水样中氨氮含量的测定原理主要通过化学或电化学手段将氨氮转化为可检测的形态,并通过光学、电信号或滴定反应进行定量分析。下面内容是不同测定技巧的原理及技术要点:
一、分光光度法
1. 纳氏试剂分光光度法(HJ 535-2009标准技巧)
原理:碱性条件下,水中的游离氨(NH)或铵离子(NH)与纳氏试剂(含、碘化钾的碱性溶液)反应,生成淡红棕色络合物(HgO·Hg(NH)I)。该络合物的吸光度与氨氮浓度成正比,在波长420nm处测量吸光度,通过校准曲线计算浓度。
关键步骤:
干扰消除:加入酒石酸钾钠掩蔽钙、镁等离子;硫代硫酸钠去除余氯。
显色反应:需严格控制温度和显色时刻(通常静置10分钟)。
2. 水杨酸分光光度法(HJ 536标准)
原理:在碱性介质中,氨氮与次氯酸盐、水杨酸盐反应生成蓝色络合物(靛酚蓝),最大吸收波长为660nm。此技巧灵敏度高,适用于低浓度氨氮检测。
二、凯氏定氮法
原理:通过强酸消解将水样中的有机氮和铵盐转化为硫酸氢铵(NHHSO),再蒸馏释放氨气并用硼酸吸收,最终通过滴定(高浓度)或分光光度法(低浓度)测定总氮量。适用于含高浓度有机氮的复杂水样。
化学反应:
消解:有机物 + HSO → NHHSO + CO↑ + HO。
蒸馏:NHHSO + NaOH → NH↑ + NaSO + HO。
吸收:NH + HBO → NHHBO。
三、离子选择性电极法
原理:基于铵离子(NH)选择性电极的电位响应,结合参比电极测量溶液中的铵离子浓度。电极内部填充液与待测液之间的离子迁移产生电位差,符合能斯特方程:
[
E = E_0 + frac2.303RT}F} lg [NH]
]
干扰补偿:
pH电极:校正因pH变化导致的NH/NH比例变化;
钾电极:消除K对NH测量的干扰(两者电荷与离子半径相近)。
适用场景:快速在线监测,无需试剂,适用于环境水体和工业废水。
四、流动注射-分光光度法
原理:自动化流动分析体系中,氨氮与次氯酸盐、水杨酸盐在亚硝基铁催化下生成绿色络合物,通过660nm波长检测吸光度。具有高灵敏度和高通量特点,检出限可达0.005mg/L。
五、影响影响与注意事项
1. pH影响:
NH与NH的形态比例随pH变化(酸性条件以NH为主,碱性条件以NH为主)。
分光光度法需调节水样至中性或弱碱性。
2. 干扰物质:
余氯、浊度、重金属离子需通过预处理(如蒸馏、絮凝沉淀)消除。
3. 校准与仪器维护:
分光光度计需定期校准波长和吸光度;
电极法需定期更换填充液并清洁膜表面。
拓展资料
不同技巧的选择依据检测需求:
分光光度法:适合实验室常规检测,灵敏度高但试剂毒性大。
凯氏法:适合含复杂有机氮的样品,步骤繁琐但结局准确。
电极法:适合现场快速监测,成本低但需定期维护。