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过硫酸钾氧化紫外分光光度法

过硫酸钾氧化紫外分光光度法
1 原理
总氮total nitrogen(TN),指可溶性及悬浮颗粒中的含氮量,包括水中亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、无机铵盐、溶解态氨及大部分有机含氮化合物中氮的总和。

在60℃以上水溶液中,过硫酸钾可分解产生硫酸氢钾和原子态氧,硫酸氢钾在溶液中离解而产生氢离子。

分解出的原子态氧在120℃~124℃条件下,使水样中含氮化合物的氮元素转化为硝酸盐,采用紫外分光光度法于波长220nm和275nm 处,分别测定吸光度A220及A275,按以下公式计算校正吸光度A,
A=A220-2A275
总氮(以NO3-N计)含量与校正吸光度成正比。

过硫酸钾分解反应式如下:
K2S2O8+H2O→2KHSO4+21O2
KHSO4→K++HSO4-
HSO4-→H++SO42-
本方法的有效测定范围为0.20mg/L~7.00mg/L。

2 实验用品
2.1仪器:1000ml容量瓶、100ml容量瓶、10ml比色管若干、最大量
程分别为5ml、1ml、0.2ml的移液枪一支、分光光度计;
2.2 药品:氢氧化钠、过硫酸钾、硝酸钾、浓盐酸(ρ(HCl)=1.19g/ml)、
浓硫酸(ρ(H2SO4)=1.84g/ml);
2.3 试剂配制:
(1)碱性过硫酸钾溶液:称取40.0g 过硫酸钾,溶于600ml水中(可置于50℃水浴中加热至全部溶解);另称取15.0g 氢氧化
钠溶于300ml水中。

待氢氧化钠溶液恢复到室温后,混合两
种溶液定容至1000ml,并存放在聚乙烯瓶内,可保存一周;
(2)硝酸钾标准贮备液:称取0.7218g硝酸钾,溶于适量水中,移至1000ml容量瓶中定容,混匀。

其中的总氮含量为
100mg/L。

加入1ml~2ml三氯甲烷为保护剂,在0℃~10℃
暗处保存,可稳定6个月;
(3)标准硝酸钾工作液:准确移取硝酸钾标准贮备液10.00ml至100ml容量瓶中定容,混匀,临用现配。

其中的总氮含量为
10mg/L;
(4)5mol/L NaOH溶液:称取20gNaOH,加水定容至100ml;
(5)硫酸溶液:取10ml浓硫酸加入350ml水中冷却备用;
(6)盐酸溶液:取10ml浓盐酸加入90ml水中冷却备用;
3 实验步骤
3.1标准曲线
取10支试管,按下列表格加入试剂显色,以蒸馏水为参比水样进行调零,并测定吸光值A220、A275
塞紧管口后,于高压蒸汽灭菌锅121ºC反应30min,冷却至室温盐酸溶液/ml 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
用蒸馏水定容至10ml
对应各管中4ml溶液
0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
总氮浓度(以NO3-N
计)/(mg/L)
A2750.011 0.010 0.014 0.010 0.014 0.012 0.015
A r= A220—2 A2750.053 0.132 0.245 0.322 0.382 0.470 0.561
A= A r—A r(0)—0.079 0.192 0.269 0.329 0.417 0.508 以编号1~7的数据作标准曲线,横坐标为对应各管中10ml 溶液总氮浓度(以NO3-N计)(mg/L),纵坐标为A;
(附图为3月28日数据)
3.2水样的测量
取0.2ml经处理过的水样(如有必要先稀释或减少用量)于10ml比色管,用氢氧化钠溶液或硫酸溶液调节pH至5~9,然后加入蒸馏水稀释至4ml后,分别加入2ml碱性过硫酸钾溶液,然后塞紧管口后,置于高温蒸汽灭菌锅121ºC加热30min,冷却至室温;之后分别加入盐酸溶液0.4ml,用水稀释至10ml;以蒸馏水为参比水样进行调零,并测定各管吸光值A220、A275,计算各个吸光值A r=A220—2A275各值减去空白试验(即标准曲线0号
管的吸光值A r(0)=A220(0)—2A275(0))即为校正值A(此全过程应与标准曲线同时操作);
3.3水中氨氮的浓度按下式计算:
ρN(TN)= [4×(A-a)/(b×V) ]×D
式中:
ρN(TN)——原水样中总氮的浓度,mg/L,以N 计;
A——试样校正后的吸光值;
b——标准曲线的斜率;
a——标准曲线的截距;
V——所取试样的体积,ml;
D——稀释倍数(水样未经稀释时此值为1);
4 注意事项
实验中玻璃器皿应用硫酸溶液浸泡,用自来水冲洗后再用蒸馏水冲洗数次;
该方法可测量范围跨度很大,但也意味着溶液中总氮浓度过小会造成的误差几率也大,因此溶液所取量应尽量往高浓度方向进行;
出于对所用蒸馏水可能含有含氮物质的缘故,会令标准曲线测试样及水样的测得值大于实际值,因此以0号管消去去蒸馏水可能含有含氮物质所造成的误差,所以标准曲线不过原点。

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