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水质铵的测定蒸馏和滴定法

1 适用范围
  本方法适用于饮用水及废水中铵的测定。
  采用10ml试份,可测定试份中铵氮含量高达10mg ,相当于样品浓度高达1000mg/L 。
1.1 最低检出浓度
  使用25Oml试份,实际测定的(自由度为4 )最低检出浓度为含氮0.2mg/L 。 
1.2灵敏度
  使用l00ml试份,l.0ml0.02mol/L的盐酸相当于含氮2.8mg/L 。
1.3 干扰
  尿素可能是主要干扰,它在规定条件下以氨馏出,从而引起结果偏高,挥发性胺类也引起干扰,它们会被馏出并在滴定时与酸反应,因而使结果偏高。氯化样品中存在的氯胺亦会以这种方式被测定。

2 原理
  调节试份的PH在6.0~7.4的范围内,加入氧化镁使呈微碱性,蒸馏释出的氨被接收瓶中的硼酸溶液吸收。以甲基红-亚甲蓝为指示剂,用酸标准溶液滴定馏出液中的铁。

3 试剂
  分析中仅使用公认的分析纯试剂及按3.1 叙述制备的水。
3.1 水:无氨,用下述方法之一制备。
3.1.1 离子交换法
  蒸馏水通过强酸性阳离子交换树脂(氢型)柱,将流出液收集在带有磨口玻璃塞的玻璃瓶内。每升流出液加10g同样的树脂,以利于保存。
3.1.2 蒸馏法
  在l000ml 的蒸馏水中,加0.lml硫酸(p=1.84g/ml) ,在全玻璃蒸馏器中重蒸馏,弃去前50ml馏出液,然后将约800ml馏出液收集在带有磨口玻璃塞的玻璃瓶内。每升馏出液加10g强酸性阳离子交换树脂(氢型)
3.2 盐酸(HCl) :p=1.18g/ml 。
3.3 盐酸标准滴定液:相当于0.1Omol/L 。
  稀释盐酸(3.2)制备此溶液,用常规分析操作进行标定。
3.4 盐酸标准滴定液:相当于0.02mol/L 。
  稀释盐酸(3.2)制备此溶液。用常规分析操作进行标定,或将盐酸标准滴定液(3.3)稀释使用。
3.5  1% (V/V)盐酸溶液。
  将l0ml 盐酸(3.2)用水稀释到l000ml 。
3.6 1mol/L 氢氧化钠溶液。
  将40g氢氧化钠(Na0H )溶于约500ml 水中,冷至室温,稀释至10O0ml。
3.7 轻质氧化镁:不含碳酸盐。
  在500℃下加热氧化镁,以除去碳酸盐。
3.8 硼酸-指示剂溶液。
3.8.1 将0.5g水溶性甲基红(methyl red )溶于约800ml水中,稀释至l000ml 。
3.8.2 将1.5g 亚甲蓝(methylene blue )溶于约800ml 水中,稀释至l000ml。
3.8.3 将20g硼酸(H3B03 )溶于温水,冷至室温,加人l0ml 甲基红指示剂溶液(3.8.1)和2ml 亚甲蓝指示剂溶液(3.8.2) ,稀释至l000ml 。
3.9 溴百里酚蓝(bromthymol blue )指示液。
  将0.5g溴百里酚蓝溶于水,稀释至1000ml。
3.10 防爆沸颗粒。
3.11防沫剂:如石蜡碎片。

4 仪器
  常用实验室仪器及:
  蒸馏器:由一个500~800ml的蒸馏烧瓶及防喷头和一个垂直放置的冷凝管组装而成。冷凝管末端可连接一适当长度的滴管,使出口尖端浸入吸收液液面下约2cm 。
  蒸馏器清洗:向蒸馏烧瓶中加人350 ml 水,加2 粒防爆沸颗粒(3.10) ,装好仪器,蒸馏到至少收集了100ml 水,将馏出液及瓶内残留液弃去。

5 采样和样品
  实验室样品应收集在聚乙烯瓶或玻璃瓶内,要尽快分析,否则应在2~5℃下存放,或用硫酸(p=1.84g/ml)将样品酸化,使其pH<2 。应注意防止酸化样品吸收空气中的氨而被污染。

6 步骤
6.1 试份体积的选择
  如果已知样品中大约的铵含量,可按表1选择试份体积。

表l

铵浓度CNmg/L

试份体积 ml

<10

250

10~20

100

20~50

50

50~100

25

  注:滴定使用的试份体积是盐酸标准滴定液(3.3)。
6.2 滴定
6.2.l 取50ml 硼酸-指示剂溶液(3.8) ,放人蒸馏器的接收瓶内,确保冷凝管出口在硼酸溶液液面之下。量取选定体积的试份(6.1) ,放人蒸馏烧瓶内。
  注:如果试份中存在余氯,应加人几粒结晶硫代硫酸钠(Na2S2O3 或Na2S2O3·5 H2O)除去它。
加几滴溴百里酚蓝指示液(3.9),必要时,用氢氧化钠溶液(3.6)或盐酸溶液(3.5)调整pH 在6.0(指示剂呈黄色)~7.4(指示剂呈蓝色)之间,然后加水,使蒸馏烧瓶中液体的总体积约为350ml。向蒸馏烧瓶中加人0.25g 轻质氧化镁(3.7)及少许防爆沸颗粒(3.10)〔 对一些工业废水样品,必要时加人防沫剂(3.11)〕,立即将蒸馏烧瓶与冷凝管接好。
6.2.2 加热蒸馏器,使馏出液的收集速度约为10ml/min ,收集到约200ml时停止蒸馏。
6.2.3 用盐酸标准滴定液(3.4)滴定馏出液到紫色终点,记录下用量。
  注:① 滴定由含铵量高的样品所得到的馏出液时,可能要用盐酸标准滴定液(3.3)。
    ② 氨只要被蒸馏至接收瓶,就可以滴定它。如果氨的蒸出速度很慢,表明可能存在干扰物质,它们在缓慢水解产生氨。
6.3 空白试验
  按6.2的步骤进行空白试验,但用250ml水代替试份。

7结果的表示
7.1计算方法
  铵氮含量CN(mg/L)用下式计算:

式中:― 试份(6.1)的体积,ml;  
― 试份滴定所消耗的盐酸标准滴定液体积,ml ;
― 空白试验(6.3)滴定所消耗的盐酸标准滴定液体积,ml ;
c ― 滴定用的盐酸精确浓度,mol/L ;
14.01 ― 氮的原子量,g/mol 。
  结果可以表示为氮的质量浓度cN、氨的质量浓度cNH3或铵离子的质量浓度cNH4+ 才,单位以mg/L表示,或表示为铵离子的摩尔浓度c(NH4+),单位μmol/L 表示。相应的换算系数可查表2 。
表2

 

cN
mg/L

CNH3
mg/L

cNH4+
mg/L

c(NH4+)
μmol/L

cN=1 mg/L

1

1 .216

1.288

71.4

CNH3 =mg/L

0.823

1

1.059

58.7

cNH4+ =mg/L

0.777

0.944

1

55.4

c(NH4+)=μmol/L

0.014

0.017

0.018

1

  例如:
  铵离子浓度cNH4+为1mg/L ,相当于氮浓度cN为0.777g/ L 。
7.2 再现性
  测定的再现性标准偏差如表3 所示。

表3 *

样品

铵含量cN
mg/L

试份体积
mL

标准偏差
mg/L

自由度

标准溶液

4.0

250

0.23

10

标准溶液

40

250

0.56

11

澄清的污水

35

100

0.70

16

污水厂出水

1.8

25

0.16

11

*  资料来自英国。

 

 

 

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