甲醛对氨氮测定的影响及消除
#100#泸 天 化 科 技 2006年第2期
甲醛对氨氮测定的影响及消除
泸天化股份公司质监部
宋学兰 李志宏 巫 倩 李 艳
摘 要 目前, 水和废水中氨氮测定通常采用纳氏分光光度法, 此法具有操作简便, 快速、准确的特点。公司工业下水和废水中由于含有少量甲醛, 甲醛的存在将影响氨氮的测定, 为此在分析时对样品作适当的预处理, 仍可采用纳氏分光光度法测定氨氮。
关键词 甲醛 干扰 处理 氨氮 钠氏分光光度法
1 前言
水样中氨氮(NH 3-N ) 常以游离氨(NH3) 和铵盐(NH4) 形式存在, 水样中常含有脂肪胺、芳香胺、醛类、丙酮等有机化合物, 以及铁、锰、镁等无机离子, 产生异色或浑浊而引起干扰, 水样本身
带色和浑浊亦影响测定, 因此样品须经预处理。易挥发的还原性物质可在酸性条件下加热以除去。我公司为确保尿素产品的质量, 工艺上采取加入甲醛以增加尿素颗粒强度, 因此尿素水质中含有少量甲醛。当用纳氏试剂分光光度法测定水中氨氮时, 由于甲醛存在而干扰测定, 甲醛含量较高则显色时溶液浑浊, 使测定无法进行。氨氮是废水排放的重要指标, 测定结果偏高可能导致符合排放要求的废水不能以合格排放, 测定结果偏低可能导致不合格废水合格排放, 污染环境, 因此氨氮含量的测定显得尤为重要。要准确测定水样中的氨氮含量必须消除甲醛的干扰。本文就如何消除水样中甲醛, 用纳氏分光光度法测定水样中氨氮含量进行了大量的试验, 确定了试样通过加酸固氨, 加热处理消除甲醛干扰的测定条件, 建立了适用于含甲醛水样的氨氮测定方法。此法快速、准确, 完全适用于生产过程及环境监测分析。2 实验部分211 方法原理
在碱性环境中, 氨与纳氏试剂反应生成淡红棕色胶态化合物, 在420n m 波长处有最大吸收, 可以进行比色测定。
+
2K 2(Hg I 4) +3KOH +NH 3#H 2O
(NH2H gO) I+7K I+3H 2O
212 仪器与试剂
配制试剂用水均为无氨水。
(1) 日本岛津UV2450紫外分光光度计。
(2) 纳氏试剂:称取16g 氢氧化钠, 溶于50m L 水中, 冷却至室温。
另称取7g 碘化钾和10g 碘化汞溶于水。然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中, 用水稀释至100mL , 贮于聚乙烯瓶中, 密塞保存。
(3) 50%酒石酸钾钠溶液。
(4) 铵标准贮备液:称取31819g 经100e 干燥的氯化铵溶于水, 移入1000mL 容量瓶, 稀释至刻度。此溶液每毫升含1100m g 氨氮。
(5) 铵标准使用溶液:每毫升含0102m g 氨氮, 每毫升含0101m g 氨氮。
(6) 甲醛标准贮备液:每毫升含110mg 甲醛。使用时稀释为每毫升含0101m g 甲醛。
(7) 硫酸溶液:C (1/2H 2SO 4) =11000m o l/L。(8) 10%氢氧化钠溶液。213 标准曲线的绘制
吸取21215铵标准(0102m g 氨氮/mL)使用溶液0、110、310、510、710、910mL 于100mL 比色管中, 加蒸馏水至50m L , 依次向各比色管中加210mL 酒石酸钾钠溶液和210mL 纳氏试剂, 每次加入均须混匀。用蒸馏水稀释至刻度, 10分种后于420nm 波长处, 用1比色皿, 以试剂空白作参比测定其吸光度, 并计算回归方程。
214 试样的测定
取适量含微量甲醛的试样(使氨氮含量不超1mg 中, C 1
2006年第2期 泸 天 化 科 技#101#
H 2SO 4) =11000m o l/L硫酸溶液110mL, 稀释至约50m L , 于电炉上缓慢加热至样品剩余体积约2mL, 取下放入一小片刚果红试纸, 用10%氢氧化钠溶液调至刚果红试纸由蓝变红, 将试样转移至100mL 比色管中, 其余步骤同213标准曲线制作, 测定其吸光度。215 结果计算
氨氮(N,mg /L)=(m @1000) /V
式中:
m ) ) ) 由标准曲线计算得氨氮含量(m g) V ) ) ) 试样体积(mL)
醛干扰氨氮的测定。试样中氨氮含量为011m g ,
甲醛含量为0109m g 时, 氨氮测定结果偏高52%; 当测定试样中氨氮含量
313 加酸固氨加热消除甲醛干扰条件试验31311 硫酸用量的确定
根据氨氮工作曲线检出范围, 测定样品中氨氮含量不得>0118mg 计算, NH 4物质的量最大约为01012mm o, l 根据硫酸与氨的反应关系计算, 只要酸过量, 大于01012mm o l 即能达到固定氨的目的。本实验采用在测定样品加入C (1/2H 2SO 4) =11000m o l/L硫酸110mL 。31312 样品预处理条件选择
(1) 标准A 水样配制
分别取1010mL 浓度均为110m g /mL 的铵标准贮备液、甲醛标准贮备液于1000容量瓶中, 用
+
3 结果与讨论311 标准曲线绘制
按本文213绘制工作曲线, 标准曲线测定数据见表1。
表1 氨氮工作曲线
m 标, mg 吸光度A
010201042
010601122
011001199
011401273
011801356
蒸馏水稀释至刻度。此溶液氨氮为0101m g /mL、甲醛为0101m g /mL。
(2) 氨氮含量与样品剩余体积的关系分别取0101m g /mL铵标准使用液10mL 于8个100mL 小烧杯中, 然后加入0101m g /mL甲醛标准使用液25mL 于各小烧杯中, 稀释至50mL , 加入C (1/2H2SO 4) =11000m o l/L硫酸溶液110mL , 于电炉上缓慢加热至样品剩余体积约0、2、2、5、5、8、10mL , 取下放入一小片刚果红试纸, 用10%氢氧化钠溶液调至刚果红试纸由蓝变红, 将试样转移至100mL 比色管中, 其余步骤同213标准曲线制作, 测定其吸光度。测定结果见表3。
表3 样品处理不同剩余体积氨氮测定结果
m (氨氮) , mg V (剩余样品) , mL A (测)
m (实测氨氮) , mg R (相对) , %
[**************]-18
[**************]-12
[**************]5
[**************]5
[**************]26
[**************]26
[**************]47
[***********]
回归方程:C (mg) =0151568A -0100218 R=019999
312 甲醛干扰试验
于100比色管中, 分别加入不同体积的浓度为0101m g /mL的铵标准使用溶液, 再分别加入不同体积浓度为0101m g /mL的甲醛标准溶液, 与标准曲线绘制步骤相同, 以试剂空白为参比, 测定
其吸光度。测定结果见表2。
表2 试样氨氮含量一定不同含量甲醛的干扰V (甲醛) , mL m (甲醛) , m g m (氨氮) , m g A (测)
m (N-NH 3) , mg R , %V (甲醛) , mL m (甲醛) , m g m (氨氮) , m g A (测)
m (N-NH ) , mg
3
[***********]098-[***********]0103085410
[***********][***********][1**********]710
[***********][***********][**************]
[***********][***********][**************]
[***********][***********][**************]5
从表3测定数据表明, 样品加酸固氨加热处
理, 加热至干测定结果偏低18%。样品剩余体积越多, 对氨氮测定结果的影响越大。样品剩余体积为10mL 时测定结果偏高57%。当样品剩余体L 时R (相对) , %
:,
#102#泸 天 化 科 技 2006年第2期
表6 样品加标回收率
V A , mL A (测) m (标) , m g m (测) , m g 回收率, %
[***********]99619
[***********]610216
[***********]99619
[***********]210412
[***********]49614
度基本一致。
(3) 甲醛含量与样品剩余体积关系
分别取A 试样10mL 于6个100mL 小烧杯中, 稀释至50mL , 加入C (1/2H2SO 4) =11000m o l/L硫酸溶液110mL, 于电炉上缓慢加热至样品剩余体积约0、2、4、6、8、10m L , 取下转移至100容量瓶中, 以变色酸分光光度法测定剩余试样中甲醛含量, 测定结果见表4。
表4 不同剩余体积甲醛含量测定
V A , mL
试样甲醛含量, mg V (剩余) , mL A (测)
C (甲醛) , m g
[1**********]012
[***********]4
[***********]7
[***********]6
[***********]31
从表6数据可知, 本方法回收率在9619%~10412%之间, 准确度较为满意。4 结论
用钠氏分光光度法测定水样中氨氮含量时, 甲醛的存在将干扰测定。本文采取将样品加酸固
氨和加热预处理消除甲醛, 控制样品剩余体积为2m L 进行比色测定, 基本消除了甲醛对测定的干扰。此法测定的精密度和准确度都较高, 完全符合生产过程控制分析和环境监测分析要求。5 讨论
(1) 由于样品加酸固氨加热预处理在烧杯中进行, 剩余体积无法准确控制, 只能根据操作者经验目视控制, 导致样品处理剩余体积控制不一致, 将影响测定的精密度和准确度。这是本方法最大的缺陷。
从表3、表4测定数据表明, 当样品剩余体积越多, 样品中残留的甲醛就越多。当样品处理后剩余体积为2mL 时, 甲醛含量
分别取1010mL 标准水样A 于5个100mL 小烧杯中, 按214试样测定步骤测定氨氮含量, 测定结果见表5。
表5 精密度试验
V A , mL A (测)
C (氨氮) , m g /L
1010
011929168
[1**********]89
[1**********]73
[1**********]68
[1**********]94
(2) 对于氨氮含量低于011m g 的水样测定, 甲醛干扰更明显, 因此测定时使试样氨氮含量不得低于011m g 。
参考文献
1 水和废水监测分析1中国环境科学出版社
从表5结果可知:水样中氨氮含量X =9178m g /L, 标准偏差S=0112, 精密度较满意。315 回收率测定
分别取标准水样A 510mL 于100mL 烧杯
中, 再分别加入1010mL 铵标准使用液(0101m g /mL), 其余步骤与样品测定相同, 测定其吸光度。测定结果见表6。
作者简介
李志宏, 分析工程师, 1992年毕业于四川轻化工学院无机专业, 专科; 1997年四川省党校经济管理专业本科毕业。一直在股份公司质监部从事分析技术管理工作。
联系电话 0830-4126508收稿日期 2006年3月31日