紫外分光光度法測定總氮標(biāo)準(zhǔn)曲線線性差的研究

陳菲

摘要：主要針對某廠采用紫外分光光度法測定總氮時，標(biāo)準(zhǔn)曲線線性差，影響測量結(jié)果，分析影響標(biāo)準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)的影響因素，現(xiàn)場試驗結(jié)果顯示：不同廠家的過硫酸鉀及無氨水的品質(zhì)對曲線校準(zhǔn)影響較大。

關(guān)鍵詞：總氮;紫外分光光度法;過硫酸鉀

前言

氮和磷元素對水中生物的生長具有促進(jìn)作用，總氮超標(biāo)排放，排入水體后會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，大量水葫蘆等生物繁殖，引起水體內(nèi)魚類等生物因缺氧窒息死亡，因此國家對排入水體的總氮含量有明確要求。隨著工業(yè)的發(fā)展，污水水質(zhì)指標(biāo)控制更為嚴(yán)格，而總氮的測定是重要項目之一。某廠測定總氮的方法為HJ 636水質(zhì)總氮的測定 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法，在標(biāo)準(zhǔn)曲線的校準(zhǔn)過程中，曲線線性差，數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響總氮數(shù)據(jù)的測定。

1試驗方法

1.1試驗原理

在60℃以上水溶液中，過硫酸鉀可分解產(chǎn)生硫酸氫鉀和原子態(tài)氧，硫酸氫鉀在溶液中離解而產(chǎn)生氫離子，故在氫氧化鈉的堿性介質(zhì)中可促使分解過程于完全。

在120～124℃下，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，按公式計算校正吸光度 A，總氮（以 N 計）含量與校正吸光度 A 成正比。

A=A220-2A275

1.2試驗儀器

紫外分光光度計（哈希DR6000）、高壓滅菌鍋、25ml比色管。

1.3試驗藥劑

過硫酸鉀（分析純）、氫氧化鈉（分析純）、硝酸鉀（優(yōu)級純）、鹽酸（1+9）。

2標(biāo)準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)

分別量取 0.00、0.20、0.50、1.00、3.00 和 7.00ml 硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液于 25ml 具塞磨口玻璃比色管中，加水稀釋至 10.00ml，再加入 5.00ml 堿性過硫酸鉀溶液，塞緊管塞，用紗布和線繩扎緊管塞[1]。將比色管置于高壓蒸汽滅菌器中，加熱至頂壓閥吹氣，關(guān)閥，繼續(xù)加熱至 120℃開始計時，保持溫度在 120～124℃之間 30min。自然冷卻、開閥放氣，取出比色管冷卻至室溫，按住管塞將比色管中顛倒混勻 2～3 次。向比色管中分別加入 1.0ml 鹽酸溶液，用水稀釋至 25ml 標(biāo)線，蓋塞混勻。使用 10mm 石英比色皿，在紫外分光光度計上，以水作參比，分別于波長 220nm 和 275nm 處測定吸光度。吸光度如下表1所示，標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示：

3原因排查

實驗結(jié)果顯示標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)為0.9791，相關(guān)系數(shù)未能達(dá)到0.999以上，表計校準(zhǔn)失敗。從吸光度測定結(jié)果分析，標(biāo)液體積為0ml時，總氮含量為0ug，吸光度為1.975，吸光度明顯異常，說明空白吸光度偏高，從而分析由于試劑誤差導(dǎo)致，進(jìn)而對試驗所用藥劑及無氨水進(jìn)行排查。

3.1無氨水

現(xiàn)場無氨水使用蒸餾水通過陽離子交換柱后的無離子水，符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2氫氧化鈉

125ml 消解瓶中加入 25.0ml 氫氧化鈉測試溶液ρ（NaOH）=100g/L和40ml水作為樣品溶液;在 125ml 消解瓶中加入 25.0ml 氫氧化鈉測試溶液ρ（NaOH）=100g/L、30.0ml 水和 10.00ml 氮標(biāo)準(zhǔn)溶液（1mg/l）作為標(biāo)準(zhǔn)溶液，在 125ml 消解瓶中加入 5.0ml 氫氧化鈉測試溶液（ρNaOH=100g/L）和 60.0ml 水作為空白溶液。在裝有樣品溶液、標(biāo)準(zhǔn)溶液和空白溶液的消解瓶中各加入 10.0ml 過硫酸鉀溶液ρ（K2S2O8）=30g/L ，加塞后用紗布和線繩扎緊，使用氫氧化鈉含氮量測定方法進(jìn)行測定[1]，以空白溶液為參比，測定樣品吸光度0.0032，標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度為0.0074，0.0032≤（0.0074-0.0032），說明氫氧化鈉中含氮量小于0.0005%，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.3過硫酸鉀

在 125ml 消解瓶中加入 50.0ml 過硫酸鉀測試溶液ρ（K2S2O8）=46g/L和 20.0ml 水作為樣品溶液。在 125ml 消解瓶中加入 50.0ml 過硫酸鉀測試溶液（ρ（K2S2O8）=46g/L ）、10.0ml 水和 10.00ml 氮標(biāo)準(zhǔn)溶液（1mg/l）作為標(biāo)準(zhǔn)溶液。在125ml 消解瓶中加入 6.5ml 過硫酸鉀測試溶液（ρ（K2S2O8）=46g/L）和 63.5ml 水作為空白試樣。在裝有樣品溶液、標(biāo)準(zhǔn)溶液和空白溶液的消解瓶中各加10.0ml 氫氧化鈉溶液（ρNaOH=100g/L），加塞后用紗布和線繩扎緊，用過硫酸鉀含氮量測定方法進(jìn)行測定[1]，以空白溶液為參比，測定樣品吸光度為0.9807，標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度1.945，0.9807≥（1.945-0.9807），說明過硫酸鉀中含氮量大于0.0005%，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.4更換過硫酸鉀

將過硫酸鉀廠家更換為進(jìn)口優(yōu)級純試劑后，按照曲線校準(zhǔn)方法，吸光度如下表2所示，標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖二所示：

圖中顯示標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)為0.9993，線性關(guān)系成立。

4 結(jié)論

總氮標(biāo)準(zhǔn)曲線的校準(zhǔn)與校準(zhǔn)過程中的試劑有很密切的關(guān)系，實驗數(shù)據(jù)表明實驗中所使用的純凈水和過硫酸鉀的純度對空白吸光度有很大的影響，建議測定總氮時使用GR級過硫酸鉀或進(jìn)口過硫酸鉀，同時曲線校準(zhǔn)存在線性差的情況時，應(yīng)首先從化驗方法及化驗試劑進(jìn)行排查，以確保總氮測定的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

[1]水質(zhì) 總氮的測定堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法HJ 636-2012