水質 總氮的測定(鹼性過硫酸鉀消解紫外分光光度法)

2021-02-20 CTI華測標準物質

一、原理

在120~124°C下,鹼性過硫酸鉀溶液使樣品中含氮化合物的氮轉化為硝酸鹽,採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(1)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)

氧化反應過程:

在60℃以上的水溶液中,過硫酸鉀按如下反應式分解,生成氫離子和原子態氧。產生的氧可將非硝酸鹽氮轉換為硝酸鹽氮。

K2S2O8 + H2O → 2KHSO4 + [O]

                    

鹼性條件下,有利於過硫酸鉀的快速徹底分解。

KHSO4 → HSO4- + K+

HSO4- → SO42- + H+

二、測試流程

三、注意事項

1、水樣保存

將採集好的樣品貯存在聚乙烯瓶或硬質玻璃瓶中,用濃硫酸調節pH值至1~2,常溫下可保存7d。貯存在聚乙烯瓶中,-20°C冷凍,可保存一個月。(測試前用氫氧化鈉或硫酸溶液調節pH值至5~9)

2、水樣前處理

  A275/A220>20%時,可能存在濁度幹擾,可進行消解後過濾。

 

3、實驗條件:

①鹼性過硫酸鉀:過硫酸鉀難溶,可在50℃水浴加熱溶解。(15g氫氧化鈉加入500mL水中時,實際水溫<40℃,可以不冷卻直接加入過硫酸鉀進行溶解)。溶液存放於聚乙烯瓶(鹼液不能放在玻璃瓶裡)中,常溫下陰暗處密封保存,可保存一周(低溫會析出過硫酸鉀)。

②消解:消解溫度過高,過硫酸鉀分解過快,可能會氧化不完全;消解時間太短或者溫度過低,過硫酸鉀消解不完全,在220nm處有強吸收(加熱至120℃時開始計時,120-124℃保存30mins)。此外,若比色管氣密性差,含氮化合物可能釋放,影響測試結果。

③顛倒混勻:冷卻後開蓋前進行顛倒混勻,有利於空白值和樣品測試結果更穩定。

④雙波長測試:採用雙波長測試計算,可以扣除在220nm有吸收的可溶性有機物的幹擾。

 

4、影響因素:

①六價鉻、三價鐵離子:在220nm和275nm處有強吸收。

消除方法:鹽酸中和後,加入1~2mL 5%鹽酸羥胺溶液掩蔽(鹽酸羥胺紫外特徵波長弱吸收,且與金屬離子形成的絡合物紫外特徵波長弱吸收)。

②碘、溴離子:在220nm處吸收與硝酸根有重疊。(c(I-)>2.2c(TN),c(Br-)>3.4c(TN)時)

消除方法:稀釋降低碘、溴離子濃度。

③碳酸根、碳酸氫根:在220nm處吸收與硝酸根有重疊。

  消除方法:加入稀鹽酸中和反應。

④水和試劑純度:水和過硫酸鉀純度低,會造成測試背景較高。

  消除方法:進行重結晶提純;購買優級純試劑(推薦優耐德)。

⑤環境影響:在有氨環境中進行測試,會造成測試背景較高。

  消除方法:無氨環境下進行測試。

⑥試驗器具影響:試驗器具是空白背景的一大來源。

  消除方法:用10%鹽酸溶液浸泡清洗比色管(鹽酸溶液自身含氮量小,且有助於管壁上含氮離子或化合物脫附)。

參考標準:HJ 636-2012 水質 總氮的測定 鹼性過硫酸鉀消解紫外分光光度法

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