcm比色皿测定。
(七)绘制校准曲线,在曲线上查出样品管中硝酸盐氮的含量。
五、计算
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- 实验 水中 测定