学习情境11 亚硝酸盐氮的测定 课件(共19张PPT)-《水环境监测》同步教学(化学工业出版社)

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学习情境11 亚硝酸盐氮的测定 课件(共19张PPT)-《水环境监测》同步教学(化学工业出版社)

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(共19张PPT)
亚硝酸盐氮的测定
——分光光度法
一 预备知识
亚硝酸盐(NO2-N)是氮循环的中间产物,不稳定。根据水环境条件,可被氧化成硝酸盐,也可被还原成氨。
亚硝酸盐可与仲胺类反应生成具致癌性的亚硝胺类物质,在pH值较低的酸性条件下,有利于亚硝胺类的形成。
在磷酸介质中,pH值为1.8时,试份中的亚硝酸根离子与4-氨基苯磺酰胺(4-aminobenzene sulfonamide)反应生成重氮盐,它再与N-(1-萘基)-乙二胺二盐酸盐[N-(1-naphthyl-1,2-diaminoethane dihydrochlo-ride)]偶联生成红色染料,在540nm波长处测定吸光度。如果使用光程长为10mm的比色皿,亚硝酸盐氮的浓度在0.2 mg/L以内其呈色符合比尔定律。
二 实训准备
准备事宜 名 称 方 法
样品的采集和保存 实验室样品应用玻璃瓶或聚乙烯瓶采集,并在采集后尽快分析,不要超过24h。若需短期保存(1~2天),可以在每升实验室样品中加入40mg氯化汞,并保存于2~5℃。 准备事宜 名 称 方 法
实训试剂      1 无亚硝酸盐的二次蒸馏水 加入高锰酸钾结晶少许于1L蒸馏水中,使成红色,加氢氧化钡(或氢氧化钙)结晶至溶液呈碱性,使用硬质玻璃蒸馏器进行蒸馏,弃去最初的50ml馏出液,收集约700ml不含锰盐的馏出液,待用。
于1L蒸馏水中加入硫酸(3)1ml、硫酸锰溶液[每100 ml水中含有36.4g硫酸锰(MnSO4·H2O)]0.2ml,滴加0.04%(V/V)高锰酸钾溶液呈红色(约1~3ml),使用硬质玻璃蒸馏器进行蒸馏,弃去最初的50ml馏出液,收集约700ml不含锰盐的馏出液,待用。
2 磷酸 15mol/L,ρ=1.70g/ml
3 硫酸 18mol/Lρ=1.84g/ml
4 磷酸 1+9溶液(1.5mol/L)
溶液至少可稳定6个月。
5 显色剂 500ml烧杯内置入250ml水和50ml磷酸(2),加入20.0g4-氨基苯磺酰胺(NH2C6H4SO2NH2)。再将1.00gN-(1-萘基)-乙二胺二盐酸盐(C10H7NHC2H4NH2·2HCl)溶于上述溶液中,转称至500 ml容量瓶中,用水稀至标线,摇匀。
此溶液贮存于棕色试剂瓶中,保存存在2~5℃,至少可稳定一个月。
注:本试剂有毒性,避免与皮肤接触或吸入体内。
二 实训准备
准备事宜 名 称 方 法
  实训试剂   6 亚硝酸盐氮标准贮备溶液CN=250mg/L 6.1贮备溶液的配制:
称取1.232g亚硝酸钠(NaNO2),溶于150ml水中,定量转移至1000ml容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。
本溶液贮存于棕色试剂瓶中,加入1ml氯仿,保存在2~5℃,至少稳定一个月。
6.2贮备溶液的标定
在300ml具塞锥形瓶中,移入高锰酸钾标准溶液(10)50.00 ml、硫酸(3)5ml,用50ml无分度吸管,使下端插入高锰酸钾溶液液面下,加入亚硝酸盐氮标准贮备溶液50.00ml,轻轻摇匀,置于水浴上加热至70~80℃,按每次10.00ml的量加入足够的草酸钠标准溶液(11),使高锰酸钾标准溶液褪色并使过量,记录草酸钠标准溶液用量V2,然后用高锰酸钾标准溶液(10)滴定过量草酸钠至溶液呈微红色,记录高锰酸钾标准溶液总用量V1。再以50ml实验用水代替亚硝酸盐氮标准贮备溶液,如上操作,用草酸钠标准溶液标定高锰酸钾溶液的浓度c1。
二 实训准备
准备事宜 名 称 方 法
        实训试剂           6 亚硝酸盐氮标准贮备溶液CN=250mg/L 按式(1)计算高锰酸钾标准溶液浓度c1(1/5KMnO4mol/L):
c1=0.0500×V4/V3 (1)
式中: V3-滴定实验用水时加入高锰酸钾标准溶液总量,ml;
V4-滴定实验用水时加入草酸钠标准溶液总量,ml;
0.0500-草酸钠标准溶液浓度(1/2NaC2O4),mol/L。
按式(2)计算亚硝酸盐氮标准贮备溶液的浓度CN(mg/L):
CN =( V1* c1-0.0500 V2)*7.00*1000/50.00=140 V1* c1-7.00 V2
式中:V1-滴定亚硝酸盐氮标准贮备溶液时加入高锰酸钾标准溶液总量,ml;
V2-滴定亚硝酸盐氮标准贮备溶液时加入草酸钠标准溶 液总量,ml;
c1-经标定的高锰酸钾标准溶液的浓度,mol/L;
7.00-亚硝酸盐氮(1/2N)的摩尔质量;
50.00-亚硝酸盐氮标准贮备溶液取样量,ml;
0.0500-草酸钠标准溶液浓度c(1/2Na2C2O4), mol/L。
二 实训准备
准备事宜 名 称 方 法
         实训试剂   7 亚硝酸盐氮中间标准液 CN=50.0mg/L。取亚硝酸盐氮标准贮备溶液(6)50.0mg/L置250ml容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。
此溶液贮于棕色瓶内,保存在2~5℃,可稳定一个月。
8 亚硝酸盐氮标准工作液 CN=1.00mg/L。取亚硝酸盐氮中间标准液(2.3.7)10.00ml于500ml容量瓶中,水稀释至标线,摇匀。
此溶液使用时,当天配制。
注:亚硝酸盐氮中间标准液和标准工作液的浓度值,应采用贮备溶液标定后的准确浓度的计算值。
9 氢氧化铝悬浮液 溶解125g硫酸铝钾[KAl(SO4)2·12H2O]或硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2·12H2O]于1L一次蒸馏水中,加热至60℃,在不断搅拌下,徐徐加入55ml浓氢氧化铵,放置约1h后,移入1L量筒内,用一次蒸馏水反复洗涤沉淀,最后用实验用水洗涤沉淀,直至洗涤液中不含亚硝酸盐为止。澄清后,把上清尽量全部倾出,只留稠的悬浮物,最后加入100ml水。使用前应振荡均匀。
二 实训准备
准备事宜 名 称 方 法
  10 高锰酸钾标准溶液 c(1/5KMnO4)=0.050mol/L。溶解1.6g高锰酸钾(KMnO4)于1.2L水中(一次蒸馏水),煮沸0.5~1h,使体积减少到1L左右,放置过夜,用G-3号玻璃砂芯滤器过滤后,滤液贮存于棕色试剂瓶中避光保存。高锰酸钾标准溶液浓度6.2所述方法进行标定和计算。
  11 草酸钠标准溶液 c(1/2Na2C2O4)=0.0500mol/L。
  溶解经105℃烘干2h的优级纯无水草酸钠(Na2C2O4)3.3500±0.0004于750ml水中,定量转移至1000ml容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。
  12 酚酞指示剂 c=10g/L。
  0.5g酚酞溶于95%(V/V)乙醇50ml中。
水样的预处理 当试样pH≥11时,可能遇到某些干扰,遇此情况,可向试份中加入酚酞溶液(12)1滴,边搅拌边逐滴加入磷酸溶液(4),至红色刚消失。经此处理,则在加入显色剂后,体系pH值为1.8±0.3,而不影响测定。 试样如有颜色和悬浮物,可向每100ml试样中加入2ml氢氧化铝悬浮液(9),搅拌,静置,过滤,弃去25ml初滤液后,再取试份测定。 二 实训准备
三 分析步骤
在 6 个50 ml 比色管中,分别加入亚硝酸盐氮标准工作液(8)0、1.00、3.00、5.00、7.00和10.00ml,用水稀释至标线
空白试验水代替水样取 50 ml
经预处理的水样 50 ml
加入显色剂(2.3.5)1.0ml,密塞,摇匀,静置,此时pH值应为1.8±0.3。
三 分析步骤
加入显色剂20min后,2h以内,在540nm的最大吸光度波长处,用光程10mm的比色皿,以实验用水做参比,测量溶液吸光度。
三 分析步骤
计算绘制标准曲线,计算水样亚硝酸盐氮的浓度
试份溶液吸光的校正值度Ar按下式计算:
Ar=AS-Ab-AC
式中:AS-试份溶液测得吸光度;
Ab-空白试验测得吸光度;
AC-色度校正测得吸光度。
由校正吸光度Ar值,从校准曲线上查得(或由校准曲线方程计算)相应的亚硝酸盐氮的含量mN(μg)。
试份的亚硝酸盐氮浓度按下式计算:
cN=mN/V
式中:cN –亚硝酸盐氮浓度,mg/L;
mN –相应于校正吸光度Ar的亚硝酸盐氮含量,μg。
V–取试份体积,ml。
试份体积为50ml时,结果以三位小数表示。

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. 所有玻璃器皿都应用2mol/L盐酸仔细洗净,然后用水彻底冲洗。
3. 最初使用本方法时,应校正最大吸光度的波长,以后的测定均应用此波长。
4. 试份最大体积为50.0ml,可测定亚硝酸盐氮浓度高至0.20mg/L。浓度更高时,可相应用较少量的样品或将样品进行稀释后,再取样。
5.亚硝酸钠标准贮备液的稳定性
标准溶液如免遭微生物和二氧化碳的作用。每升溶液中加入1毫升三氯甲烷,则能防止细菌生长,且不干扰生色反应。每升溶液中加入0.1克或更少一些的氢氧化钠,使溶液pH8~11.5则可防止因空气中二氧化碳的作用使生成 硝酸而损失。在4~18oC条件下,浓度为100ug/ml亚硝酸盐氮的标准贮备液,存放在棕色玻璃瓶中,可稳定45天;在14~18oC 条件下,浓度为1.0ug/ml的标准使用液,存放在标色瓶中,可基本稳定37天;浓度为0.5ug/ml时,可基本稳定29天。
四 质量控制和保证
6.干扰及消除
氯胺、氯、硫化硫酸盐、聚磷酸钠和高铁离子有明显干扰。水样呈碱性(pH>11)时,可加酚酞溶液为指示剂,滴加磷酸溶液至红色消失。水样有颜色或悬浮物,可加氢氧化铝悬浮液度过滤。
7.注意事项
如水样经预处理后,还有颜色时,则分取两份本积相同的经预处理的水样,一份加1.0毫升显色剂,另一份加1.0毫升(1+9)磷酸溶液。由加显色剂的水样测得的吸光度,减去空白 验测得的吸光度,再减去改加磷酸溶液的水样所测得的吸光度后,获得校正吸光度,以进行色度校正。
四 质量控制和保证
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
分析人 校对人 审核人_________
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
样品的测定结果,mg/L Rd,% 五 氨氮分析原始数据记录表
五 氨氮分析原始数据记录表
标准曲线绘制图





















































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