水质氨氮的测定
氨氮(NH3-N)以游离氨(NH3)或铵盐(NH4+)形式存在于水中,两者的组成比取决于水的pH值和水温。当pH值偏高时,游离氨的比例较高。反之,则铵盐的比例高,水温则相反。
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、滴定法1
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 20g/l硼酸吸收液:取20g硼酸溶于1000ml水中。
2.5 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: 1本方法与GB7478-87等效。
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); ⨯25.00 V⨯52.995500.0
52.995——(1/2Na2CO3)摩尔质量(g/mol)。
3 实验步骤
3.1 水样的测定
取250mL水样,移入凯氏烧瓶中,加2-3滴溴百里酚蓝指示液,用NaOH溶液或H2SO4溶液调节水样的pH至6.0~7.4,加入0.25g氧化镁使显微碱性(或加入pH=9.5的Na4B4O7-NaOH缓冲溶液使呈弱碱性)和数粒玻璃珠,连接氮球和冷凝管蒸馏,加入50mL硼酸吸收液至吸收瓶中,释放出的氨被吸收于硼酸溶液中,收集馏出液达200mL时,停止蒸馏,定容至250mL。
向硼酸溶液吸收的、经预处理后的水样中,加2滴甲基红-亚甲蓝混合指示液,用0.020mol/L硫酸溶液滴定淡紫红色即为终点,记录硫酸溶液的用量。
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
(A-B)⨯M⨯14⨯1000
氨氮(N,ml/L)= V
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,实际测定的最低检出浓度为含氮0.2mg/L。
水质氨氮的测定
氨氮(NH3-N)以游离氨(NH3)或铵盐(NH4+)形式存在于水中,两者的组成比取决于水的pH值和水温。当pH值偏高时,游离氨的比例较高。反之,则铵盐的比例高,水温则相反。
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、滴定法1
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 20g/l硼酸吸收液:取20g硼酸溶于1000ml水中。
2.5 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: 1本方法与GB7478-87等效。
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); ⨯25.00 V⨯52.995500.0
52.995——(1/2Na2CO3)摩尔质量(g/mol)。
3 实验步骤
3.1 水样的测定
取250mL水样,移入凯氏烧瓶中,加2-3滴溴百里酚蓝指示液,用NaOH溶液或H2SO4溶液调节水样的pH至6.0~7.4,加入0.25g氧化镁使显微碱性(或加入pH=9.5的Na4B4O7-NaOH缓冲溶液使呈弱碱性)和数粒玻璃珠,连接氮球和冷凝管蒸馏,加入50mL硼酸吸收液至吸收瓶中,释放出的氨被吸收于硼酸溶液中,收集馏出液达200mL时,停止蒸馏,定容至250mL。
向硼酸溶液吸收的、经预处理后的水样中,加2滴甲基红-亚甲蓝混合指示液,用0.020mol/L硫酸溶液滴定淡紫红色即为终点,记录硫酸溶液的用量。
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
(A-B)⨯M⨯14⨯1000
氨氮(N,ml/L)= V
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,实际测定的最低检出浓度为含氮0.2mg/L。