硝酸鹽在有氧環境中是对羟定水氮最穩定的含氮化合物,也是基苯甲酸含氮有機化合物經無機化作用最終階段的分解產物。人體攝入硝酸鹽後,分光法测經腸道中微生物作用轉變成亞硝酸鹽而呈現毒性作用。光度國標測定水中硝酸鹽的中硝方法,如酚二磺酸分光光度法、酸盐離子色譜法、对羟定水氮紫外分光光度法不是基苯甲酸需要貴重儀器就是操作繁瑣,雖然麝香草酚分光光度法具有操作簡便、分光法测無需貴重分析儀器、光度無重金屬汙染等優點,中硝但是酸盐該方法隻能用於飲用礦泉水的測定,因此有必要建立一種操作簡便且適用於地表水、对羟定水氮地下水和飲用水中的基苯甲酸硝酸鹽氮準確測定的方法。
一、分光法测方法原理
在一定溫度下,對羥基苯甲酸與硝酸鹽在濃硫酸中發生反應生成硝基酚化合物,硝基酚化合物在堿性溶液中發生分子重排生成黃色化合物,該黃色化合物在390~420nm可見光處有強烈吸收。
二、試劑與測定方法
1、試劑
對羥基苯甲酸,分析純;硝酸鹽氮標準溶液(12.0±0.89)mg/L,其餘試劑:氨基磺酸銨、硫酸銀、氨水、36%乙酸、氫氧化鈉、濃硫酸等均為分析純。實驗用水:純水。對羥基苯甲酸溶液(10g/L):稱取1.0g對羥基苯甲酸溶於100mL純水中,稱取0.3g氫氧化鈉加入其中,每隔4h左右搖5min,36h後固體完全溶解。硫酸銀-硫酸溶液(10g/L):稱取10.0g硫酸銀溶於1.0L硫酸。
硝酸鹽標準溶液(15.0mg/L):取硝酸鹽氮標準液10mL定容至200mL容量瓶。氨基磺酸銨溶液(20g/L):稱取2.0g氨基磺酸銨(NH4SO3NH2)溶於100mL乙酸溶液(1+4)。氫氧化鈉溶液(300g/L):稱取150g氫氧化鈉溶於純水中,定容至500mL。722型分光光度計;2台XH-C旋渦混合器,常州朗越儀器製造有限公司,一台搖晃速度調至2.0(轉速約600r/min)用於邊加2mL硫酸銀硫酸溶液邊搖晃試管,另一台搖晃速度調至3.5(轉速約為1000r/min)用於其他需要混合均勻的操作。常規試管、移液管、移液槍等。
三、常規測定方法
1、校準曲線回歸方程
A標準曲線:取7支50mL比色管,分別加入硝酸鹽氮標準溶液(15.0mg/L)0、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80mL,用純水稀釋至1.00mL,對應的硝酸鹽氮質量濃度分別為0、1.5、3.0、6.0、9.0、12.0mg/L。向各比色管加入0.1mL氨基磺酸銨溶液,搖勻後放置5min,再各加0.1mL對羥基苯甲酸溶液,由比色管中央直接滴加到溶液中,勿沿管壁流下,搖勻後加2mL硫酸銀-硫酸溶液(邊加邊搖),混勻後放置10min,分別加5.0mL純水和4.0mL氫氧化鈉溶液,冷卻後加5.0mL氨水,混合均勻,冷卻後於波長410nm處,用2cm比色皿,以純水為參比,測定吸光值。以吸光值為橫坐標、硝酸鹽氮質量濃度為縱坐標繪製校準曲線,求出校準曲線的回歸方程:Y=aX+b,其中Y代表水樣硝酸鹽氮質量濃度(mg/L),X代表扣除空白值後水樣吸光值,a、b為回歸方程係數。
2、水樣測定
取1.0mL水樣,加入0.1mL氨基磺酸銨溶液,以下操作同校準曲線的繪製。水樣吸光值減去空白吸光值,代入校準曲線的回歸方程計算水樣硝酸鹽氮含量。
3、結果與討論
(1)最佳波長選擇
以硝酸鹽氮質量濃度為6.0mg/L的水樣做波長選擇試驗,以純水為空白對照,用722分光光度計在390~420nm範圍掃描,測定結果在410nm處有最大吸收峰,選擇410nm為最佳測定波長。3.2對羥基苯甲酸與硝酸鹽反應時間以12.0mg/L的硝酸鹽氮標準溶液進行試驗,確定對羥基苯甲酸與硝酸鹽反應時間,結果顯示10min內反應完成效果較佳,因此確定反應時間定為10min。
四、影響因素
1、硫酸銀-硫酸溶液加入方式的影響為了考察硫酸銀—硫酸溶液加入方式對測定結果的影響,由同一人操作進行,隻是加入硫酸銀—硫酸溶液用不同的移液工具,即分別使用快直形移液管、移液槍和大肚移液管將硫酸銀—硫酸溶液加入到水樣中(邊加硫酸銀—硫酸溶液邊搖比色管),其餘操作相同,測得的吸光值減去空白值,代入Y=aX+b求得的回歸方程計算標準水樣硝酸鹽氮含量。結果表明,快直形移液管測定的結果更接近標準水樣值,這是由於使用大肚移液管比快直形移液管液體流出速度明顯慢,將2mL硫酸銀—硫酸溶液加完需要的時間長,在這過程中搖晃大肚移液管的時間和水樣冷卻時間也長,因此水樣中硝酸鹽與對羥基苯甲酸反應的溫度低,在相等的反應時間內生成硝基酚化合物少,導致用大肚移液管測定的硝酸鹽氮測定值偏小;移液槍液體流出速度與按壓活塞杆的力度相關,通常移液槍液體流出速度要大於快直形移液管,因此使用移液槍加入2mL硫酸銀—硫酸溶液的測定結果比用2mL快直形移液管測定的結果偏大。可見使用不同的移液工具加入硫酸銀—硫酸溶液對測定結果有影響。確定本實驗使用快直形移液管。比色管搖晃程度的影響為了考察使用同樣的移液工具加入硫酸銀—硫酸溶液的過程中,比色管搖晃程度不同對測定值的影響,設計3組不同分析人員進行平行試驗,邊加硫酸銀—硫酸溶液邊搖晃比色管,所不同的是搖晃比色管程度不同:第一組平行試驗,用漩渦混合器(搖晃速度調至2.0)搖晃試管,由於比色管為平底,用漩渦混合器搖晃比色管不容易產生漩渦,因此用D20mm×150mm的試管代替比色管;第二組平行試驗,人工盡量均勻搖晃比色管;第三組平行試驗,人為不均勻晃動比色管(加硫酸銀—硫酸溶液過程中,僅僅左右晃動比色管1~2次,硫酸銀—硫酸溶液加入完成後再搖勻),隨依次放置5min。加水、氨水及冷卻後進行比色,測定結果見表1。從表1可以看出,不同分析人員使用漩渦混合器搖晃試管的這一組,試管搖晃比較平穩和均勻,水樣與試管壁接觸麵積變化不大,硫酸銀-硫酸溶液加入試管中產生的熱散熱均勻,水樣中對羥基苯甲酸與硝酸鹽氮反應溫度均勻,其測定值的相對標準偏差最小;人為不均勻搖晃比色管組,比色管搖晃平穩程度最差,水樣與試管壁接觸麵積變化大,硫酸銀—硫酸溶液加入試管中產生的熱散熱不均勻,水樣中對羥基苯甲酸與硝酸鹽氮反應溫度隨搖晃程度而變化,因而其測定值的相對標準偏差最大;而人工均勻搖晃比色管組,比色管搖晃平穩程度和測定值的相對標準偏差介於兩者之間。可見,在邊加硫酸銀—硫酸溶液邊搖晃比色管的過程中,比色管搖晃平穩程度影響測定值的相對標準偏差。
2、硫酸銀—硫酸溶液加入方式
由上述討論可知,使用不同的移液工具將硫酸銀—硫酸溶液加入到水樣中,對測定有一定影響,在邊加硫酸銀-硫酸溶液邊搖晃比色管的過程中,比色管搖晃平穩程度對測定也有影響。為了減少甚至消除這些影響,用150mm試管代替50mL比色管,繪製校準曲線和測定水樣統一使用同樣的快直形移液管將硫酸銀-硫酸溶液加入到水樣中,邊加2mL硫酸銀—硫酸溶液邊搖晃試管,用專用漩渦混合器(搖晃速度調至2.0)代替人工搖晃試管。具體操作過程:開啟專用漩渦混合器(搖晃速度調至2.0),用左手拿住快直形移液管吸入2mL硫酸銀—硫酸溶液,將移液管放入右手拿住的試管裏(試管口下約75mm中央處),同時移動移液管和試管,將試管放置漩渦混合器工作麵中心位置進行搖晃,搖晃1~2min(使試管中的液體呈穩定漩渦流動),再讓硫酸銀—硫酸溶液呈直線流入試管,當硫酸銀-硫酸溶液不再直線流入試管,繼續保持搖晃15s後,同時移動試管和移液管,使試管移開漩渦混合器,再將移液管末端靠在試管內壁上抹去移液管末端的溶液,拿開移液管並放置移液管架上,關閉專用漩渦混合器,邊加2mL硫酸銀-硫酸溶液邊搖晃試管操作完畢。
聲明:本文所用圖片、文字來源於萬方數據,版權歸原作者所有。如涉及作品內容、版權等問題,請與本網聯係。
相關鏈接:硝酸鹽,酚二磺酸分光光度法,離子色譜法,紫外分光光度法