水中氨氮测定方法及操作步骤汇总介绍

1. 方法的选择

氨氮的测定方法,通常有纳氏比色法、苯酚-次氯酸盐(或水杨酸-次氯酸盐)比色法和电法等。纳氏试剂比色法具操作简便、灵敏等特点,水中钙、镁和铁等金属离子、硫化物、醛和酮类、颜色,以及浑浊等干扰测定,需做相应的预处理,苯酚-次氯酸盐比色法具灵敏、稳定等优点,干扰情况和方法同纳氏试剂比色法。电法通常不需要对水样进行预处理和具测量范围宽等优点。氨氮含量较高时,尚可采用蒸馏﹣酸滴定法。

2.水样的保存

 水样采集在聚乙烯瓶或玻璃瓶内,并应尽快分析,必要时可加硫酸将水样酸化至pH<2,于2—5℃下存放。酸化样品应注意防止吸收空气中的氮而遭致污染。

预    处   理

水样带色或浑浊以及含其它一些干扰物质,影响氨氮的测定。为此,在分析时需做适当的预处理。对较清洁的水,可采用絮凝沉淀法,对污染严重的水或工业废水,则以蒸馏法使之干扰。

 

(一)絮 凝 沉 淀 法

1、概    述

加适量的硫酸锌于水样中,并加氢氧化钠使呈碱性,生成氢氧化锌沉淀,再经过滤去除颜色和浑浊等。

2、仪    器

100ml具塞量筒或比色管。

3、试    剂

(1)10%(m/V)硫酸锌溶液:称取10g硫酸锌溶于水,稀释至100ml。

(2)25%氢氧化钠溶液:称取25g氢氧化钠溶于水,稀释至100ml,贮于聚乙烯瓶中。

(3)硫酸&rho;=1.84。

 4、步    骤

 取100ml水样于具塞量筒或比色管中,加入1ml 10%硫酸锌溶液和0.1—0.2ml 25%氢氧化钠溶液,调节pH至10.5左右,混匀。放置使沉淀,用经无氨水充分洗涤过的中速滤纸过滤,弃去初滤液20ml。

 

(二)蒸  馏  法

1、概    述

 调节水样的pH使在6.0—7.4的范围,加入适量氧化镁使呈微碱性(也可加入pH9.5的Na4B4O7-NaOH缓冲溶液使呈弱碱性进行蒸馏;pH过高能促使有机氮的水解,导致结果偏高),蒸馏释出的氨,被吸收于硫酸或硼酸溶液中。采用纳氏比色法或酸滴定发时,以硼酸溶液为吸收液;采用水杨酸-次氯酸比色法时,则以硫酸溶液为吸收液。

2、仪    器

带氮球的定氮蒸馏装置:500ml凯氏烧瓶、氮球、直形冷凝管和导管。

3、试    剂

 水样稀释及试剂配制均用无氨水。

(1) 无氨水制备:

   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初滤液,接取其余馏出液于具塞磨口的玻瓶中,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氢氧化钠溶液。

(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。

              ② 硫酸(H2SO4)溶液:0.01mol/L。

4、步    骤

(1) 蒸馏装置的预处理:加250ml水于凯氏烧瓶中,加0.25g轻质氧化镁和数粒玻璃珠,加热蒸馏,至馏出液不含氨为止,弃去瓶内残渣。

(2) 分取250ml水样(如氨氮含量较高,可分取适量并加水至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,采用水杨酸-次氯酸盐比色法时,改用50ml 0.0 1mol/L硫酸溶液为吸收液。

 

5、注意事项

(1) 蒸馏时应避免发生暴沸,否则可造成馏出液温度升高,氨吸收不*。

(2) 防止在蒸馏时产生泡沫,必要时加入少量石蜡碎片于凯氏烧瓶中。

(3) 水样如含余氯,则应加入适量0.35%硫代硫酸钠溶液,每0.5ml可除去0.25mg余氯。

氨氮测定 

(三)   纳氏试剂光度法

概    述

1、方法原理

 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,此颜色在较宽的波长范围内具强烈吸收。通常测量用波长在410—425nm范围。

2、干扰及解决

 脂肪胺、芳香胺、醛类、丙酮、醇类和有机氯胺类等有机化合物,以及铁、锰、镁、硫等无机离子,因产生异色或浑浊而引起干扰,水中颜色和浑浊亦影响比色。为此,须经絮凝沉淀过滤或蒸馏预处理,易挥发的还原性干扰物质,还可在酸性条件下加热除去。对金属离子的干扰,可加入适量的掩蔽剂加以。 

3.方法适用范围

本法最低检出浓度为0.025mol/L(光度法),测定上限为2mg/L。采用目视比色法,zui低检出浓度为0.02mg/L。水样作适当的预处理后,本法可适用于地表水、地下水、工业废水和生活污水。

仪    器

(1) 分光光度法。

(2) pH计。

试    剂

 配制试剂用水应为无氨水。

1. 纳氏试剂

    可选择下列一种方法制备。

(1) 称取20g碘化钾溶于约25ml水中,边搅拌边分次少量加入二氯化汞(HgCI2)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,停止滴加二氯化汞溶液。

另称取60g氢氧化钾溶于水,并稀释至250ml,冷却至室温后,将上述溶液在边搅拌下,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充分冷却至室温。

          另称取7g碘化钾和10g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。

2.酒石酸钾钠溶液

 称取50g酒石酸钾钠(KnaC4H4O6&middot;4H2O)溶于100ml水中,加热煮沸以除去氨,放冷,定容至100ml。

3.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,稀释至标线。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。

4. 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。

步    骤

1. 校准曲线的绘制

 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4250nm处,用光程20mm比色皿,以水作参比,测量吸光度。

 由测得得吸光度,减去零浓度管的吸光度后,得到校正吸光度,绘制以氨氮含量(mg)对校正吸光度得校准曲线。

2. 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1.0ml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,同校准曲线步骤测量吸光度。

3. 试验:以无氨水代替水样,作全程序测定。

计    算

 由水样测得的吸光度减去试验的吸光度后,从校准曲线上查得氨氮含量(mg)。

氨氮(N,mg/L)= 

式中,m—由校准曲线查得的氨氮量(mg);

      V—水样体积(ml)。

精密度和准确度

 三个实验室分析含1.14~1.16mg/L氨氮的加标水样,单个实验室的相对标准偏差不超过9.5%;加标回收率范围为95~104%。

 四个实验室分析含1.81~3.06mg/L氨氮的加标水样,单个实验室的相对标准偏差不超过4.4%;加标回收率范围为94~96%。

注意事项

(1) 纳氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例,对显色反应的灵敏度有较大影响。静置后生成的沉淀应除去。

(2) 滤纸中常含有痕量铵盐,使用时注意用无氨水洗涤。所用玻璃器皿应避免实验室空气中氨的沾污。

 

(四)   水杨酸-次氯酸盐光度法

概    述

1. 方法原理

 在亚硝基铁氰化钠存在下,铵与水杨酸盐和次氯酸离子反应生成兰色化合物,在波长697nm具zui大吸收。

2. 干扰及

 氯铵在此条件下,均被定量的测定。钙、镁等阳离子的干扰,可加酒石酸钾钠掩蔽。

3. 方法的适用范围

 本法最低检出浓度为0.01mg/L,测定上限为1mg/L。适用于饮用水、生活污水和大部分工业废水中氨氮的测定。

仪    器

(1) 分光光度计。

(2) 滴瓶(滴管流出液体,每毫升相当于20±1滴)

试    剂

 所有试剂配制均用无氨水。

1. 铵标准贮备液

 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。

2. 铵标准中间液

 吸取10.00ml铵标准贮备液移取100ml容量瓶中,稀释至标线。此溶液每毫升含0.10mg氨氮。

3. 铵标准使用液

 吸取10.00ml铵标准中间液移入1000ml容量瓶中,稀释至标线。此溶液每毫升含1.00&mu;g氨氮。临用时配置。

4. 显色液

 称取50g水杨酸〔C6H4(OH)COOH〕,加入100ml水,再加入160ml 2mol/L氢氧化钠溶液,搅拌使之*溶解。另称取50g酒石酸钾钠溶于水中,与上述溶液合并移入1000ml容量瓶中,稀释至标线。存放于棕色玻瓶中,本试剂至少稳定一个月。

注: 若水杨酸未能全部溶解,可再加入数毫升氢氧化钠溶液,直至*溶解为止,zui后溶液的pH值为6.0—6.5。

5. 次氯酸钠溶液

 取市售或自行制备的次氯酸钠溶液,经标定后,用氢氧化钠溶液稀释成含有效氯浓度为0.35%(m/V),游离碱浓度为0.75mol/L(以NaOH计)的次氯酸钠溶液。存放于棕色滴瓶内,本试剂可稳定一星期。

6. 亚硝基铁氰化钠溶液

 称取0.1g亚硝基铁氰化钠{Na2〔Fe(CN)6NO〕&middot;2H2O}置于10ml具塞比色管中,溶于水,稀释至标线。此溶液临用前配制。

7. 清洗溶液

 称取100g氢氧化钾溶于100ml水中,冷却后与900ml 95%(V/V)乙醇混合,贮于聚乙烯瓶内。

步    骤

1. 校准曲线的绘制

吸取0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00ml铵标准使用液于10ml比色管中,用水稀释至8ml,加入1.00ml显色液和2滴亚硝基铁氰化钠溶液,混匀。再滴加2滴次氯酸钠溶液,稀释至标线,充分混匀。放置1h后,在波长697nm处,用光程为10mm的比色皿,以水为参比,测量吸光度。

由测得的吸光度,减去管的吸光度后,得到校正吸光度,绘制以氨氮含量(&mu;g)对校正吸光度的校准曲线。

2. 水样的测定

 分取适量经预处理的水样(使氨氮含量不超过8&mu;g)至10ml比色管中,加水稀释至8ml,与校准曲线相同操作,进行显色和测量吸光度。

3. 试验

 以无氨水代替水样,按样品测定相同步骤进行显色和测量。

计    算

 由水样测得的吸光度减去试验的吸光度后,从校准曲线上查得氨氮含量(&mu;g)。

氨氮(N,mg/L)= 

式中,m—由校准曲线查得的氨氮量(&mu;g);

 V—水样体积(ml)。 

注意事项

水样采用蒸馏预处理时,应以硫酸溶液为吸收液,显色前加氢氧化钠溶液使其中和。 

 

(五)   滴  定  法

概    述

 滴定法仅适用于进行蒸馏预处理的水样。调节水样至pH6.0~7.4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。

试    剂

(1) 混合指示液:

 称取200mg甲基红溶于100ml 95%乙醇;另称取100mg亚甲蓝溶于50ml 95%乙醇。以两份甲基红溶液与一份亚甲蓝溶液混合后供用。混合液一个月配制一次。

   注:  为使滴定终点明显,必要时添加少量甲基红溶液于混合指示液中,以调节二者的比例至合适为止。

(2) 硫酸标准溶液(1/2H2SO4=0.020mol/L):

 分取5.6ml(1+9)硫酸溶液于1000ml容量瓶中,稀释至标线,混匀。按下述操作进行标定。

 称取经180℃干燥2h的基准试剂级无水碳酸钠(Na2CO3)约0.5g(称准至0.0001g),溶于新煮沸放冷的水中,移入500ml容量瓶中,稀释至标线。移取25.00ml碳酸钠溶液于150ml锥形瓶中,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,用下列公式计算,硫酸溶液的浓度。

硫酸溶液浓度(1/2H2SO4,mol/L)= 

式中,W—碳酸钠的重量(g);

      V—硫酸溶液体积(ml)。

(3)0.05%甲基橙指示液。

步    骤

1. 水样的测定

 于全部经蒸馏预处理、以硼酸溶液为吸收液的馏出液中,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,记录用量。

2. 试验

 以无氨水代替水样,同水样全程序步骤进行测定。

计    算

氨氮(N,mg/L)= 

式中,A—滴定水样时消耗硫酸溶液体积(ml);

      B—试验硫酸溶液体积(ml);

      M—硫酸溶液浓度(mol/L);

      V—水样体积(ml);

      14—氨氮(N)摩尔质量。 

 

(六)  电    法

概    述

1. 方法原理

氨气敏电为一复合电,以pH玻璃电为指示电,银-氯化银电为参比电。此电对置于盛有0.1mol/L氯化铵内充液的塑料管中,管端部紧贴指示电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+&Ouml;NH3+H+的反应向左移动,引起氢离子浓度改变,由pH玻璃电测得其变化。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,可从测得的电位确定样品中氨氮的含量。

2. 干扰及

 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。

3. 方法适用范围

 本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。

 方法的zui低检出浓度为0.03mg/L氨氮;测定上限为1400mg/L氨氮。

仪    器

(1) 离子活度计或带扩展毫伏的pH计。

(2) 氨气敏电。

(3) 电磁搅拌器。

试    剂

 所有试剂均用无氨水配制。

(1) 铵标准贮备液:

 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。

(2) 100、10、1.0、0.1mg/L的氨标准使用液:

 用铵标准贮备液稀释配制。

(3) 电内充液:0.1mol氯化铵溶液。

(4) 氢氧化钠(5mol/L)-Na2-EDTA(0.5mol/L)混合溶液,贮于聚乙烯瓶中。

步    骤

1. 仪器和电的准备

 按使用说明书进行,调试仪器。

2. 校准曲线的绘制

 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,浸入电后加入1.0ml氢氧化钠-Na2-EDTA溶液,在搅拌下,读取稳定的电位值(在1min内变化不超过1mV时,即可读数)。在半对数坐标线绘制E-logc的校准曲线。

3. 水样的测定

 吸取10.00ml水样,以下步骤与校准曲线绘制相同。由测得的电位值,在校准曲线上直接查得水样的氨氮含量(mg/L)。

精密度与准确度

 七个实验室分析含14.5mg/L氨氮的统一分发的加标地面水。实验室内相对标准偏差为2.0%;实验室间相对标准偏差为5.2%;相对误差为-1.4%。

注意事项

(1) 绘制校准曲线时,可以根据水样中氨氮含量,自行取舍三或四个标准点。

(2) 试验过程中,应避免由于搅拌器发热而引起被测溶液温度上升,影响电位值的测定。

(3) 当水样酸性较大时,应先用碱液调至中性后,再加离子强度调节液进行测定。

(4) 水样不要加氯化汞保存。

(5) 搅拌速度应适当,不使形成涡流,避免在电处产生气泡。

(6) 水样中盐类含量过高时,将影响测定结果。必要时,应在标准溶液中加入相同量的盐类,以误差。




本文标题:水中氨氮测定几种方法及操作步骤
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