过硫酸钾法测定总氮空白值的影响因素分析

环境研究与监测2019年6月

过硫酸钾法测定总氮空白值的影响因素分析

裴丽

渊中国石油化工股份有限公司天津分公司袁天津300271冤

摘要：对水质总氮测定中影响空白值吸光度的因素进行探讨袁通过实验确定了提高总氮测定准确度的条件遥实验结果表明院可用超纯水代替无氨水曰国产过硫酸钾需重结晶1耀2次可满足纯度要求曰碱性过硫酸钾溶液最好即用即配袁储存时间不得超过7d曰试样置于压力锅升温至120益开始计时30min袁降压取出自然冷却60min后进行后续操作袁完全可满足空白值吸光度小于0.030要求遥

关键词：总氮测定曰空白值曰影响因素曰过硫酸钾中图分类号：X830

文献标志码：A

文章编号：渊甘冤LK000067渊2019冤02-28-31-04

AnalysisofFactorsAffectingtheDeterminationofTotal

NitrogenBlankValuebyPotassiumPersulfateMethod

渊TianjinBranchofChinaPetroleum&ChemicalCorporation,Tianjin300271,China冤

PeiLi

inwaterwerediscussed,andtheconditionsforimprovingtheaccuracyoftotalnitrogendeterminationinsteadofammonia-freewater;domesticpotassiumpersulfateneedstoberecrystallized1or2timestomeetthepurityrequirements;alkalinepotassiumpersulfatesolutionisbestusedimmediately,storagethepressureistakenoutandnaturallycooledfor60minutes,andthenthesubsequentoperationisper鄄

Keywords:determinationoftotalnitrogen;blankvalue;influencingfactors;potassiumpersulfateformed,whichcancompletelysatisfytherequirementthattheblankvalueabsorbanceislessthan0.030.

Abstract:Thefactorsaffectingtheabsorbanceofblankvaluesinthedeterminationoftotalnitrogen

weredeterminedthroughexperiments.Theexperimentalresultsshowthat:ultra-purewatercanbeusedtimeshouldnotexceed7d;Afterthepressurecookerisheatedto120毅C,thetimeis30minutes,and

水体中的总氮通常以硝酸盐氮尧亚硝酸盐氮尧无机铵盐尧溶解态氧等无机氮和有机氮两种形式存在袁其含量是各种无机氮和有机氮的总和遥大量生活污水和含氮工业废水排入水体袁使水中各种殖袁消耗水中溶解氧袁使水体质量恶化[1]遥因此袁总

收稿日期：2019-05-17

作者简介：裴丽渊1981-冤女袁江苏铜山县人袁本科袁高级工程师袁现主要从事环境监测分析和LIMS数据统计工作遥

氮是反映水体受污染程度和富营养化程度的重要指标之一遥HJ636-2012中总氮的测定方法是野碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法冶袁该方法具有操作步骤简单尧试剂使用少尧仪器操作简单便捷尧适用范围广等优点袁但是该标准方法要求空白测定时袁由于受实验用水尧试剂纯度尧配制方法尧存放时间尧消解时间尧冷却时间等因素的影响袁其准确度难以掌握袁经常会出现样品空白值较高尧测定值准的校正吸光度应小于0.030[2]袁在实际使用此方法

无机氮和有机氮含量增加袁生物和微生物大量繁

第2期裴丽院过硫酸钾法测定总氮空白值的影响因素分析

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确度下降尧重复率较差等现象遥本文结合工作经验袁通过对其影响因素的总结尧分析和探讨袁确定适宜的测定条件袁从而更加准确完成水质总氮的测定袁为今后相关分析工作提供帮助和参考遥1方法原理

在60益以上水溶液中袁过硫酸钾按以下反应式分解袁产生氢离子和原子态氧遥K2S20KHSO8+H20寅2KHSOK++HSO4+1/202

4寅氧化钠HSO+用来中和+SO4-4-寅H氢离42-

加入氢子袁分解出的原子态氧在120耀124益高压水蒸气条件下袁可将大部分有机氮化合物和亚硝酸盐氮氧化成硝酸盐遥硝酸根离子在紫外线波长220nm有特征性的大量吸收袁而在波长275nm则基本没有吸收值袁因此可分别于波长220nm和275nm处袁测定吸光度AA275袁按公式A=A220-2A275计算校正吸光度A[3]220和

氮渊以N计冤含量与校正吸光度A成正比遥袁总2实验部分2.1实哈希验仪双器光及束紫试剂

外分光光度计袁10mm石英比色

皿曰申安LDZX-30FBS立式压力蒸汽灭菌器曰Mil鄄li-Q超无纯氨水水机曰碱曰25mL性过硫酸钾具塞比色溶液管曰渊遥1+9冤盐酸遥2.2实按验步照国骤

家标准分析方法HJ636-2012操作步

骤进行实验遥3结果分析与讨论

3.1试总氮验用标水准对测空定白值的影响

方法规定实验用水需为无氨水

和新制备的去离子水袁无氨水的制备采用酸化蒸馏法渊即每升水中加入0.10mL浓硫酸蒸馏收集馏出液于具塞玻璃容器中冤袁但是这种方法操作起来较为复杂袁产率低袁且易因试管和收集装置清洗不

干净而引入新的杂质袁故在实际操作中较少使用

[4]

法遥袁用因实此为了验室满中足较普日常遍工的作超袁纯按水照尧去HJ离636-2012子水和蒸馏方

水代替无氨水做空白实验袁每种实验用水做5个

平行样袁测定空白吸光度袁结果见表1遥表1不同类型实验用水对空白值的影响实验用水空白吸光度均值

无氨水0.026

0.025

0.0240.0250.0250.025新鲜去离子水0.0250.026

0.0250.0240.0240.025超纯水0.0240.0230.0250.0240.0240.024蒸馏水

0.0470.047

0.049

0.0450.0470.047

从表1可以看出袁在相同实验条件下袁超纯水和新鲜去离子水空白值可以达到国标方法中规定的无氨水空白值要求袁超纯水空白值甚至可以超过无氨水袁用蒸馏水测得的空白值大于0.030袁不在标准规定范围内袁因此不得使用遥考虑到目前大部分分析实验室都配备了超纯水机袁制备超纯水简单方便袁可以做到出水量大袁随制随用袁因此建议完全可以用超纯水代替无氨水遥3.2过硫酸钾市场上出纯售度对的国产空白值的影响

过硫酸钾分析纯中规定袁其总氮含量低于0.005%袁但根据汪曼[5]等学者研究发现袁国产过硫酸钾总氮含量低于0.005%的厂家几乎没有遥在实际水质总氮测定过程中袁过硫酸钾纯度对于实验空白值的影响很大袁过硫酸钾纯度越低袁空白值吸光度越高遥现采用三个国产A尧B尧C和一个进口厂家比利时(含氮量0.0005%)生产的过硫酸钾袁按照国标要求配置碱性过硫酸钾溶液进行空白值实验袁结果见表2遥表2不同厂家过硫酸钾对空白值的影响

厂家空白吸光度

均值厂家A0.1080.1100.1090.1090.1070.109厂家B0.2350.2340.2340.2320.2370.234厂家C0.0890.0870.0890.0860.0880.088进口渊比利时冤

0.027

0.0240.0260.027

0.026

0.026

从表2可以看出袁不同厂家生产的过硫酸钾

家渊分A析尧B纯尧C冤所的测过得硫的酸空钾白值都不差异能满很大足袁空三白家值国产小于厂

可0.030完全测满定足要袁求但袁比因利其时价进格口昂厂贵家袁100g生产试的过硫酸钾

剂售价约1000元人民币袁会造成实验成本增加袁不太适合化

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环境研究与监测第32卷

验室长期大量使用遥因此袁为了使国产过硫酸钾符合实验试剂要求袁可以采用重结晶方法对过硫酸钾进行提纯袁这一方法也得到了陈伟宏[6]等学者的验证遥对三个国产厂家过硫酸钾进行提纯重结晶袁降低空白吸光度袁结果见表3遥表3重结晶后过硫酸钾试剂对空白值的影响重结晶次数

厂家A厂家B厂家C一次0.0490.0790.027二次

0.025

0.029

0.024

从表3可以看出袁对国产过硫酸钾进行重结晶袁结晶1耀2次袁就可以显著的使空白值降低到0.030硫酸钾以越下大袁考袁成虑本到越重结高袁因晶此的次选择数合越适多的袁消国产耗的过过硫酸钾非常重要袁国产厂家C经过一次重结晶就能满足空白值小于0.030要求袁因此是水质总氮测定的首选厂家遥3.3碱过硫酸钾性过硫酸钾在常温配置下方溶法对解度空低白值的影响袁溶解速度很慢袁通常需要水浴加热或者超声波震动等方式加速其溶解遥值得注意的是袁无论采用水浴加热还是超声波震动袁都需要控制温度在50益左右袁不能超过

60致益袁其氧因化为能过硫酸钾力下降遥受同热时会发袁氢氧生化氧钠化溶分于解反水应后袁袁导会释放大量的热袁造成溶液局部温度升高袁此时如果立即将过硫酸钾溶液与其混合袁会因为温度过高导致过硫酸钾分解袁因此建议袁分别溶解两种溶液袁使两种溶液都降至室温后在进行定容遥3.4碱碱性性过硫酸钾过硫酸钾溶液溶液储在存总氮时间测对定中空白值的影响

作为氧化

剂袁其浓度影响测定结果遥国标规定袁配置好的碱性过硫酸钾溶液袁储存时间为7d遥现对存放第

1d验尧袁4d结果尧7d见尧10d表4尧遥15d的碱性过硫酸钾进行空白值实

表4过硫酸钾存放时间对空白值的影响

过硫酸钾

1d4d0.0230.0240.022空白0.0240.025吸光度0.0240.0220.023均值0.02510d7d0.0260.0280.0230.0240.0270.0240.02715d0.029从表0.0350.0330.0260.0290.0270.0324可以看0.037出袁碱0.033性过硫酸钾0.0300.0300.0390.031溶液如0.035果严

格按照国标配制尧储存袁在7d内袁能保持较好的稳

定性袁超出10d后袁空白值略有增高袁因此为保证测量准确性袁配制的碱性过硫酸钾最好即用即配袁并在7d内使用遥3.5消HJ解时636-2012间对空白值的影响

即试样加热至120对益消开解始温计时度和袁时保间持有温明度确在规120定耀袁124益之间全30min分解遥完黄全玲[7]认为消解30min时过硫酸钾尚未完袁导致空白值吸光度高遥孙启彬[8]建议将消解时间提高至45min以上袁空白值吸光度才能降至低水平遥为了验证消解时间对实验空白值是否有影响袁现采用之前选择的国产C厂家重结晶一次后过硫酸钾和优级纯氢氧化钠配置的碱性过硫酸钾溶液用超纯水进行消解空白试验遥加热至120益袁保持温度120耀124益之间15min毕袁等尧压30min力锅尧自然45min泄袁压分后开别做阀5放个气平袁行样取出遥试消样解袁完自然冷却60min后测定其吸光度袁结果见表5遥表5消解时间对空白值的影响

消解时间/min

空白吸光度

均值

15300.0490.050从450.0260.047表5可以0.0240.027看出袁0.0240.0250.0480.0490.049消解15min0.0230.0250.0260.022后的空0.0240.025白值0.024吸光度大于0.030袁这是因为消解时间过短导致过硫酸钾分解不完全遥消解30min袁空白值吸光度已经趋于稳定袁完全可以满足空白值小于0.030要求袁没有必要增加消解时间遥3.6消水质解冷总氮的却时间测对定需空白值的影响

要采用压力锅进行高温消

解袁升压尧降压尧放气这一时段比较耗时袁将试样从压力锅取出后袁HJ636-2012要求袁消解完毕取出试样冷却至室温即可袁但不同冷却放置时间对空白值影响也很大遥现分别对冷却30min袁45min袁60min测定袁袁结果90min见袁表120min6遥后加渊1+9冤盐酸进行空白值表6消解冷却时间对空白值的影响时间30/min450.0900.089空白吸光度

600.0460.0880.0270.0470.0930.0900.0450.090均值0.045120900.0280.0260.0450.0240.0260.0430.0240.0260.0280.0260.0260.0270.0230.0260.0270.0260.0240.0240.026第2期裴丽院过硫酸钾法测定总氮空白值的影响因素分析

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从表6可以看出袁随着冷却时间的增加袁空白值逐渐下降袁60min后趋于平稳袁故建议试样从压力锅取出后至少冷却60min后再进行后续操作遥4结语

影响总氮空白值测定的因素很多袁主要有院实验用水尧过硫酸钾试剂纯度尧碱性过硫酸钾配置方法和储存时间尧消解时间尧冷却放置时间等袁其中过硫酸钾试剂纯度对空白值吸光度影响最大遥实验结果表明院有条件的实验室尽可能采用无氨水和超纯水作为实验用水袁进口过硫酸钾可完全满足实验试剂要求袁但因其价格昂贵袁也可以用重结晶1耀钾最好即用即配袁配置过程中避免温度超过60益2次的国产过硫酸钾进行替代遥配置的碱性过硫酸防止过硫酸钾分解袁配置好的碱性过硫酸钾溶液置于试剂柜保存袁存放时间不超过7d遥消解时间和冷却时间对空白值也有影响袁建议严格按照HJ636-2012操作袁消解30min袁自然降温冷却60min袁完全可以满足空白值吸光度小于0.030要求遥参考文献：[1]李坤.总氮测定中空白吸光度值偏高问题的实验探讨[J].环境科学导刊袁2017,36渊5冤:84-86.

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经典节能环保知识

不燃放烟花爆竹曰双面使用纸张曰节约粮食曰拒绝使用一次性用品曰消费肉类要适度曰随手关闭水龙曰头随手关灯袁节约用电曰拒绝过分包装曰使用节约型水具曰拒绝使用珍贵木材制曰拒绝使用一次性筷子曰尽量利用太阳能曰尽量使用可再生物品曰使用节能型灯具曰简化房屋装修曰修旧利废曰尽量购买本地产品曰不随意取土;多用肥皂袁少用洗涤剂曰不焚烧秸杆曰不干扰野生动物的自由生活曰不吃田鸡袁保蛙护农曰提倡观鸟袁反对关鸟曰拒食野生动物曰减卡救树曰不穿野兽毛皮制作的服装曰不在江河湖泊钓鱼曰少用罐装食品尧饮品曰不用圣诞树曰不购买野生动物制品等遥