納氏試劑配制方法改進研究

王曉穎

摘? 要：該文討論了利用已有原料K2[HgI4]以及超純水，同時視實際情況決定是否額外添加HgCl2的方法配制納氏試劑。通過空白實驗、標準曲線、檢出限、精密度等實驗和數(shù)據(jù)得知，與傳統(tǒng)的文獻方法相比，改進方法配制速度快，所配納氏試劑空白值和檢出限較低，靈敏度高，準確度及精密度都較好，適合生產(chǎn)型企業(yè)大批量生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：納氏試劑;超純水;氨氮

中圖分類號：R123.1? ? ? ? ?文獻標志碼：A

0 引言

工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展往往伴隨著對自然環(huán)境的破壞。近年來，國家大力提倡“綠水青山就是金山銀山”的理念，使得對土壤和水質(zhì)的監(jiān)測達到前所未有的重視。由于氮肥的廣泛使用，土壤中總氮含量的監(jiān)控是必不可少的;提倡節(jié)能減排的同時，水和廢水中氨氮的監(jiān)測更加重要。納氏試劑分光光度法是總氮和氨氮含量檢測的經(jīng)典方法。在某公司的試劑銷售中，納氏試劑的銷售額占有一定比重，并且每年都呈遞增趨勢增長，這就要求尋找到一種既能保證納氏試劑的質(zhì)量，又能提高生產(chǎn)效率的配制方法。該文闡述了直接以市售K2[HgI4]為主要原料，以超純水代替去離子水制備納氏試劑的過程，并與《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第四版）[1]中介紹的以KI、HgCl2和KOH制備的方法進行對比得知，新方法也有較好的靈敏度，較低的空白值，且應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)時能使生產(chǎn)效率得到大幅提高。

1 實驗部分

1.1 實驗原理

HgCl2與KI反應(yīng)生成朱紅色的HgI2不溶物，當(dāng)KI過量時，則繼續(xù)反應(yīng)生成淡黃色的可溶性絡(luò)合物納氏試劑，化學(xué)式為K2[HgI4]。反應(yīng)式[2]如下：

HgCl2+2KI= HgI2↓+2KCl

過量2KI

K2[HgI4]（淡黃色）

納氏試劑之所以能夠顯色，是由于[HgI4]2-在堿性條件下可與游離態(tài)的氨或化合態(tài)的銨鹽反應(yīng)生成黃色至紅棕色的絡(luò)合物NH2Hg2OI，其色度與氨氮含量成正比[3]。反應(yīng)過程為：

NH4++4OH-+2[HgI4]2-?NH2Hg2OI↓+7I-+3H2O

配制過程中要控制好HgCl2的量，因為只有KI過量時才會生成K2[HgI4]，如果KI的量不足，Hg2-會與[HgI4]2-解離出來的I-生成HgI2[4]，導(dǎo)致試劑顯色不夠靈敏;但是如果KI的量過多，由于I-的過量存在也會降低顯色反應(yīng)靈敏度。所以配制時需使HgCl2稍稍過量，待生成的HgI2全部沉降后取上層清液使用即可。

1.2 儀器與試劑

1.2.1 儀器

紫外-可見分光光度計，UV-1800，島津企業(yè)管理（中國）有限公司。

分析天平，MS104S，梅特勒-托利多國際貿(mào)易（上海）有限公司。

1.2.2 試劑

實驗使用的KI、HgCl2、KOH、K2[HgI4]、超純水，酒石酸鉀鈉溶液（1.5M）均為上海麥克林生化科技有限公司生產(chǎn);氨氮標準溶液（1 000 μg/ mL）由國標（北京）檢驗認證有限公司提供;氨氮標準物質(zhì)由北京壇墨質(zhì)檢科技有限公司提供。

納氏試劑的配置方法如下。1） 稱取15 g KOH溶于50 mL超純水中，冰浴冷卻至室溫;取7.08g K2[HgI4]于20 mL超純水中，超聲助溶，如果能夠溶解完全，再向內(nèi)逐滴滴加HgCl2飽和溶液，直至有少許朱紅色沉淀產(chǎn)生;如果超聲片刻后溶液中仍有朱紅色不溶物，則無需滴加HgCl2。將制好的K2[HgI4]溶液緩慢倒入KOH溶液中，然后將此混合液移入100 mL聚乙烯容量瓶中，以超純水定容至刻度線，于暗處靜置24 h后取上層清液待用。2） 按照文獻[1]方法配制，稱取15 g KOH溶于50 mL去離子水中，冷卻至室溫。取5 g KI溶于10 mL去離子水中，再將2.5 g HgCl2加入其中攪拌溶解，此溶解過程較為緩慢，約4 h左右，溶解后改為滴加HgCl2飽和溶液至出現(xiàn)朱紅色沉淀，將KOH溶液與此溶液混溶后靜置，取上清液待用。

氨氮標準使用液（10 μg/ mL）：準確移取10 mL氨氮標準溶液于1 000 mL容量瓶中，以去離子水定容至刻度線待用。

1.3 實驗方法

在2組50 mL比色管中加入適量待測液，以去離子水稀釋至刻度線，加入1 mL酒石酸鉀鈉溶液，再分別加入2種方法配制的納氏試劑1.5 mL，充分混合，此時溶液的pH在12.0左右，顯色10 min后，使用分光光度計在420 nm處，以10 mm光程的比色皿，去離子水水為參比，測定溶液吸光度。

標準曲線制作：準確移取0.0 mL、0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL、4.0 mL、6.0 mL、10.0 mL氨氮標準使用液于50 mL比色管中，以去離子水稀釋至刻度線，按照上述實驗方法測定吸光度，以氨氮濃度（mg/L）為橫坐標，以空白校正后的吸光度為縱坐標分別繪制2種方法的標準曲線。

2 結(jié)果與討論

2.1 空白實驗

分別用2種方法配制的納氏試劑按照實驗方法進行空白實驗。每天每個方法測2個空白，連續(xù)測定5 d，每種方法得到10個數(shù)據(jù)，見表1。

由表1數(shù)據(jù)可知，在5 d內(nèi)，2種方法配制的納氏試劑的空白吸光度都較為穩(wěn)定，但改進方法的吸光度值更低一些。這是由于文獻方法使用的去離子水或經(jīng)去離子水處理而成的無氨水，是將水經(jīng)離子交換去除其中可電離的陰陽離子的水，水中可溶性的高分子物、熱源和細菌等未電離物是不能經(jīng)離子交換去除的，而超純水中幾乎無雜質(zhì)，也無熱源、細菌等，可使得配制的納氏試劑空白值更低，這對于準確測定低濃度的水樣是有幫助的。經(jīng)驗表明，配好的納氏試劑應(yīng)保存在2℃～8℃條件下，以保證一個月內(nèi)空白值無較大變化。

2.2 標準曲線

用2種方法配制的納氏試劑繪制標準曲線，結(jié)果如圖1和圖2所示。

改進方法配制納氏試劑繪制曲線的回歸方程為A=0.1658C-0.0038，線性相關(guān)系數(shù)為0.9996;文獻方法配制納氏試劑繪制曲線的回歸方程為A=0.1639C-0.0013，線性相關(guān)系數(shù)為0.9996?？芍?，改進方法斜率K更高一些，靈敏度也更高。

2.3 檢出限

取建立標準曲線所配制的0濃度的溶液，重復(fù)檢測其吸光度10次，測得改進方法標準偏差S1為0.00127，檢出限L1=3S1/K1=0.023 mg/L;文獻方法標準偏差S2為0.00168，檢出限L2=3S2/K2=0.031 mg/L。

2.4 精密度和準確度

采用2種方法對2個不同濃度的氨氮標準物質(zhì)進行檢測，每個樣品平行測定6次，得到濃度平均值和相對標準偏差見表2。

由表2中的數(shù)據(jù)得知，無論是改進法還是文獻法，其準確度都在允許的誤差范圍內(nèi)，但改進法2組數(shù)據(jù)的RSD值均比文獻法的RSD值低，說明改進法的精密度要好一些。

3 結(jié)論

直接使用原料K2[HgI4]、KOH和超純水，并視溶解情況添加HgCl2的方法配制的納氏試劑，與KI、HgCl2、KOH和去離子水配制的納氏試劑相比，具有低的檢出限，高的靈敏度以及良好的精密度，且由于省去了K2[HgI4]的生成過程，使得配制時間大大縮短，可以有效提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。

參考文獻

[1]水和廢水監(jiān)測分析方法編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002：279-281.

[2]張瑤霞.納氏試劑配制中新技術(shù)應(yīng)用的探討[J].能源與節(jié)能，2012（1）：57-58.

[3]孫永秀.用納氏試劑測定氨氮影響因素及解決辦法[J].山西建筑，2010，36（3）：197-198.

[4]王雅心.納氏試劑配制方法的探索[J].中國環(huán)境監(jiān)測，1990，6（5）：63-64.