纳氏试剂光度法测定氨氮时温度、时间对显色影响的探讨
2014-11-19李力
李力
摘 要：纳氏试剂光度法测定水中氨氮时，其吸光值与时间、环境温度有很大的影响.该文通过不同浓度的铵标准溶液，在不同温度下，采用纳氏试剂分光光度法进行测定，对各个显色时间点下的吸光度值进行分析，了解氨氮显色随温度、时间的变化情况，以及达到最大显色所需要的时间，从而更加准确的绘制标准曲线以及对样品的检测。
关键词：纳氏试剂分光光度法 氨氮 最大显色
中图分类号：X830.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（b）-0113-02
水中氨氮的来源主要为生活污水中含氨有机物，某些工业废水，如：焦化废水和果汁加工厂废水。氨氮可以在一定条件下转化为亚硝酸盐，与蛋白质结合形成亚硝胺，是一种强致癌物质，对人体健康极为不利。目前氨氮已成为污水监测的重要指示之一。而且，随着氮、磷对水源污染日闪得到重视，准确地监测氨氮也就更显得重要了。
所谓水深液中的氨氮（NH3-N）是以游离氨（或称非离子氨NH3）或离子铵（NH4+）形态存在的氮。两者的组成比取决于水的pH值。当pH值偏高时，游离氨的比例较高，反之，则离子铵的比例较高。
纳氏试剂分光光度法检测氨氮具有操作简便，灵敏的特点，其反应原理是碘离子在碱性条件下，会与氨反应生成红棕色胶态化合物，此颜色在波长420 nm左右会有强烈的吸收。而生成的这类红棕色胶态化合物的量会与其溶液的吸收值成正比
在实际测定样品过程中，存在因温度不同，致使显色反应达到最大显色所需要时间也不同，这会影响测量溶液氨氮浓度的吸光度值的准确性。只有在显色反应达到最大显色时测量的吸光度，才能确保标准曲线良好的线性，才能确保测量数据的准确性。因此根据当地实际的气候条件掌握反应随溶液浓度、时间、温度的变化规律，对准确的测定氨氮的浓度有着重要的意义。
1 实验内容
1.1 仪器和试剂配制
仪器：721分光光度计
纳氏试剂：①称取20 gKI溶于约100 mL水中，边搅拌边分次少量加入HgCl2结晶粉末（约10 g），至出现朱红色沉淀不易溶解，改为滴加饱和HgCl2溶液，并充分搅拌，当出现微量朱红色沉淀不易溶解时，停止滴加；②另取60 gKOH溶于水，稀释至250 mL，冷却至室温，将①号溶液在搅拌下徐徐注入KOH溶液中，并用水稀释至400 mL，静置过夜，取上清液存入聚乙烯瓶中，密塞保存。
酒石酸钾钠溶液：称取50 g酒石酸钾钠（KnaC4H4O6·4H2O）溶于l00 mL水中，加热沸以除去氨，放冷，定容至100 mL。
铵标准使用溶液：移取5.00 mL铵标准贮备液于500 mL容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含0.010 mg氨氮。
1.2 操作步骤
在人工控温为10 ℃的条件下，分别取0，0.50，1.00，3.00，5.00，7.00和10.0 ml铵标准使用液于50 ml比色管中，加蒸馏水至标线，加入1.0 ml酒石酸钾钠溶液，混匀。加入1.5 ml纳氏试剂，混匀。在波长420 nm处，用光程20 mm比色皿，以蒸馏水为参比，每l min对溶液进行吸光度测量，并记录数据。
在人工控温分别为20 ℃和30 ℃时，重复以上步骤。记录不同温度下铵标液的吸光值。
2 数据结果与讨论
2.1 数据结果
为确保数据的准确性，每个温度的实验都带上一个编号200550质控样（2.82±0.10）结果如表1，表2，表3。
2.2 结论
通过质控数据，在三种不同的温度下，质控溶液的浓度测量都落在了其真实值范围内，保证了测出的数据的准确性，在质控数据的对比下得出以下结论。
在不同温度下，反应随时间的延长向正反应方向进行。即有色溶液的吸光度值时间延长而增加。一定时间后，反应达到终点（即达到最大显色），吸光度值不再增加，且吸光度值随时间变化相对稳定。
温度每变化10 ℃，将使氨的回收量产生10%左右的变化，温度的变化对各个浓度的溶液吸光值有显著影响，且影响显色速度。温度越高，最大显色时间越短，其溶液的吸光值越高，且溶液易出现浑浊现象。由以上数据看出，室温为30 ℃时，4～6 min为相对最稳定且最大显色时间点，室温为20 ℃时，8～10 min为相对最稳定且最大显色时间点，室温为10 ℃时，13～l5 min为相对最稳定且最大显色时间点。
根据质控数据来看，结合本地自身的环境条件（温度、压强、湿度）的影响，总结出当地测量氨氮的最佳时间分别为：10 ℃时5 min左右；20℃时9 min左右；30 ℃时14 min左右。
我们在采用纳氏试剂分光光度法测量氨氮时，应考虑到温度的影响，从而掌握待测溶液达到最大显色所需要的反应时间，确保待测溶液能在最稳定时（即最大显色时）测量吸光值，这样才能更好地保证标准曲线及样品的准确度。
3 注意事项
（1）显色剂是实验成功的关键。纳氏试剂的正确配制，影响方法的灵敏度。了解纳氏反应机理，是正确配制纳氏试剂的关键。配制过程中产生的沉淀影响试剂的灵敏度和比色再现性，仅取沉淀一天后的上清液使用，不要振摇。
（2）所有试剂的配制和实验用水均用无氨水，亦可用新鲜蒸馏水。
相关文献
[1] 国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水与废水监测分析方法[M].4版.北京：中国环境出版社，2013.
[2] 银小兵.用新鲜蒸馏水代替无氨水测氨氮[J].石油与天然气化工，1997（4）.
[3] GB7479-87.水质铵的测定.纳氏试剂比色法[S].
[4] 王婷，曹磊，薛明霞.纳氏试剂分光光度法测定氨氮中常见问题与解决办法[J].分析试验室，2008（S2）.endprint
摘 要：纳氏试剂光度法测定水中氨氮时，其吸光值与时间、环境温度有很大的影响.该文通过不同浓度的铵标准溶液，在不同温度下，采用纳氏试剂分光光度法进行测定，对各个显色时间点下的吸光度值进行分析，了解氨氮显色随温度、时间的变化情况，以及达到最大显色所需要的时间，从而更加准确的绘制标准曲线以及对样品的检测。
关键词：纳氏试剂分光光度法 氨氮 最大显色
中图分类号：X830.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（b）-0113-02
水中氨氮的来源主要为生活污水中含氨有机物，某些工业废水，如：焦化废水和果汁加工厂废水。氨氮可以在一定条件下转化为亚硝酸盐，与蛋白质结合形成亚硝胺，是一种强致癌物质，对人体健康极为不利。目前氨氮已成为污水监测的重要指示之一。而且，随着氮、磷对水源污染日闪得到重视，准确地监测氨氮也就更显得重要了。
所谓水深液中的氨氮（NH3-N）是以游离氨（或称非离子氨NH3）或离子铵（NH4+）形态存在的氮。两者的组成比取决于水的pH值。当pH值偏高时，游离氨的比例较高，反之，则离子铵的比例较高。
纳氏试剂分光光度法检测氨氮具有操作简便，灵敏的特点，其反应原理是碘离子在碱性条件下，会与氨反应生成红棕色胶态化合物，此颜色在波长420 nm左右会有强烈的吸收。而生成的这类红棕色胶态化合物的量会与其溶液的吸收值成正比
在实际测定样品过程中，存在因温度不同，致使显色反应达到最大显色所需要时间也不同，这会影响测量溶液氨氮浓度的吸光度值的准确性。只有在显色反应达到最大显色时测量的吸光度，才能确保标准曲线良好的线性，才能确保测量数据的准确性。因此根据当地实际的气候条件掌握反应随溶液浓度、时间、温度的变化规律，对准确的测定氨氮的浓度有着重要的意义。
1 实验内容
1.1 仪器和试剂配制
仪器：721分光光度计
纳氏试剂：①称取20 gKI溶于约100 mL水中，边搅拌边分次少量加入HgCl2结晶粉末（约10 g），至出现朱红色沉淀不易溶解，改为滴加饱和HgCl2溶液，并充分搅拌，当出现微量朱红色沉淀不易溶解时，停止滴加；②另取60 gKOH溶于水，稀释至250 mL，冷却至室温，将①号溶液在搅拌下徐徐注入KOH溶液中，并用水稀释至400 mL，静置过夜，取上清液存入聚乙烯瓶中，密塞保存。
酒石酸钾钠溶液：称取50 g酒石酸钾钠（KnaC4H4O6·4H2O）溶于l00 mL水中，加热沸以除去氨，放冷，定容至100 mL。
铵标准使用溶液：移取5.00 mL铵标准贮备液于500 mL容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含0.010 mg氨氮。
1.2 操作步骤
在人工控温为10 ℃的条件下，分别取0，0.50，1.00，3.00，5.00，7.00和10.0 ml铵标准使用液于50 ml比色管中，加蒸馏水至标线，加入1.0 ml酒石酸钾钠溶液，混匀。加入1.5 ml纳氏试剂，混匀。在波长420 nm处，用光程20 mm比色皿，以蒸馏水为参比，每l min对溶液进行吸光度测量，并记录数据。
在人工控温分别为20 ℃和30 ℃时，重复以上步骤。记录不同温度下铵标液的吸光值。
2 数据结果与讨论
2.1 数据结果
为确保数据的准确性，每个温度的实验都带上一个编号200550质控样（2.82±0.10）结果如表1，表2，表3。
2.2 结论
通过质控数据，在三种不同的温度下，质控溶液的浓度测量都落在了其真实值范围内，保证了测出的数据的准确性，在质控数据的对比下得出以下结论。
在不同温度下，反应随时间的延长向正反应方向进行。即有色溶液的吸光度值时间延长而增加。一定时间后，反应达到终点（即达到最大显色），吸光度值不再增加，且吸光度值随时间变化相对稳定。
温度每变化10 ℃，将使氨的回收量产生10%左右的变化，温度的变化对各个浓度的溶液吸光值有显著影响，且影响显色速度。温度越高，最大显色时间越短，其溶液的吸光值越高，且溶液易出现浑浊现象。由以上数据看出，室温为30 ℃时，4～6 min为相对最稳定且最大显色时间点，室温为20 ℃时，8～10 min为相对最稳定且最大显色时间点，室温为10 ℃时，13～l5 min为相对最稳定且最大显色时间点。
根据质控数据来看，结合本地自身的环境条件（温度、压强、湿度）的影响，总结出当地测量氨氮的最佳时间分别为：10 ℃时5 min左右；20℃时9 min左右；30 ℃时14 min左右。
我们在采用纳氏试剂分光光度法测量氨氮时，应考虑到温度的影响，从而掌握待测溶液达到最大显色所需要的反应时间，确保待测溶液能在最稳定时（即最大显色时）测量吸光值，这样才能更好地保证标准曲线及样品的准确度。
3 注意事项
（1）显色剂是实验成功的关键。纳氏试剂的正确配制，影响方法的灵敏度。了解纳氏反应机理，是正确配制纳氏试剂的关键。配制过程中产生的沉淀影响试剂的灵敏度和比色再现性，仅取沉淀一天后的上清液使用，不要振摇。
（2）所有试剂的配制和实验用水均用无氨水，亦可用新鲜蒸馏水。
相关文献
[1] 国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水与废水监测分析方法[M].4版.北京：中国环境出版社，2013.
[2] 银小兵.用新鲜蒸馏水代替无氨水测氨氮[J].石油与天然气化工，1997（4）.
[3] GB7479-87.水质铵的测定.纳氏试剂比色法[S].
[4] 王婷，曹磊，薛明霞.纳氏试剂分光光度法测定氨氮中常见问题与解决办法[J].分析试验室，2008（S2）.endprint
摘 要：纳氏试剂光度法测定水中氨氮时，其吸光值与时间、环境温度有很大的影响.该文通过不同浓度的铵标准溶液，在不同温度下，采用纳氏试剂分光光度法进行测定，对各个显色时间点下的吸光度值进行分析，了解氨氮显色随温度、时间的变化情况，以及达到最大显色所需要的时间，从而更加准确的绘制标准曲线以及对样品的检测。
关键词：纳氏试剂分光光度法 氨氮 最大显色
中图分类号：X830.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（b）-0113-02
水中氨氮的来源主要为生活污水中含氨有机物，某些工业废水，如：焦化废水和果汁加工厂废水。氨氮可以在一定条件下转化为亚硝酸盐，与蛋白质结合形成亚硝胺，是一种强致癌物质，对人体健康极为不利。目前氨氮已成为污水监测的重要指示之一。而且，随着氮、磷对水源污染日闪得到重视，准确地监测氨氮也就更显得重要了。
所谓水深液中的氨氮（NH3-N）是以游离氨（或称非离子氨NH3）或离子铵（NH4+）形态存在的氮。两者的组成比取决于水的pH值。当pH值偏高时，游离氨的比例较高，反之，则离子铵的比例较高。
纳氏试剂分光光度法检测氨氮具有操作简便，灵敏的特点，其反应原理是碘离子在碱性条件下，会与氨反应生成红棕色胶态化合物，此颜色在波长420 nm左右会有强烈的吸收。而生成的这类红棕色胶态化合物的量会与其溶液的吸收值成正比
在实际测定样品过程中，存在因温度不同，致使显色反应达到最大显色所需要时间也不同，这会影响测量溶液氨氮浓度的吸光度值的准确性。只有在显色反应达到最大显色时测量的吸光度，才能确保标准曲线良好的线性，才能确保测量数据的准确性。因此根据当地实际的气候条件掌握反应随溶液浓度、时间、温度的变化规律，对准确的测定氨氮的浓度有着重要的意义。
1 实验内容
1.1 仪器和试剂配制
仪器：721分光光度计
纳氏试剂：①称取20 gKI溶于约100 mL水中，边搅拌边分次少量加入HgCl2结晶粉末（约10 g），至出现朱红色沉淀不易溶解，改为滴加饱和HgCl2溶液，并充分搅拌，当出现微量朱红色沉淀不易溶解时，停止滴加；②另取60 gKOH溶于水，稀释至250 mL，冷却至室温，将①号溶液在搅拌下徐徐注入KOH溶液中，并用水稀释至400 mL，静置过夜，取上清液存入聚乙烯瓶中，密塞保存。
酒石酸钾钠溶液：称取50 g酒石酸钾钠（KnaC4H4O6·4H2O）溶于l00 mL水中，加热沸以除去氨，放冷，定容至100 mL。
铵标准使用溶液：移取5.00 mL铵标准贮备液于500 mL容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含0.010 mg氨氮。
1.2 操作步骤
在人工控温为10 ℃的条件下，分别取0，0.50，1.00，3.00，5.00，7.00和10.0 ml铵标准使用液于50 ml比色管中，加蒸馏水至标线，加入1.0 ml酒石酸钾钠溶液，混匀。加入1.5 ml纳氏试剂，混匀。在波长420 nm处，用光程20 mm比色皿，以蒸馏水为参比，每l min对溶液进行吸光度测量，并记录数据。
在人工控温分别为20 ℃和30 ℃时，重复以上步骤。记录不同温度下铵标液的吸光值。
2 数据结果与讨论
2.1 数据结果
为确保数据的准确性，每个温度的实验都带上一个编号200550质控样（2.82±0.10）结果如表1，表2，表3。
2.2 结论
通过质控数据，在三种不同的温度下，质控溶液的浓度测量都落在了其真实值范围内，保证了测出的数据的准确性，在质控数据的对比下得出以下结论。
在不同温度下，反应随时间的延长向正反应方向进行。即有色溶液的吸光度值时间延长而增加。一定时间后，反应达到终点（即达到最大显色），吸光度值不再增加，且吸光度值随时间变化相对稳定。
温度每变化10 ℃，将使氨的回收量产生10%左右的变化，温度的变化对各个浓度的溶液吸光值有显著影响，且影响显色速度。温度越高，最大显色时间越短，其溶液的吸光值越高，且溶液易出现浑浊现象。由以上数据看出，室温为30 ℃时，4～6 min为相对最稳定且最大显色时间点，室温为20 ℃时，8～10 min为相对最稳定且最大显色时间点，室温为10 ℃时，13～l5 min为相对最稳定且最大显色时间点。
根据质控数据来看，结合本地自身的环境条件（温度、压强、湿度）的影响，总结出当地测量氨氮的最佳时间分别为：10 ℃时5 min左右；20℃时9 min左右；30 ℃时14 min左右。
我们在采用纳氏试剂分光光度法测量氨氮时，应考虑到温度的影响，从而掌握待测溶液达到最大显色所需要的反应时间，确保待测溶液能在最稳定时（即最大显色时）测量吸光值，这样才能更好地保证标准曲线及样品的准确度。
3 注意事项
（1）显色剂是实验成功的关键。纳氏试剂的正确配制，影响方法的灵敏度。了解纳氏反应机理，是正确配制纳氏试剂的关键。配制过程中产生的沉淀影响试剂的灵敏度和比色再现性，仅取沉淀一天后的上清液使用，不要振摇。
（2）所有试剂的配制和实验用水均用无氨水，亦可用新鲜蒸馏水。
相关文献
[1] 国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水与废水监测分析方法[M].4版.北京：中国环境出版社，2013.
[2] 银小兵.用新鲜蒸馏水代替无氨水测氨氮[J].石油与天然气化工，1997（4）.
[3] GB7479-87.水质铵的测定.纳氏试剂比色法[S].
[4] 王婷，曹磊，薛明霞.纳氏试剂分光光度法测定氨氮中常见问题与解决办法[J].分析试验室，2008（S2）.endprint
