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氨氮的测定
——纳氏试剂分光光度法
一 预备知识
氮是蛋白质、核酸、某些维生素等有机物中的重要组分。水体中含氮物质的主要来源是生活污水和某些工业废水。当含氮有机物进入水体后，由于微生物和氧的作用，可以逐步分解或氧化为无机氨（NH3）、铵（NH4+）、亚硝酸盐(NO2-)和最终产物硝酸盐(NO3-)。
水中有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等几项指标的相对含量在一定程度上反映了含氮有机物进入水体时间的长短，分别代表有机氮转化为无机氮的各个不同阶段。
氨氮（NH3-N）以游离氨（NH3）和铵盐（NH4+）的形式存在于水体中。氨氮是水体中的营养素，可导致水富营养化现象产生，是水体中的主要耗氧污染物，对鱼类及某些水生生物有毒害。氨氮对水生物起危害作用的主要是游离氨，其毒性比铵盐大几十倍，并随碱性的增强而增大。氨氮毒性与池水的pH值及水温有密切关系，一般情况，pH值及水温愈高，毒性愈强。氨氮对水生物的危害有急性和慢性之分。慢性氨氮中毒危害为：摄食降低，生长减慢，组织损伤，降低氧在组织间的输送。鱼类对水中氨氮比较敏感，当氨氮含量高时会导致鱼类死亡。急性氨氮中毒危害为：水生物表现亢奋、在水中丧失平衡、抽搐，严重者甚至死亡。
以游离态的氨或铵离子等形式存在的氨氮与纳氏试剂反应生成淡红棕色络合物，该络合物的吸光度与氨氮含量成正比，于波长420 nm 处测量吸光度。
一 预备知识
二 实训准备
准备事宜 序号 名 称 方 法
实训试剂　 　 　 1 无氨水 离子交换法 蒸馏水通过强酸性阳离子交换树脂（氢型）柱，将流出液收集在带有磨口玻璃塞的玻璃瓶内。每升流出液加 10 g 同样的树脂，以利于保存。
蒸馏法 在 1 000 ml 的蒸馏水中，加 0.1 ml 硫酸（ρ=1.84 g/ml），在全玻璃蒸馏器中重蒸馏，弃去前 50 ml馏出液，然后将约 800 ml 馏出液收集在带有磨口玻璃塞的玻璃瓶内。每升馏出液加 10 g 强酸性阳离子交换树脂（氢型）。
纯水器法 用市售纯水器临用前制备。
2 轻质氧化镁（MgO） 不含碳酸盐，在 500℃下加热氧化镁，以除去碳酸盐
3 盐酸 ρ(HCl)=1.18 g/ml。
准备事宜 序号 名 称 方 法
　 实训试剂 　 4 纳氏试剂 ①二氯化汞-碘化钾-氢氧化钾（HgCl2-KI-KOH）溶液
称取 15.0 g氢氧化钾（KOH），溶于 50 ml 水中，冷却至室温。称取 5.0 g 碘化钾（KI），溶于 10 ml 水中，在搅拌下，将 2.50 g 二氯化汞（HgCl2）粉末分多次加入碘化钾溶液中，直到溶液呈深黄色或出现淡红色沉淀溶解缓慢时，充分搅拌混合，并改为滴加二氯化汞饱和溶液，当出现少量朱红色沉淀不再溶解时，停止滴加。
在搅拌下，将冷却的氢氧化钾溶液缓慢地加入到上述二氯化汞和碘化钾的混合液中，并稀释至100 ml，于暗处静置 24 h，倾出上清液，贮于聚乙烯瓶内，用橡皮塞或聚乙烯盖子盖紧，存放暗处，可稳定 1 个月。
②碘化汞-碘化钾-氢氧化钠（HgI2-KI-NaOH）溶液
称取 16.0 g氢氧化钠（NaOH），溶于 50 ml 水中，冷却至室温。
称取 7.0 g 碘化钾（KI）和 10.0 g 碘化汞（HgI2），溶于水中，然后将此溶液在搅拌下，缓慢加入到上述 50 ml 氢氧化钠溶液中，用水稀释至 100 ml。贮于聚乙烯瓶内，用橡皮塞或聚乙烯盖子盖紧，于暗处存放，有效期 1 年。
二 实训准备
准备事宜 序号 名 称 方 法
实训试剂　 5 酒石酸钾钠溶液 称取 50.0 g酒石酸钾钠（KNaC4H6O6·4H2O）溶于 100 ml 水中，加热煮沸以驱除氨，充分冷却后稀释至 100 ml。
ρ=500 g/L 6 硫代硫酸钠溶液 称取 3.5 g 硫代硫酸钠（Na2S 2O3 ）溶于水中，稀释至 1 000 ml
ρ=3.5 g/L 7 硫酸锌溶液 称取 10.0 g硫酸锌（ZnSO4·7H2O）溶于水中，稀释至 100 ml。
ρ=100 g/L 8 氢氧化钠溶液 称取 25 g 氢氧化钠溶于水中，稀释至 100 ml。
ρ=250 g/L 9 氢氧化钠溶液 称取 4 g 氢氧化钠溶于水中，稀释至 100 ml。
c(NaOH)=1 mol/L 二 实训准备
准备事宜 序号 名 称 方 法
　 实训试剂 　 10 盐酸溶液 量取 8.5 ml 盐酸（3）于适量水中用水稀释至 100 ml。
c(HCl)=1 mol/L 11 硼酸（H3BO3）溶液 称取 20 g 硼酸溶于水，稀释至 1 L。
ρ=20 g/L 12 溴百里酚蓝指示剂（bromthymol blue），ρ=0.5 g/L 称取 0.05 g溴百里酚蓝溶于 50 ml 水中，加入 10 ml 无水乙醇，用水稀释至 100 ml。
13 淀粉-碘化钾试纸 称取 1.5 g 可溶性淀粉于烧杯中，用少量水调成糊状，加入 200 ml 沸水，搅拌混匀放冷。加 0.50 g碘化钾（KI）和 0.50 g 碳酸钠（Na2CO3），用水稀释至 250 ml。将滤纸条浸渍后，取出晾干，于棕色瓶中密封保存。
二 实训准备
准备事宜 序号 名 称 方 法
实训试剂 14 氨氮标准贮备溶液 称取 3.819 0 g 氯化铵（NH4Cl，优级纯，在 100～105℃干燥 2 h），溶于水中，移入 1 000 ml 容量瓶中，稀释至标线，可在 2～5℃保存 1 个月。
ρN =1 000 μg/ml 15 氨氮标准工作溶液 吸取 5.00 ml 氨氮标准贮备溶液（15）于500 ml 容量瓶中，稀释至刻度。临用前配制。
ρN =10 μg/ml 二 实训准备
准备事宜 序号 名 称 方 法
水样的预处理 　 去除余氯 若样品中存在余氯，可加入适量的硫代硫酸钠溶液去除。每加 0.5 ml 可去除 0.25 mg 余氯。
用淀粉-碘化钾试纸检验余氯是否除尽。
絮凝沉淀 100 ml 样品中加入 1 ml 硫酸锌溶液和 0.1～0.2 ml 氢氧化钠溶液（ρ=250 g/L） ，调节pH约为 10.5，混匀，放置使之沉淀，倾取上清液分析。必要时，用经水冲洗过的中速滤纸过滤，弃去初滤液 20 ml。也可对絮凝后样品离心处理。
准备事宜 序号 名 称 方 法
水样的预处理 预蒸馏 将 50 ml 硼酸溶液移入接收瓶内，确保冷凝管出口在硼酸溶液液面之下。分取 250 ml 样品，移入烧瓶中，加几滴溴百里酚蓝指示剂，必要时，用氢氧化钠溶液（c(NaOH)=1 mol/L）或盐酸溶液（c(HCl)=1 mol/L）调整 pH至 6.0（指示剂呈黄色）～7.4（指示剂呈蓝色） ，加入0.25 g 轻质氧化镁及数粒玻璃珠，立即连接氮球和冷凝管。加热蒸馏，使馏出液速率约为 10 ml/min，待馏出液达 200 ml 时，停止蒸馏，加水定容至 250 ml。
二 实训准备
三 分析步骤
在 8 个50 ml 比色管中，分别加入 0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00 和10.00 ml 氨氮标准工作溶液，用无氨水稀释至标线。
空白试验水代替水样取 50 ml。
经预处理的水样 50 ml（若水样中氨氮质量浓度超过 2 mg/L，可适当少取水样体积），如经蒸馏或在酸性条件下煮沸方法预处理的水样，须加一定量氢氧化钠溶液（1 mol/L），调节水样至中性，用水稀释至50 ml
加入 1.0 ml 酒石酸钾钠溶液（5）摇匀
三 分析步骤
加入纳氏试剂① 1.5 ml或② 1.0 ml摇匀
三 分析步骤
放置10min后，在波长 420 nm下，用 20 mm比色皿，以水作参比，测量吸光度
三 分析步骤
计算绘制标准曲线，计算水样氨氮的浓度
——水样中氨氮的质量浓度（以 N计），mg/L；
As——水样的吸光度；
Ab——空白试验的吸光度；
a——校准曲线的截距；
b——校准曲线的斜率；
V——试料体积，ml。
三 分析步骤
四 质量控制和保证
1.试剂空白的吸光度应不超过 0.030（10 mm比色皿）。
2.纳氏试剂的配制
为了保证纳氏试剂有良好的显色能力，配制时务必控制 HgCl2 的加入量，至微量 HgI2 红色沉淀不再溶解时为止。配制 100 ml 纳氏试剂所需 HgCl2与 KI 的用量之比约为 2.3∶5。在配制时为了加快反应速度、节省配制时间，可低温加热进行，防止 HgI2 红色沉淀的提前出现。
四 质量控制和保证
3.酒石酸钾钠的配制
酒石酸钾钠试剂中铵盐含量较高时，仅加热煮沸或加纳氏试剂沉淀不能完全除去氨。此时采用加入少量氢氧化钠溶液，煮沸蒸发掉溶液体积的 20%～30%，冷却后用无氨水稀释至原体积。
4.絮凝沉淀
滤纸中含有一定量的可溶性铵盐，定量滤纸中含量高于定性滤纸，建议采用定性滤纸过滤，过滤前用无氨水少量多次淋洗（一般为 100 ml）。这样可减少或避免滤纸引入的测量误差。
四 质量控制和保证
5.水样的预蒸馏
蒸馏过程中，某些有机物很可能与氨同时馏出，对测定有干扰，其中有些物质（如甲醛）可以在酸性条件（pH＜1）下煮沸除去。在蒸馏刚开始时，氨气蒸出速度较快，加热不能过快，否则造成水样暴沸，馏出液温度升高，氨吸收不完全。馏出液速率应保持在 10 ml/min 左右。
蒸馏过程中，某些有机物很可能与氨同时馏出，对测定仍有干扰，其中有些物质（如甲醛）可以在酸性条件（pH＜1）下煮沸除去。 部分工业废水，可加入石蜡碎片等做防沫剂。
6.蒸馏器清洗
向蒸馏烧瓶中加入 350 ml 水，加数粒玻璃珠，装好仪器，蒸馏到至少收集了 100 ml 水，将馏出液及瓶内残留液弃去。
五 氨氮分析原始数据记录表
1.吸收池配套性检查
比色皿的校正值：A1 0.000 ；A2 ； A3 ；
所选比色皿为：
2.标准曲线的绘制：
测量波长： ；标准溶液原始浓度： ；
溶液号 吸取标液体积，mL 浓度或质量（ ） A A校正
0
1
2
3
4
5
6
7
回归方程： 相关系数： 五 氨氮分析原始数据记录表
3.水质样品的测定
平行测定次数 1 2 3
吸光度，A
空白值，A 校正吸光度，A校正
回归方程计算所得浓度（ ）
原始试液浓度， g/mL
样品磷的测定结果，mg/L Rd，% 分析人 校对人 审核人___________
五 氨氮分析原始数据记录表

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