技術(shù)中心

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)測(cè)定水中總氮影響的研究

• 發(fā)布日期：2016/12/8 15:05:08 閱讀次數(shù)：1996

• 
  

  水中總氮的測(cè)定通常采用堿性過硫酸鉀消解，使有機(jī)氮和無機(jī)氮化合物轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}，用紫外分光光度計(jì)測(cè)定。該方法對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求不高，普通實(shí)驗(yàn)室即可進(jìn)行，適于手工操作。本文通過以不同標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或配制混合標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，研究了堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測(cè)定水中總氮的檢測(cè)方法，得出了只要嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件，不論采用哪種含氮化合物的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)繪制工作曲線都能獲得理想的檢測(cè)結(jié)果。

  
  

  一、實(shí)驗(yàn)部分

  
  

  1.方法原理

  在60℃以上的水溶液中，過硫酸鉀可分解產(chǎn)生硫酸氫鉀和原子態(tài)氧，硫酸氫鉀在溶液中離解而產(chǎn)生氫離子，故在氫氧化鈉的堿性介質(zhì)中可促使分解過程趨于完全。

  分解出的原子態(tài)氧在120℃～124℃條件下，可使水樣中含氮化合物的氮元素轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，并且在此過程中有機(jī)物同時(shí)被氧化分解。可用紫外分光光度法于波長220nm、275nm處分別測(cè)出吸光度A₂₂₀、A₂₇₅，并按式(1)求出校準(zhǔn)吸光度A:

  A=A₂₂₀-2A₂₇₅(1)

  2.儀器與試劑(實(shí)驗(yàn)用純水均為無氨水)

  (1)紫外分光光度計(jì)。

  (2)10mm石英比色皿。

  (3)醫(yī)用手提式蒸汽滅菌器或家用壓力鍋(壓力為1.1kg/cm²～1.4kg/cm²)，相應(yīng)溫度為121℃～124℃。

  (4)25mL具有玻璃磨口塞的比色管。

  (5)氫氧化鈉溶液200g/L:稱取20g氫氧化鈉(NaOH)，溶于純水中，稀釋至100mL。

  (6)氫氧化鈉溶液20g/L:將200g/L氫氧化鈉溶液稀釋10倍。

  (7)堿性過硫酸鉀溶液:稱取40g過硫酸鉀(K₂S₂O₈)，另稱取15g氫氧化鈉(NaOH)，溶于純水中，稀釋至1000mL，溶液存放在聚乙烯瓶內(nèi)，最長可保存1周。

  (8)鹽酸溶液:(1+9)V/V。

  (9)硫酸溶液:(1+35)V/V。

  (10)硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液:C_N=10mg/L。

  (11)氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液:C_N=10mg/L。

  (12)亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液:C_N=10mg/L。

  3.樣品

  (1)采樣

  在水樣采集后立即放入冰箱中或低于4℃的條件下保存，但不得超過24h。

  水樣放置時(shí)間較長時(shí)，可在1000mL水樣中加入0.5mL硫酸(ρ=1.84g/mL)，酸化到pH值小于2，并盡快測(cè)定。樣品可儲(chǔ)存在玻璃瓶中。

  (2)試樣的制備

  取實(shí)驗(yàn)室樣品見一、2，用20g/L氫氧化鈉溶液或(1+35)V/V硫酸溶液調(diào)節(jié)pH值至5～9，從而制得試樣。

  4.分析步驟

  (1)測(cè)定

  ①取10mL試樣(C_N超過100μg時(shí)，可減少取樣量并加純水稀釋至10mL)置于比色管中。

  ②加入5mL堿性過硫酸鉀溶液，塞緊磨口塞，用紗布及紗繩裹緊管塞，以防迸出。

  ③將比色管置于家用壓力鍋中，加熱至頂壓閥吹氣時(shí)開始計(jì)時(shí)。保持此溫度加熱半小時(shí)。

  ④自然冷卻，開閥放氣，移去外蓋。取出比色管并冷卻至室溫。

  ⑤加入(1+9)V/V鹽酸1mL，用純水稀釋至25mL標(biāo)線。

  ⑥在紫外分光光度計(jì)上，以純水作參比，用10mm石英比色皿分別在220nm、275nm波長處測(cè)定吸光度，并用式(1)計(jì)算出校準(zhǔn)吸光度A。在校準(zhǔn)曲線上求出相應(yīng)的總氮含量。

  (2)校準(zhǔn)曲線的繪制

  ①分別取0mL、0.10mL、0.50mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、10.00mL硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(C_N=10mg/L)或氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液(C_N=10mg/L)或亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液(C_N=10mg/L)，加純水稀釋至10mL標(biāo)線。

  ②按一、4.(1)中的步驟②～⑥進(jìn)行測(cè)定后，分別按式(2)、式(3)、式(4)求出除零濃度外，其他校準(zhǔn)系列的校準(zhǔn)吸光度A_s、零濃度的校準(zhǔn)吸光度A_b及其差值A_r，按A_r值與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液含量繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

  A_s=A_s220-2A_s275(2)

  A_b=A_b220-2A_b275(3)

  A_r=A_s-2A_b(4)

  二、結(jié)果與討論

  1.實(shí)驗(yàn)條件的控制
  (1)堿性過硫酸鉀配置最好采用60℃水浴加熱，否則過硫酸鉀會(huì)分解失效。因過硫酸鉀易吸潮，應(yīng)存放在干燥的試劑柜中。
  (2)總氮的檢測(cè)應(yīng)在無氨的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行，應(yīng)避免其他含氮類化合物測(cè)定對(duì)它的污染。
  (3)測(cè)定總氮必須使用無氨水，所用玻璃器皿應(yīng)先用(1+9)V/V鹽酸浸泡后，再用無氨水沖洗數(shù)次才能使用。
  (4)使用家用壓力鍋必須自然冷卻后才能開閥放氣，再取出比色管并冷卻至室溫。
  2.用不同標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)繪制的工作曲線結(jié)果
  (1)分別用硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(C_N=10.0mg/L)、氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液(C_N=10.0mg/L)、亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液(C_N=10.0mg/L)繪制工作曲線結(jié)果:C_N=kA+b，如表1所示。

  

  
  <CTSM>表1單標(biāo)工作曲線結(jié)果</CTSM>
  (2)分別用硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(C_N=10.0mg/L)、氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液(C_N=10.0mg/L)、亞硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液(C_N=10.0mg/L)配制不同的控制樣，以硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(C_N=10.0mg/L)所作工作曲線測(cè)定的結(jié)果與回收率如表2～表4所示。

  

  
  <CTSM>表2單標(biāo)控制樣測(cè)定結(jié)果</CTSM>

  

  
  <CTSM>表3混標(biāo)控制樣測(cè)定結(jié)果</CTSM>

  

  
  <CTSM>表4本底加標(biāo)控制樣測(cè)定結(jié)果</CTSM>
  (3)同時(shí)測(cè)定同一水樣中的氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮和總氮，其結(jié)果如表5所示。

  

  
  <CTSM>表5同一水樣氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮和總氮結(jié)果</CTSM>
  (4)用硝酸鹽氮標(biāo)準(zhǔn)溶液配制加標(biāo)濃度為3.00mg/L的本底加標(biāo)質(zhì)量控制考核樣，測(cè)定總氮濃度并同時(shí)用離子色譜儀測(cè)定硝酸鹽氮濃度，結(jié)果如下:硝酸鹽氮回收率為88.3%，平行樣相對(duì)偏差為0.19%；總氮回收率為99.9%，平行樣相對(duì)偏差為7.7%。
  (5)測(cè)定上述不同濃度含量(0.20mg/L～4.00mg/L)的合成樣品，實(shí)驗(yàn)室相對(duì)偏差為0.94%～4.87%。

  三、結(jié)論

  實(shí)驗(yàn)表明，只要嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件，應(yīng)用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測(cè)定水中總氮，無論采用哪種含氮化合物的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)繪制工作曲線，都能獲得理想的檢測(cè)結(jié)果。