納氏試劑比色法測(cè)定水中的氨氮

施曉梅

摘 要：文章對(duì)納氏試劑分光光度法是如何測(cè)定水中氨氮含量的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行了介紹，并詳細(xì)的敘述了實(shí)驗(yàn)步驟。對(duì)納氏試劑分光光度法進(jìn)行了適用性實(shí)驗(yàn)，對(duì)可能會(huì)影響該方法的因素進(jìn)行了分析，并提出了存在的問(wèn)題與對(duì)應(yīng)的改進(jìn)措施，以確保能夠準(zhǔn)確地測(cè)量水中的氨氮含量。

關(guān)鍵詞：納氏試劑比色法；氨氮含量；準(zhǔn)確度

中圖分類號(hào)：TU46+1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）26-0081-02

通常我們將在水中的游離氨（NH3）或銨鹽（NH4+）形式稱作氨氮。而水中的水溫和pH值是氨氮組成的比例的決定性因素，游離氨通常在pH值高或水溫低的情況下所占比例高，而銨鹽則在pH值低或水溫高的情況下所占比例高。而生活污水中通常含有大量的含氨有機(jī)物，而這些有機(jī)物會(huì)在微生物的分解作用下分解產(chǎn)物，農(nóng)田排水或工業(yè)廢水就是典例。測(cè)定氨氮含量的方法有許多，除了本文介紹的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法——納氏試劑比色法外還有如氨氣敏電極法、凱氏定氮儀法、酶法等。而納氏試劑比色法有著簡(jiǎn)單快捷靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，但也存在著納氏試劑會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染等缺點(diǎn)。且干擾測(cè)定的因素較多，如廢水中的硫化物、酮和醛類、鎂或鈣等金屬離子、濁度及顏色等。而對(duì)應(yīng)的預(yù)處理操作起來(lái)又復(fù)雜繁瑣，所以要對(duì)與檢測(cè)過(guò)程有關(guān)的問(wèn)題加以探討，以確保能夠準(zhǔn)確地測(cè)量水中的氨氮含量。

1 原理

納氏試劑會(huì)和氨氮（游離氨和銨離子等形式）反應(yīng)，生成淡紅棕色絡(luò)合物，氨氮含量與淡紅棕色絡(luò)合物的色度成正比，以上符合朗伯比爾定律。波長(zhǎng)420nm以內(nèi)的范圍可以測(cè)其吸光度，并對(duì)其含量進(jìn)行計(jì)算。

2 納氏試劑的存放與配制需注意的事項(xiàng)

2.1 配制

方法一：取20ml的純水，并稱取10g碘化鉀溶于其中，在勻速攪拌的情況下，緩慢加入約6.5%的飽和氯化汞溶液。同時(shí)另外稱取29g氫氧化鈉，稀釋至80rnL（360g/L的氫氧化鈉）溶于純水中，待其冷卻到室溫以后，緩慢的將上述溶液注入氫氧化鈉溶液中，使用純水稀釋至200mL，混勻靜置過(guò)一晚上后將上清液移入聚乙烯瓶，保存時(shí)注意要避光密塞。

方法二：取50mL的純水，并稱取16g的氫氧化鈉溶于其中（320g/L的氫氧化鈉），待其冷卻至室溫以后，另外在少量純水中，溶入10g的碘化汞與7g的碘化鉀，并將此溶液在攪拌的情況下緩慢的注入氫氧化鈉溶液中，使用純水將其稀釋至100mL，貯在聚乙烯瓶中，保存時(shí)注意要避光密塞。

通常因?yàn)榉椒ㄒ坏呐渲品椒ㄝ^為復(fù)雜，對(duì)經(jīng)驗(yàn)技巧有較高的要求，所以常使用較為簡(jiǎn)單的第二種方法進(jìn)行配制。而把握HgCl的加入量是第一種配制方法的關(guān)鍵，將會(huì)決定顯色集團(tuán)含量的多少，方法的靈敏度會(huì)受此影響。且方法中沒(méi)有給出HgCl的具體用量，所以需要一定的經(jīng)驗(yàn)對(duì)試劑配制過(guò)程中的現(xiàn)象進(jìn)行判斷，所以比較難以把握。

2.2 存放

通常在納氏試劑貯存超過(guò)一個(gè)月后，需在使用前，對(duì)已知量的銨標(biāo)準(zhǔn)溶液顯色，根據(jù)顯色是否有異常決定是否該進(jìn)行重新配置。

3 樣品預(yù)處理

（1）去除余氯，通常當(dāng)樣品中有余氯時(shí)應(yīng)根據(jù)每0.5ml硫代硫酸鈉溶液去除0.25mg余氯加入適量的硫代硫酸鈉溶液，并檢驗(yàn)余氯是否除盡（通常使用淀粉-碘化鉀試紙）。（2）應(yīng)加入1mL500g/L的酒石酸溶液掩蔽在測(cè)定過(guò)程中鎂、鐵、鈣離子在水中生成的沉淀。（3）當(dāng)水樣渾濁時(shí)，加入1mL的硫酸鋅溶液于100mL水樣中，攪勻后加入0.4～0.5mL的6mol/L氫氧化鈉溶液，即100mL水中溶入了24g氫氧化鈉。攪勻后確保pH值大約為10.5后充分?jǐn)嚢瑁蠹右造o置，過(guò)濾。（4）當(dāng)水的污染較為嚴(yán)重或是工業(yè)廢水時(shí)，應(yīng)采用硫酸（1+35）溶液或是氫氧化鈉溶液（1.0mol/L）將水樣的pH值調(diào)至7，在接收瓶?jī)?nèi)移入50mL硼酸溶液，并保證冷凝管的出口在硼酸溶液頁(yè)面之下。并向燒瓶中移入250ml的樣品，并加入幾滴溴百里酚藍(lán)指示劑，在必要的時(shí)候還可以加入數(shù)粒玻璃球及0.25g的輕質(zhì)氧化鎂，并立即連接冷凝管和氮球。通過(guò)加熱蒸餾使餾出液速率在10ml/min左右，在餾出液達(dá)到200ml時(shí)便停止蒸餾，加水，定容至250ml。

4 氨氮標(biāo)準(zhǔn)溶液

4.1 貯備氨氮標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液

稱取3.8190g的氯化銨溶于水中，（氯化銨應(yīng)在100～105℃下干燥2h，為優(yōu)級(jí)純），移至100溶量瓶中且稀釋到標(biāo)線。溶液中氨氮含量為100mg/ml。

4.2 氨氮標(biāo)準(zhǔn)工作溶液

在500ml容量瓶中加入5.00ml的銨標(biāo)準(zhǔn)貯備液，并稀釋至標(biāo)線。此溶液在臨用前配制，溶液中氨氮含量為0.010mg/L。

5 實(shí)驗(yàn)步驟

5.1 校準(zhǔn)曲線的繪制

取7個(gè)50ml的比色管，分別加入氨氮標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，加入量與其對(duì)應(yīng)的氨氮含量如下：0.00ml與0.0？滋g、1.00ml與10.0？滋g、0.50ml與5.0？滋g、3.00ml與30.0？滋g、5.00ml與50.0？滋g、7.00ml與70.0？滋g和10.00ml與100.0？滋g。在加水到標(biāo)線后加入1.0ml的500g/L酒石酸鉀鈉溶液，在確保搖勻后加入納氏試劑1.0ml，之后再次搖勻，并在靜置10min后，與波長(zhǎng)420mm下，用水作參比用5mm比色皿測(cè)量吸光度。縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)分別用空白校正后的吸光度和對(duì)應(yīng)氨氮含量（？滋g），以此繪制校準(zhǔn)曲線。

5.2 樣品測(cè)定

取適量的預(yù)處理后的水樣加入50ml的比色管中，稀釋至刻度后對(duì)吸光度進(jìn)行測(cè)量?？瞻自囼?yàn)中水樣用水替代，并使用同樣的步驟進(jìn)行測(cè)定和處理。

6 計(jì)算

使用水樣吸光度減去空白試驗(yàn)吸光度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得氨氮含量（mg）。具體公式如下。

式中：m-由校準(zhǔn)曲線查得的氨氮量（mg）；endprint

V-水樣體積（mL）。

7 結(jié)果與結(jié)論

通過(guò)空白試驗(yàn)值反映實(shí)驗(yàn)過(guò)程中多種因素對(duì)物質(zhì)的影響。且空白值對(duì)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度有一定影響，本次對(duì)空白值的要求為吸光度A≤0.030。

7.1 空白值的影響

氨氮實(shí)驗(yàn)用水要求為無(wú)氨水，蒸餾水也可以替代。在實(shí)驗(yàn)預(yù)處理樣水時(shí)有使用濾紙過(guò)濾這一項(xiàng)，且會(huì)因?yàn)闉V紙中含銨鹽影響結(jié)果。根據(jù)文獻(xiàn)記載，吸光度會(huì)隨著濾紙的洗滌次數(shù)的增加下降。所以要避免在實(shí)驗(yàn)中對(duì)濾紙多次淋洗，避免濾紙影響測(cè)定結(jié)果。

7.2 反應(yīng)溫度的影響

溫度會(huì)影響反應(yīng)的速度和溶液的顏色，有實(shí)驗(yàn)表明：5～15℃下顯色不完全、20～25℃下顯色較為完全、>30℃下吸光度會(huì)偏低。所以要盡量將實(shí)驗(yàn)室溫度控制到20～25℃?？梢赃m當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)顯色時(shí)間但不超過(guò)30分鐘，在溫度達(dá)不到20～25℃使用此方法提高靈敏度。

7.3 反應(yīng)時(shí)間的影響

納氏試劑比色法受顯色時(shí)間的影響較大，有實(shí)驗(yàn)表明：反應(yīng)時(shí)間<10min，溶液顯色不完全；10～30min時(shí)顯色穩(wěn)定，吸光度不會(huì)有明顯變化。所以應(yīng)在10～30min的顯色時(shí)間內(nèi)盡快的比色，確保結(jié)果的準(zhǔn)確度。

7.4 pH值的影響

通常顯色會(huì)受pH值大幅影響，會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。有實(shí)驗(yàn)表明，pH值會(huì)對(duì)顏色有顯著影響，酸性水樣沒(méi)有可比性，中性堿性水樣測(cè)定結(jié)果相對(duì)偏差則符合要求。當(dāng)pH值<11.8時(shí)會(huì)產(chǎn)生Hgl紅色沉淀，而pH>12.4時(shí)會(huì)產(chǎn)生NHHg10導(dǎo)致溶液渾濁，而當(dāng)11.8

7.5 樣品稀釋

使用本實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量氨氮時(shí)，水樣氨氮濃度>2.0mg/L時(shí)，需對(duì)水樣進(jìn)行“事前稀釋”即稀釋后才能測(cè)定，這種方法不適用于樣品量較大時(shí)的及時(shí)分析，但是相對(duì)準(zhǔn)確。此外還有“事后稀釋”，即將顯色后的樣品稀釋比色的方法。且實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)樣品的濃度測(cè)定線性范圍含量預(yù)料困難的超出時(shí)，兩種方法的相對(duì)誤差都可以滿足要求。此外，在“事后稀釋”方法中使用無(wú)氨水作稀釋溶劑時(shí)，會(huì)有較多的負(fù)誤差，可用適量的空白溶液抵消一定的負(fù)誤差。

8 結(jié)束語(yǔ)

雖然納氏試劑分光光度法是一種操作便捷，靈敏度較高的方法，但是影響實(shí)驗(yàn)的干擾因素也較多，所以在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意各種因素的影響，并進(jìn)行合理控制，以確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

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