氨氮的测定-纳氏试剂法

实验4 水中氨氮的测定（纳氏试剂比色法）

HJ535-2009代替GB 7479-87

一．实验目的

1． 了解水中氨氮的测定意义。

2． 掌握水中氨氮的测定方法和原理。

二．实验原理

氮是蛋白质、核酸、酶、维生素等有机物中的重要组分。纯净天然水体中的含氮物质是很少的，水体中含氮物质的主要来源是生活污水和某些工业废水。当含氮有机物进入水体后，由于微生物和氧的作用，可以逐步分解或氧化为无机氨（NH 3）、铵（NH 4+）、亚硝酸盐（NO 2-）和最终产物（NO 3-）。

氨和铵中的氮称为氨氮（Ammonia nitrogen 简称NH 3-N ）。水中氨氮的含量在一定程度上反映了含氮有机物的污染情况。在污水综合排放标准（GB8978-1996）和地表水环境质量标准（GB3838-2002）中，氨氮都是重要的监测指标。

以游离态的氨或铵离子等形式存在的氨氮与纳氏试剂反应生成淡红棕色络合物，该络合物的吸光度与氨氮含量成正比，于波长420 nm 处测量吸光度。

氨氮与纳氏试剂反应生成棕色胶态化合物，

[][]KI O H I NH O Hg NH KOH HgI K 7232222342++⋅=++

干扰及消除：水样中含有悬浮物、余氯、钙镁等金属离子、硫化物和有机物时会产生干扰，含有此类物质时要作适当处理，以消除对测定的影响。

若样品中存在余氯，可加入适量的硫代硫酸钠溶液去除，用淀粉-碘化钾试纸检验余氯是否除尽。在显色时加入适量的酒石酸钾钠溶液，可消除钙镁等金属离子的干扰。若水样浑浊或有颜色时可用预蒸馏法或絮凝沉淀法处理。

三. 仪器与试剂

1． 尤尼柯WFJ7200型可见分光光度计，具20mm 比色皿。

2． 纳氏试剂（碘化汞-碘化钾-氢氧化钠（HgI 2-KI-NaOH ）溶液）：

称取 16.0g 氢氧化钠（NaOH ），溶于50ml 水中，冷却至室温。 称取7.0g 碘化钾（KI ）和10.0g 碘化汞（HgI 2），溶于水中，然后将此溶液在搅拌下，缓慢加入到上述50ml 氢氧化钠溶液中，用水稀释至100ml 。贮于聚乙烯瓶内，用橡皮塞或聚乙烯盖子盖紧，于暗处存放，有效期1年。

3． 酒石酸钾钠溶液：称取50.0g 酒石酸钾钠（KNaC 4H 4O 6·4H 2O ）溶于100mL 水中，加热煮沸以驱除氨，充分冷却后稀释至100ml 。

4．氨氮标准贮备溶液（1000μg/ml）：称取3.8190g氯化铵（NH4Cl，优级纯，在100~105℃干燥2h），溶于无氨水中，移入1000ml容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。可在2~5℃保存1个月。

5．氨氮标准工作溶液（10μg/mL）：吸10.00ml氨氮标准贮备溶液于1000ml容量瓶内，用无氨水稀释至刻度，摇匀。临用前配制。

以下为水样需预处理时所需试剂

6. 硫代硫酸钠溶液（3.5g/L）：称取3.5g硫代硫酸钠（Na2S2O3）溶于水中，稀释至1000ml。

7. 硫酸锌溶液（100g/L）：称取10.0g硫酸锌（ZnSO4·7H2O）溶于水中，稀释至100ml。

8. 氢氧化钠溶液（250g/L）：称取25g氢氧化钠溶于水中，稀释至100ml。

9. 氢氧化钠溶液（1mol/L）：称取4g氢氧化钠溶于水中，稀释至100ml。

10. 盐酸溶液(1mol/L)：量取8.5ml盐酸于适量水中用水稀释至100ml。

11. 硼酸（H3BO3）溶液（20g/L）：称取20g硼酸溶于水，稀释至1 L。

12. 溴百里酚蓝指示剂（0.5g/L）：称取0.05g溴百里酚蓝溶于50ml水中，加入10ml无水乙醇，用水稀释至100ml。

13. 淀粉-碘化钾试纸：称取1.5g可溶性淀粉于烧杯中，用少量水调成糊状，加入200ml沸水，搅拌混匀放冷。加0.50 g碘化钾（KI）和0.50 g 碳酸钠（Na2CO3），用水稀释至250ml。将滤纸条浸渍后，取出晾干，于棕色瓶中密封保存。

四.实验步骤

1.制备无氨水

每升水加入0.1ml浓硫酸进行蒸馏，馏出水接收于玻璃容器中。

2.校准曲线的绘制

在7个50ml比色管中，分别加入0.00、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.00ml氨氮标准工作溶液，其所对应的氨氮含量分别为0.0、5.0、10.0、30.0、50.0、70.0和100µg，加水至标线。加入1.0ml酒石酸钾钠溶液，摇匀，再加入纳氏试剂1.0ml，摇匀。放置10min 后，在波长420nm下，用20mm比色皿，以水作参比，测量吸光度。

以空白校正后的吸光度为纵坐标，以其对应的氨氮含量（µg）为横坐标，绘制校准曲线。

3.样品预处理

样品采集与保存：水样采集在聚乙烯瓶或玻璃瓶内，要尽快分析。如需保存，应加硫酸使水样酸化至pH＜2，2～5℃下可保存7 d。

去除余氯：若样品中存在余氯，可加入适量的硫代硫酸钠溶液去除。每加0.5ml 可去

除0.25 mg 余氯。用淀粉-碘化钾试纸检验余氯是否除尽。

絮凝沉淀：100ml 样品中加入1ml 硫酸锌溶液和0.1～0.2 ml 氢氧化钠溶液（250g/L ，

6.25mol/L ），调节pH 约为10.5，混匀，放置使之沉淀，倾取上清液分析。必要时，用经水冲洗过的中速滤纸过滤，弃去初滤液20 ml 。也可对絮凝后样品离心处理。

预蒸馏：将50ml 硼酸溶液移入接收瓶内，确保冷凝管出口在硼酸溶液液面之下。分取 250 ml 样品，移入烧瓶中，加几滴溴百里酚蓝指示剂，必要时，用氢氧化钠溶液(1.0mol/L)或盐酸溶液调整pH 至6.0（指示剂呈黄色）～7.4（指示剂呈蓝色），加入0.25g 轻质氧化镁及数粒玻璃珠，立即连接氮球和冷凝管。加热蒸馏，使馏出液速率约为10 ml/min ，待馏出液达200 ml 时，停止蒸馏，加水定容至250 ml 。

4. 样品测定

取经预处理后的适量水样（使氨氮含量不超过0.1mg ），加入50mL 比色管中，稀释至刻度。按与校准曲线相同的步骤测量吸光度。

注：经蒸馏或在酸性条件下煮沸方法预处理的水样，须加一定量氢氧化钠溶液，调节水样至中性，用水稀释至50 ml 标线，再按与校准曲线相同的步骤测量吸光度。

空白试验：用水代替水样，按与样品相同的步骤进行前处理和测定。

五. 数据处理

由水样测得的吸光度，从标准曲线上查得氨氮含量（µg ）。

V

m L mg

）氨氮（/N, 式中：m ——由标准曲线查得的氨氮量(µg)；

V ——水样体积（mL ）。

六. 注意事项 1. 纳氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例，对显色反应的灵敏度有较大影响。静置后生成的沉

淀应除去。

2. 纳氏试剂显色后的溶液颜色会随时间变化，应在较短时间内完成比色操作。

七. 思考题

1. 如何通过水中3种形态氮的测定来研究水体的自净作用？

2. 用纳氏比色法测定氨氮时主要有哪些干扰，如何消除？

3. 在蒸馏比色测定氨氮时，为什么要调节水样的pH 在7.4左右？pH 偏高或偏低对测定结

果有何影响？