水质氨氮的测定实验

氨氮的测定方法主要有纳氏比色法、气相分子吸收法、苯酚——次氯酸盐（或水杨酸——次氯酸盐）比色法和电极法等。本节将主要介绍纳氏比色法和蒸馏——酸滴定法。

当水样带色或浑浊以及含有其他一些干扰物质，影响氨氮的测定。为此，在分析时需作适当的预处理。对较清洁的水，可采用絮凝沉淀法（加适量的硫酸锌于水样中，并加氢氧化钠使成碱性，生成氢氧化锌沉淀，再经过滤除去颜色和浑浊）；对污染严重的水或工业废水，则用蒸馏法消除干扰（调节水样的pH值使在6.0－7.4的范围，加入适量氧化镁使成微碱性，蒸馏释放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法时，以硼酸溶液为吸收液；采用水杨酸——次氯酸盐比色法时，则以硫酸溶液为吸收液）。

本实验的主要目的：

1 掌握水样预处理的方法；

2 掌握氨氮的测定原理及测定方法的选择

3 掌握分光光度计的使用方法，学习标准系列的配制和标准曲线的制作

一、纳氏试剂光度法（A[1]）

1 实验原理

碘化汞和碘化钾与氨反应生成淡红棕色胶态化合物，此颜色在较宽的波长内具强烈吸收。通常测量用410～425nm范围。

2 实验仪器

2.1 分光光度计

2.2 pH计

2.3 20mm比色皿

2.4 50mL比色管

3 实验试剂

3.1 纳氏试剂：可任择以下两种方法中的一种配制。

3.1.1 称取20g碘化钾溶于约100ml水中，边搅拌边分次少量加入二氯化汞结晶粉末（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易溶解时，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，充分冷却至室温后，将上述溶液在搅拌下，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，密塞保存待用。

3.1.2 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10g碘化汞溶于水，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，密塞保存待用。

3.2 酒石酸钾钠溶液：称取50g酒石酸钾钠（KNaC₄H₄O₆·4H₂O）溶于100ml水中，加热煮沸以去除氨，放冷，定容100ml。

3.3 铵标准贮备溶液：称取3.819g经100℃干燥过的优级纯氯化铵（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。

3.4 铵标准使用液：移取5.00ml铵标准贮备液（3.3）于500ml容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。

4 实验步骤

4.1 标准曲线的制作

4.1.1 吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.00ml铵标准使用液（3.4）于50ml比色管中，加水至标线，加1.0ml酒石酸钾钠溶液（3.2），摇匀。加1.5ml纳氏试剂（3.1.1或3.1.2），混匀。放置10min后，在波长420nm出，用光程20mm比色皿，以水为参比，测量吸光度。

4.1.2 由测得的吸光度减去空白的吸光度后，得到校正吸光度，以氨氮含量（mg）对校正吸光度的统计回归标准曲线。

4.2 水样的测定

4.2.1 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。以下同标准曲线的制作（4.1）。

4.2.2 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（3.1.1或3.1.2），混匀。放置10min后，同标准曲线制作（4.1）步骤测量吸光度。

4.3 空白实验

以无氨水代替水样，做全程序空白测定。

5 结果计算

由水样测得的吸光度减去空白实验的吸光度后，用标准曲线计算出氨氮含量m（mg）值，结果计算：

氨氮（N，mg/L）＝ 1000

式中：m——由标准曲线查得的氨氮量（mg）；

      V——水样体积（ml）。

6 注意事项

6.1 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去除。

6.2 滤纸中常含痕量铵盐，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玷污。

6.3 脂肪胺、芳香胺、醛类、丙酮、醇类和有机氯胺类等有机化合物，以及铁锰镁和硫等无机离子，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，因此应进行预处理。

6.4 本方法zui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，zui低检出浓度为0.02mg/L。

6.5 水样经适当的预处理后，本法可适用于地表水、地下水、工业废水和生活污水中氨氮的测定。

二、滴定法[2]

1 实验原理

滴定法仅适用于已进行蒸馏预处理的水样。调节试样至pH6.0～7.4范围，加入氧化镁使呈微碱性。加热蒸馏，释出的氨被硼酸溶液吸收，以甲基红－亚甲蓝为指示剂，使用酸标准溶液滴定馏出液中的铵。

2 实验试剂

2.1 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（可使用一个月）。

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

2.2  0.05％甲基橙指示剂：称取甲基橙50mg溶于100mL水中。

2.3（1+9）硫酸溶液：量取1份硫酸(ρ=1.84）与9份水混合均匀。

2.4 硫酸标准溶液（1/2H₂SO₄＝0.020mol/L）：

分取5.6ml（1+9）硫酸溶液(2.3)于1000ml容量瓶中，稀释至标线，混匀。按下述操作进行标定。

标定方法：称取经180℃干燥2h的基准试剂级无水碳酸钠（Na₂CO₃）约0.5g（准确称取至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％甲基橙指示剂（2.2），用硫酸溶液滴定至淡橙红色为止。记录用量，用下式计算硫酸标准溶液的浓度：

硫酸标准溶液浓度M（1/2H₂SO₄，mol/L）＝

式中：W——碳酸钠的重量（g）；

V——硫酸标准溶液的体积（ml）；

52.995——（1/2Na₂CO₃）摩尔质量（g/mol）。

3 实验步骤

3.1 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（2.1），用标定过的硫酸溶液（2.4）滴定至绿色转变成淡紫色为止，记录硫酸标准溶液的用量。

3.2 空白实验

以无氨水代替水样，同水样处理及滴定的全程序步骤进行测定。

4 结果计算

氨氮（N，ml/L）＝

式中：A——滴定水样时消耗硫酸标准溶液体积（ml）；

B——空白试验消耗硫酸标准溶液体积（ml）；

M——硫酸标准溶液浓度（mol/L）；

V——水样体积（ml）；

14——氨氮（N）摩尔质量

5 注意事项

5.1 当水样中含有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。

5.2 使用205mL水样，实际测定的zui低检出浓度为含氮0.2mg/L。