实验二 废水中氨氮的测定
一、实验目的和要求
⑴ 掌握纳氏试剂比色法测定氨氮的原理和技术。 ⑵ 复习第二章含氮化合物测定的有关内容。 二、实验原理
氨氮是指水中以NH3和NH4+形式存在的氮的含量，其测定方法有纳氏试剂比色法、气相分子吸收法、苯酚次氯酸盐(或水杨酸次氯酸盐)比色法和电极法等。纳氏试剂比色法具有操作简便、灵敏等特点，但钙、镁、铁等金属离子、硫化物、醛、酮类，以及水中色度和浊度等干扰测定，需要相应的预处理。苯酚次氯酸盐比色法具有灵敏、稳定等优点，干扰情况和消除方法同纳氏试剂比色法。电极法具有不需要对水样进行预处理和测量范围宽等优点。氨氮含量较高时，可采用蒸馏—酸滴定法。本实验采用纳氏试剂比色法。
纳氏试剂比色法的原理是碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物，其颜色的深度与氨氮含量成正比，通常可在波长410～425nm 范围内测其吸光度，计算其含量。本法最低检出浓度为0.025 mg/L(光度法)，测定上限为2 mg /L。水样作适当的预处理后，可用于地面水、地下水、工业废水和生活污水中氨氮的测定。
三、仪器与试剂 ㈠ 仪器
(1) 带氮球的定氮蒸馏装置：500ml凯氏烧瓶、氮球、直形冷凝管和导管。 (2) 分光光度计。 (3) pH 计。 ㈡ 试剂
除另有说明外，所用试剂均为分析纯试剂；配制试剂用水均应为无氨水 (1) 无氨水可选用下列方法之一进行制备
① 蒸馏法：每升蒸馏水中加0.1 ml硫酸，在全玻璃蒸馏器中重蒸馏，弃去50 ml初馏液，接取其余馏出液于具塞磨口的玻璃瓶中，密塞保存。
② 离子交换法：使蒸馏水通过强酸型阳离子交换树脂柱。 (2) 纳氏试剂：可选择下列方法之一制备
① 称取20g 碘化钾溶于约100ml水中，边搅拌边分次少量加入二氯化汞(HgCl2 )结晶粉末(约10g)，至出现朱红色沉淀不易溶解时，改为滴加饱和二氯化汞溶液，并充分搅拌，当出现微量朱红色沉淀不再溶解时停止滴加二氯化汞溶液。
另称取60g氢氧化钾溶于水，并稀释至250ml，冷却至室温后，将上述溶液徐徐注入氢氧化钾溶液中，用水稀释至400ml，混匀。静置过夜，将上清液移入聚乙烯瓶中，密塞保存。
② 称取16g氢氧化钠，溶于50ml水中，充分冷却至室温。
另称取7g 碘化钾和10g 碘化汞(HgI2 )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) 酒石酸钾钠溶液：称取50g 酒石酸钾钠(KNaC4H4O6·4H2O)溶于100ml水中，加热煮沸以除去氨，放冷，定容至100ml。
(4) 铵标准贮备溶液：称取3.819g 经100℃干燥过的优级纯氯化铵(NH4Cl)溶于水中，移入1000ml 容量瓶中，稀释至标线。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。
(5) 铵标准使用溶液：移取5.00ml铵标准贮备液于500ml容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。
(6) 1 mol/L盐酸溶液。 (7) 1 mol/L氢氧化纳溶液。
(8) 轻质氧化镁(MgO)：将氧化镁在500℃下加热，以除去碳酸盐。 (9) 0.05%溴百里酚蓝指示液：pH6.0～7.6。 (10)防沫剂，如石蜡碎片。
(11)硼酸吸收液：称取20g硼酸溶于水，稀释至1L。 四、测定步骤
⑴ 水样预处理：取250ml水样(如氨氮含量较高，可取适量并加水至250ml，使氨氮含量不超过2.5mg)，移入凯氏烧瓶中，加数滴溴百里酚蓝指示液，用氢氧化钠溶液或盐酸溶液调节至pH7左右。加入0.25g 轻质氧化镁和数粒玻璃珠，立即连接氮球和冷凝管，导管下端插入吸收液（硼酸溶液）液面下。加热蒸馏至馏出液达200ml时，停止蒸馏，定容至250ml。
⑵ 标准曲线的绘制：吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.00 ml铵标准使用液分别于50ml比色管中，加水至标线，加1.0ml酒石酸钾钠溶液，混匀。加1.5ml纳氏试剂，混匀。放置10min后，在波长420nm处，用光程20mm比色皿，以水为参比，测定吸光度。
由测得的吸光度减去零浓度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量(mg)对校正吸光度的标准曲线。
⑶ 水样的测定：
分取适量经蒸馏预处理后的馏出液，加入50 ml比色管中，加一定量1 mol/L 氢氧化钠溶液，以中和硼酸，稀释至标线。加1.0ml酒石酸钾钠溶液，加1.5ml纳氏试剂，混匀。放置10min 后，同标准曲线步骤测量吸光度。
⑷ 空白试验：以无氨水代替水样，做全程序空白测定。 ⑸ 计算
由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后，从标准曲线上查得氨氮量(mg)，按下式计算：
氨氮(N，mg/L)=
m?1000 V式中：m——由标准曲线查得的氨氮量，mg；
V ——水样体积，mL。 五、注意事项
⑴ 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。
⑵ 滤纸中常含痕量铵盐，使用时注意用无氨水洗涤。所用玻璃器皿应避免实验室空气中氨的玷污。
六、思考与讨论
⑴ 当水样有颜色时，最好用何种方法测定其氨氮含量？ ⑵ 影响测定准确度的因素有哪些？