堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法測(cè)定水中總氮的方法改進(jìn)

堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法測(cè)定水中總氮的方法改進(jìn)

一般來(lái)說(shuō)，天然水中的總氮含量不高。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，受多種因素的影響，如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖污水的排放以及耕地使用化肥，水中有機(jī)氮和有機(jī)氮的含量增加，生物和微生物的大量繁殖，消耗水體中的溶解氧，惡化水質(zhì)?？偟怯袡C(jī)氮和無(wú)機(jī)氮含量之和,是衡量水質(zhì)的重要指標(biāo)之一。因此,總氮測(cè)定的準(zhǔn)確度顯得尤其重要。在實(shí)際分析中發(fā)現(xiàn),國(guó)標(biāo)GB11894-1989《堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法》測(cè)定水質(zhì)總氮,因過(guò)硫酸鉀的純度和氫氧化鈉濃度的影響,造成試劑空白值異常高,影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度。本文針對(duì)水質(zhì)總氮測(cè)定方法中存在的問(wèn)題進(jìn)行了大量的試驗(yàn),通過(guò)對(duì)過(guò)硫酸鉀試劑進(jìn)行重結(jié)晶提純和改變氫氧化鈉濃度等方法的改進(jìn),使方法更加實(shí)用。采用改進(jìn)的方法對(duì)農(nóng)田灌溉水、武夷山和閩江水域的水樣總氮進(jìn)行測(cè)定,獲得了滿意的結(jié)果。1材料和方法1.1壓力蒸汽滅菌器TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì);BOXUN立式壓力蒸汽滅菌器;AKLH-VI-5-40超純水器(電阻率18.25ΜΩ·cm);25ml玻璃刻度具塞磨口比色管。1.2試劑堿與naoh混合稱取4g二次重結(jié)晶過(guò)硫酸鉀(K2S2O8),溶于50ml水中,稱取1.2g氫氧化鈉(NaOH),溶于30ml水中,待其溫度降低到室溫將二者混合定容至100ml,臨用前配制。溶液配制、稀釋硝酸鉀(優(yōu)級(jí)純)在105～110℃烘箱中干燥3h,置干燥器中冷卻后,稱取0.7218g,溶于水中,轉(zhuǎn)移1000ml的容量瓶中,加入1～2ml三氯甲烷,用水稀釋至標(biāo)線,在0～10℃暗處保存。硝酸鉀工作液C(KNO3)=10mg/L:將儲(chǔ)備液稀釋10倍為工作液。標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心處購(gòu)買,準(zhǔn)確移取標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液10.00ml,用純水稀釋至250ml,濃度真值為(1.21±0.07)mg/L。1.3壓力蒸汽滅菌器法移取10.00ml水樣,置于比色管中,加入4ml堿性過(guò)硫酸鉀溶液,蓋上磨口塞。將比色管置于壓力蒸汽滅菌器中加熱,使壓力表指針到1.1～1.4kg/cm2,溫度達(dá)120～124℃后開始計(jì)時(shí),定時(shí)30min。待溫度完全降至室溫,開閥放氣,移去外蓋,取出比色管,冷卻,用新鮮純水稀釋定容至25ml標(biāo)線,混勻。1.4標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作標(biāo)準(zhǔn)溶液工作曲線配制:分別移取硝酸鉀標(biāo)準(zhǔn)工作液0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、5.00ml,其標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為0.00、0.20、0.40、0.80、1.60、2.00mg/L,置25ml比色管中,加水稀釋至10.00ml,各加入4ml堿性過(guò)硫酸鉀溶液,按上述步驟進(jìn)行。同時(shí)以10ml水代替水樣外,其余與水樣測(cè)定步驟相同進(jìn)行空白試驗(yàn)。1.5計(jì)算結(jié)果計(jì)算公式:CN=mVCΝ=mV式中:CN為總氮含量(mg/L);m為試樣測(cè)出含氮量(mg);V為測(cè)定用試樣體積(L)2結(jié)果與分析2.1重結(jié)晶去除雜質(zhì)在總氮測(cè)定中,堿性過(guò)硫酸鉀是作為氧化劑參與反應(yīng)的,氧化劑的質(zhì)量對(duì)試驗(yàn)的影響很大。由于過(guò)硫酸鉀在波長(zhǎng)220nm處有較大吸收峰,往往出現(xiàn)空白值很大,一般要求測(cè)定空白值的吸光度小于0.030為好,而市售過(guò)硫酸鉀純度無(wú)法滿足測(cè)定要求,因此必須對(duì)過(guò)硫酸鉀進(jìn)行重結(jié)晶,去除雜質(zhì),提高純度,降低空白吸光度。方法為稱取80g過(guò)硫酸鉀溶解于1000ml超純水中,于55℃水浴中溶解,冷卻,置4℃冰箱中進(jìn)行重結(jié)晶,棄去水相。再溶解,如此重復(fù)再進(jìn)行1次,放置干燥器中干燥,本試驗(yàn)選擇二次重結(jié)晶的過(guò)硫酸鉀作為氧化劑,結(jié)果見表1。2.2堿濃度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響在堿性介質(zhì)中(pH>12)可加快K2S2O8的分解,使K2S2O8的氧化性能提高,從而提高方法的靈敏度。由于氫氧化鈉的純度和濃度均對(duì)試驗(yàn)空白值影響很大,試驗(yàn)中除選擇優(yōu)級(jí)純?cè)噭┩?還必須對(duì)氫氧化鈉的濃度進(jìn)行試驗(yàn)。在25ml比色管中加入10ml水,各加入4ml過(guò)硫酸鉀溶液和不同濃度氫氧化鈉溶液,試驗(yàn)結(jié)果見表2。結(jié)果表明,用8g/L氫氧化鈉濃度時(shí)吸光度較小,不能使過(guò)硫酸鉀完全分解,測(cè)定的靈敏度較低;隨著氫氧化鈉濃度提高,介質(zhì)中堿度也提高,可以促進(jìn)過(guò)硫酸鉀分解,從而使測(cè)定的靈敏度提高。但在過(guò)高的堿度下,空白值顯著增高。試驗(yàn)選擇12g/L的氫氧化鈉溶液作為介質(zhì),同時(shí)試劑空白值滿足方法規(guī)定要求。2.3標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)定分別移取不同用量標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋成濃度適宜的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,按上述改進(jìn)條件進(jìn)行測(cè)定。試驗(yàn)表明,在試驗(yàn)選定的范圍內(nèi)溶液濃度與吸光度成良好的線性關(guān)系,線性擬合回歸方程及相關(guān)系數(shù)見表3。2.4方法的精度在確定的條件下,對(duì)同一水樣重復(fù)進(jìn)行8次測(cè)定,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為2.3%,結(jié)果見表4。2.5標(biāo)準(zhǔn)加標(biāo)回收試驗(yàn)按照改進(jìn)后的分析條件,對(duì)農(nóng)田灌溉水、武夷山和閩江水域的水樣總氮進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)加標(biāo)回收試驗(yàn),其回收率為93.3%～96.8%。由表5可知,改進(jìn)后的總氮測(cè)定方法,大大地降低了試劑的空白值,滿足總氮測(cè)定要求,提高了測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度。3水樣加標(biāo)回收試驗(yàn)在水質(zhì)總氮測(cè)定時(shí),過(guò)硫酸鉀、氫氧化鈉試劑的純度和濃度對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性至關(guān)重要,通過(guò)提純過(guò)硫酸鉀試劑和改變