總氮測定中空白值影響因素實驗分析

【摘 要】為了保證總氮分析測定的精密度和準確度，以滿足總氮測試的技術(shù)要求，對總氮測定中影響空白值的主要因素——玻璃器皿的潔凈度、實驗室環(huán)境、堿性過硫酸鉀的純度和放置時間、實驗室用水、消解時間和溫度及自然冷卻時間等進行了研究。通過多組實驗數(shù)據(jù)的比對分析，定量分析相應影響因子對空白值的影響程度，旨在為水質(zhì)監(jiān)測提供借鑒和參考作用。

【關鍵詞】總氮 空白值 精密度 準確度 堿性過硫酸鉀 實驗室用水

目前，在水質(zhì)監(jiān)測中，總氮的分析方法普遍采用HJ636-2012堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法。而空白試驗是必不可少的操作過程，空白試驗值的大小和真實可靠與測定結(jié)果的準確度、精密度有極大的相關性。定量分析相應影響因子對空白值的影響程度，通過多組實驗數(shù)據(jù)的比對分析，提出有效控制空白值的最佳實驗條件，以指導實驗操作。

1實驗方法原理

主要是在120～124℃的堿性條件下，利用堿性過硫酸鉀溶液使樣品中含氮化合物的氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，采用紫外分光光度法于波長220nm和275nm處，分別測定吸光度A220和A275，計算校正吸光度A，A=A220-2A275。

2實驗儀器及試劑

SP-756型號的上海光譜紫外分光光度計，石英比色皿（10mL），壓力蒸汽消毒器，具塞玻璃磨口比色管（25mL），新制備的去離子水，堿性過硫酸鉀，（1+9）鹽酸。

3空白值的影響分析實驗

3.1玻璃器皿的潔凈度對空白值的影響

玻璃器皿壁上難以清洗的有機物及其他物質(zhì)會混入介質(zhì)中而使空白值偏高，所以比色管、比色皿用1+9鹽酸浸泡5～6h，用無氨水或去離子水反復沖洗，可使空白吸收值控制在0.030以下。

3.2實驗環(huán)境的影響

實驗室環(huán)境對空白值的影響很大，總氮的分析應在無氨的實驗室環(huán)境中進行，室內(nèi)不應含有揚塵、石油類及其他的氮化合物，絕對不能在分析氨氮等氮類項目的實驗室中做總氮項目的分析，所使用的試劑、玻璃器皿等也要單獨存放，避免交叉污染，影響空白值。

3.3實驗用水對空白吸光值的影響

總氮的國標中要求試驗用水需用無氨水或新制備的去離子水，因無氨水的制備比較繁瑣，考慮到具體工作的可操作性，現(xiàn)將無氨水、新制備去離子水、娃哈哈純凈水和放置一天的去離子水做對比試驗，在其他實驗室條件都一樣的情況下，測定4種實驗用水對空白值的影響。每種水取8個試樣，取平均值，其結(jié)果如下表。實驗結(jié)果表明，無氨水、新制備的去離子水、娃哈哈純凈水這三種均符合空白試驗的校正吸光度Ab小于0.030的要求。為了提高總氮的精密度和準確度，去離子水應現(xiàn)用現(xiàn)制備。詳細數(shù)據(jù)見表1。

3.4實驗試劑對空白吸收值的影響

3.4.1過硫酸鉀對空白吸光值的影響

總氮的測定對過硫酸鉀的純度要求很高，過硫酸鉀質(zhì)量的好壞直接影響實驗結(jié)果。我們買來4種不同品牌的過硫酸鉀進行對比試驗，每個牌子的過硫酸鉀在其他實驗條件都相同的情況下測定6次，取平均值，其結(jié)果如表2。

試驗證明，不同廠家生產(chǎn)的過硫酸鉀對總氮的空白吸光度影響極大，總氮分析要求過硫酸鉀的含氮量應小于0.0005%，但一些廠家所生產(chǎn)的試劑雖然在產(chǎn)品說明上標注的是合格，但通過試驗校正含氮量明顯達不到這個要求，所以在實用前應該對該試劑進行空白試驗測定，從而選擇經(jīng)濟適用的過硫酸鉀。如過硫酸鉀純度不符合做總氮的要求，則必須進行重結(jié)晶過程。

3.4.2氫氧化鈉對空白吸光值的影響

氫氧化鈉試劑的純度也影響空白吸光值，選擇分析純和高級純進行比對試驗，結(jié)果如表3。

本試驗表明氫氧化鈉的純度對空白吸光值的影響也很大，如純度不夠，含氮量高必須進行更換。

3.4.3堿性過硫酸鉀的存放時間對空白吸光值的影響

表4為不同保存時間堿性過硫酸鉀的空白吸光值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，堿性過硫酸鉀聚乙烯瓶中在室溫20℃避光保存的情況下，7d以內(nèi)空白吸光值無大差別，但隨著堿性過硫酸鉀存儲時間的增加而增大，到9d發(fā)現(xiàn)空白吸光值大于0.030。

3.5消解時間對空白吸光值的影響

過硫酸鉀在220nm波長處有很強的吸收峰，即使只有1%的殘留，仍足以嚴重干擾測定。而消解過程中過硫酸鉀能否分解完全，關鍵取決于消解時間和溫度。

由表5可知，消解時間短，過硫酸鉀分解不完全，先充分排出滅菌鍋內(nèi)的冷空氣再關閉放氣閥恒溫消解，自然降壓至與外界相同時才可以打開鍋蓋，以保證總消解時間足夠長，過硫酸鉀分解完全，超過30min時，空白吸光值低于國標要求，所以消解時間大于30min已經(jīng)足夠，稍長時間則更好。

4 結(jié)語

在試驗中，注意實驗室內(nèi)環(huán)境，絕不能在分析氨氮等氮類項目的實驗室中做總氮項目的分析；降低空白吸收值比色管選用優(yōu)質(zhì)的，用前需要鹽酸浸泡比色管，用無氨水洗滌；保證堿性過硫酸鉀及氫氧化鈉純度和實驗室用水，最好現(xiàn)用現(xiàn)配；對于不達標的過硫酸鉀，可以通過重結(jié)晶的方式；保證過硫酸鉀消解完全；注意消解時間和溫度，壓力保持穩(wěn)定，能降低空白吸收值。防止空白值增大，消解時管塞要密閉，不能漏入空氣。

參考文獻：

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作者簡介：劉桂杰（1970—），遼寧沈陽人，女，本科，研究方向：水利工程施工、工程質(zhì)量檢測及分析等。