实验二 氨氮的测定
（一）纳氏试剂比色法（标准法）
一．实验目的
1．掌握絮凝沉淀法和蒸馏法进行水样预处理的操作技能。 2．掌握用纳氏试剂比色法（标准法）测定氨氮的原理和技术。 二．实验原理
碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应，生成淡红棕色胶态化合物，其颜色深浅与氨氮含量成正比，通常可在波长410-425nm范围内测其吸光度，计算其含量。
本法最低检出浓度为0.025mg/L，测定上限为2mg/L。水样作适当的预处理后，本法可适用于地表水、地下水、工业废水和生活污水中氨氮的测定。 三．实验仪器、设备 1．氨氮蒸馏装置。 2．分光光度计。 3．pH计。
4．50mL比色管。
5. 1mL、5mL和10mL吸管。 四．实验试剂
1．无氨水：每升蒸馏水中加0.1mL硫酸，在全玻璃蒸馏器中重蒸馏，弃去50mL初馏液，接取其余馏出液于具塞磨口的玻璃瓶中，密塞保存。 2．1 mol/L HCl。 3．1 mol/L NaOH。
4．轻质MgO：将MgO在500℃下加热，以除去碳酸盐。 5．0.05%溴百里酚蓝指示剂。
6．硼酸吸收液：称取20g硼酸溶于无氨水，稀释至1L。
7．10% ZnSO4：称取10g ZnSO4溶于无氨水，稀释至100mL。
8．25%NaOH：称取25g氢氧化钠溶于无氨水，稀释至100mL，贮于聚乙烯瓶中。 9．纳氏试剂：可选择下列方法之一制备： ① 称取碘化钾5g，溶于10mL无氨水中，边搅拌边分次少量加入二氯化汞（HgCl2）粉末2.5g，直至出现微量朱红色沉淀溶解缓慢时，充分搅拌混合，并改为滴加二氯化汞饱和溶液，当出现少量朱红色沉淀不再溶解时，停止滴加。将上述溶液徐徐注入氢氧化钾溶液中（15g氢氧化钾溶于50mL无氨水中，冷却至室温），以无氨水稀释至100mL，混匀。于暗处静置过夜，将上清液移入聚乙烯瓶中，密塞保存。此试剂至少可稳定一个月。
② 称取16g氢氧化钠，溶于50mL无氨水中，冷却至室温。另称取7g碘化钾和10 g碘化汞（HgI2）分别用少量无氨水溶解，再混合，然后将此混合液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中，用无氨水稀释至100mL，贮于聚乙烯瓶中，密塞于暗处保存，有效期可达一年。 10．酒石酸钾钠溶液：称取50g酒石酸钾钠（KNaC4H4O6˙4H2O）溶于无氨水中，定容至100mL。
11．铵标准贮备液：称取3.8190g经100℃烘干过的优级纯氯化铵（NH4Cl）溶于无氨水中，定容至1000mL容量瓶中。此溶液NH3-N浓度为1.00mg/mL。
12．铵标准使用液：移取5.00mL铵标准贮备液于500mL容量瓶中，用无氨水稀释至标线。此溶液NH3-N浓度为0.01mg/mL。 五．实验步骤 1．水样预处理：（对于清洁水样，可直接测定）
1
（1）絮凝沉淀法：取100mL混匀水样，加1.0mL的10%硫酸锌溶液和0.2～0.3mL的25%氢氧化钠溶液，调节pH值约10.5，混匀，放置20min使之沉淀。取上清液用经无氨水充分洗涤过的中速定量滤纸过滤，弃去25mL初滤液后，接取滤液供测定用。
（2）蒸馏法：取250mL水样（如氨氮含量较高，可取适量并加水至250mL，使氨氮含量不超过2.5mg），移入凯氏烧瓶中，加数滴溴百里酚蓝指示液，用氢氧化钠溶液和盐酸溶液调节至pH=7左右。加入0.25g轻质氧化镁和数粒玻璃珠，立即连接氮球和冷凝管，导管下端插入吸收液（50mL硼酸溶液）液面下。加热蒸馏，至馏出液达200mL时，停止蒸馏，定容至250mL。
氨氮蒸馏装置
1.凯氏烧瓶；2.定氮球；3.直形冷凝管；4.收集瓶；5.电炉
2．标准曲线的绘制：吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.00 mL铵标准使用液分别于50 mL比色管中，加无氨水至标线，加1.0 mL酒石酸钾钠溶液，混匀。加1.5 mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，在波长420nm处，用光程20mm比色皿，以蒸馏水为参比，测定吸光度。由测得的吸光度减去零浓度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量m（mg）对校正吸光度的标准曲线。具体配制见下表。
氨氮标准系列
0 1 2 3 4 5 6 管号
0.01 mg/mL 铵标准使0 0.50 1.00 3.00 5.00 7.00 10.00 用液（mL）
酒石酸钾钠溶液(mL) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 纳氏试剂(mL) 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 氨氮含量m(mg) 0 0.005 0.01 0.03 0.05 0.07 0.10
原吸光度An A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 经试剂空白修正后 A0-A0 A1-A0 A2-A0 A3-A0 A4-A0 A5-A0 A6-A0 吸光度A(An-A0) 0
3．水样的测定：
（1）分取适量经絮凝沉淀预处理后的水样（使氨氮含量不超过0.1mg），加入50 mL比色管中，稀释至标线，加1.0 mL酒石酸钾钠溶液。以下同标准曲线的绘制。
（2）分取适量经蒸馏预处理后的馏出液，加入50 mL比色管中，加一定量1mol/L氢氧化钠溶液以中和硼酸，稀释至标线。加1.5 mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，同标准曲线步骤测量吸光度。
测出水样的吸光度AX= （测三次取平均值），扣除试剂空白吸光度A0后，即AX-A0= ，从标准曲线上查出相应的氨氮含量mX（mg）。
2
4．空白试验：以无氨水代替水样，作全程序空白测定。 5．计算
由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后，从标准曲线上查得氨氮含量（mg），按下式
计算：氨氮（N，mg/L）=
式中：mx——从标准曲线上查得氨氮含量，mg； V——水样体积，mL。 六．实验报告要求
1．写出实验名称、实验方法、采样时间和地点。
2．写出实验目的、实验原理、实验仪器设备、实验试剂、实验步骤。 3．认真做好课后思考题。 七．注意事项
1．纳氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例，对显色反应的灵敏度有较大影响。静置后生成的沉淀应除去。
2．滤纸中常含痕量铵盐，使用时注意用无氨水洗涤。所用玻璃器皿应避免实验室空气中氨的玷污。
3．水样有颜色、浑浊和含钙、镁、铁等金属离子及硫化物、醛和酮类等均干扰测定，需作相应的预处理（絮凝沉淀或蒸馏），对金属离子的干扰，可加适量的掩蔽剂（酒石酸钾钠）加以消除。
3
（二）纳氏试剂比色法（仪器法）
一．实验目的
1．掌握絮凝沉淀法和蒸馏法进行水样预处理的操作技能。 2．掌握用纳氏试剂比色法（仪器法）测定氨氮的原理和技术。 3．掌握便携式氨氮测定仪的使用方法。 二．实验原理
碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应，生成淡红棕色胶态化合物，其颜色深浅与氨氮含量成正比，通常可在波长410-425nm范围内测其吸光度，计算其含量。
本法最低检出浓度为0.02mg/L，测定上限为10mg/L。水样作适当的预处理后，本法可适用于地表水、地下水、工业废水和生活污水中氨氮的测定。 三．实验仪器、设备
1．氨氮蒸馏装置（同标准法）。 2．CM-03N型便携式氨氮测定仪。 3．pH计。
4．10mL专用比色管。 5．1mL和5mL吸管。 四．实验试剂
1．无氨水：每升蒸馏水中加0.1mL硫酸，在全玻璃蒸馏器中重蒸馏，弃去50mL初馏液，接取其余馏出液于具塞磨口的玻璃瓶中，密塞保存。 2．1 mol/L HCl。 3．1 mol/L NaOH。
4．轻质MgO：将MgO在500℃下加热，以除去碳酸盐。 5．0.05%溴百里酚蓝指示剂。
6．硼酸吸收液：称取20g硼酸溶于无氨水，稀释至1L。
7．10% ZnSO4：称取10g ZnSO4溶于无氨水，稀释至100mL。
8．25%NaOH：称取25g氢氧化钠溶于无氨水，稀释至100mL，贮于聚乙烯瓶中。 9．纳氏试剂：可选择下列方法之一制备： ① 称取碘化钾5g，溶于10mL无氨水中，边搅拌边分次少量加入二氯化汞（HgCl2）粉末2.5g，直至出现微量朱红色沉淀溶解缓慢时，充分搅拌混合，并改为滴加二氯化汞饱和溶液，当出现少量朱红色沉淀不再溶解时，停止滴加。将上述溶液徐徐注入氢氧化钾溶液中（15g氢氧化钾溶于50mL无氨水中，冷却至室温），以无氨水稀释至100mL，混匀。于暗处静置过夜，将上清液移入聚乙烯瓶中，密塞保存。此试剂至少可稳定一个月。
② 称取16g氢氧化钠，溶于50mL无氨水中，冷却至室温。另称取7g碘化钾和10 g碘化汞（HgI2）分别用少量无氨水溶解，再混合，然后将此混合液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中，用无氨水稀释至100mL，贮于聚乙烯瓶中，密塞于暗处保存，有效期可达一年。 10．酒石酸钾钠溶液：称取50g酒石酸钾钠（KNaC4H4O6˙4H2O）溶于无氨水中，定容至100mL。
11．铵标准贮备液：称取3.8190g经100℃烘干过的优级纯氯化铵（NH4Cl）溶于无氨水中，定容至1000mL容量瓶中。此溶液NH3-N浓度为1.00mg/mL。
12．铵标准使用液：移取5.00mL铵标准贮备液于500mL容量瓶中，用无氨水稀释至标线。此溶液NH3-N浓度为0.01mg/mL。 五．实验步骤 1．水样预处理：（对于清洁水样，可直接测定）
4
（1）絮凝沉淀法：取100mL混匀水样，加1.0mL的10%硫酸锌溶液和0.2～0.3mL的25%氢氧化钠溶液，调节pH值约10.5，混匀，放置20min使之沉淀。取上清液用经无氨水充分洗涤过的中速定量滤纸过滤，弃去25mL初滤液后，接取滤液供测定用。
（2）蒸馏法：取250mL水样（如氨氮含量较高，可取适量并加水至250mL，使氨氮含量不超过2.5mg），移入凯氏烧瓶中，加数滴溴百里酚蓝指示液，用氢氧化钠溶液和盐酸溶液调节至pH=7左右。加入0.25g轻质氧化镁和数粒玻璃珠，立即连接氮球和冷凝管，导管下端插入吸收液（50mL硼酸溶液）液面下。加热蒸馏，至馏出液达200mL时，停止蒸馏，定容至250mL。 2．标准曲线的测定：取七支10mL专用比色管，按下表配制标准系列。吸取0、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00和5.00mL铵标准使用液于比色管中，用无氨水补足到5mL，相应的氨氮浓度值为：0、0.40、1.00、2.00、4.00、8.00和10.00 mg/L，加0.1 mL酒石酸钾钠溶液，混匀。加0.15 mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，以蒸馏水为参比，测定标准曲线。先以0 mL标准样作为空白，放入CM-03N型便携式氨氮测定仪中进行比色，其吸光度作为此时测定仪的零点，然后依次放入氨氮浓度值为0.40、1.00、2.00、4.00、8.00和10.00 mg/L标准样的专用比色管。依次测得吸光度，并输入相应的已知氨氮浓度值，按“·”结束输入，测定仪会根据最小二乘法自动计算出0～10.00 mg/L的标准曲线的b值、a值、r值。将测得的标准曲线保存，以备用于未知浓度的水样测定。
氨氮标准系列
管号 0 1 2 3 4 5 6
0.01 mg/mL 铵标准使0 0.20 0.50 1.00 2.00 4.00 5.00 用液（mL） 无氨水（mL） 5.00 4.80 4.50 4.00 3.00 1.00 0.00 酒石酸钾钠溶液(mL) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 纳氏试剂(mL) 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 氨氮浓度C(mg/L) 0 0.40 1.00 2.00 4.00 8.00 10.00
吸光度An A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6
得出b= （曲线的斜率），a= （曲线的截距）， r= （相关系数），
则标准曲线相应的回归方程为：C= b A + a （其中C为氨氮浓度，A为吸光度）。 3．水样的测定：
（1）取5mL经絮凝沉淀预处理后的水样（使氨氮浓度不超过10mg/L），加入10 mL专用比色管中，加0.1 mL酒石酸钾钠溶液，混匀。加0.15 mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，用上述步骤测得的标准曲线，以0 mL标准样作为空白，进行比色测定，测定仪自动显示出水样的吸光度及氨氮浓度值。
水样AX= ， 氨氮浓度CX= mg/L 。
（2）取5mL经蒸馏预处理后的馏出液，加入10 mL专用比色管中，加一定量1mol/L氢氧化钠溶液以中和硼酸。加0.15 mL纳氏试剂，混匀。放置10min后，以下操作与絮凝沉淀预处理后的水样测定相同。 六．实验报告要求
1．写出实验名称、实验方法、采样时间和地点。
2．写出实验目的、实验原理、实验仪器设备、实验试剂、实验步骤。 3．认真做好课后思考题。 七．注意事项
5
1．纳氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例，对显色反应的灵敏度有较大影响。静置后生成的沉淀应除去。
2．滤纸中常含痕量铵盐，使用时注意用无氨水洗涤。所用玻璃器皿应避免实验室空气中氨的玷污。
3．水样有颜色、浑浊和含钙、镁、铁等金属离子及硫化物、醛和酮类等均干扰测定，需作相应的预处理（絮凝沉淀或蒸馏），对金属离子的干扰，可加适量的掩蔽剂（酒石酸钾钠）加以消除。
附：CM-03N型便携式氨氮测定仪使用方法 标准曲线的测定（功能2） 操作方法 显 示 步 骤
1．启动功能2 按“功能”+“2”键 F2 2．确定 按“确定”键 A0 3．放入0号标样 将装有0浓度标样的专用比色管插入
测试孔，用遮光帽盖住
4．确定 按“确定”键 X.XXX（0号标样的吸光度，
正常为±0.005，否则试样存在问题）
5．确定 待读数稳定后按“确定”键 n1 6．放入1号标样 取出0号标样，将1号标样的专用比色
管插入测试孔，用遮光帽盖住
7．确定 按“确定”键 X.XXX（1号标样的吸光度） 8．确定 待读数稳定后按“确定”键 C
9．输入已知氨氮浓度将1号标样的浓度值通过数字键输入，XXXX（最多4位有效数字） 值 按“确定”键（输错可按“回退”键修改） 10．重复6～9步 依次放入下一个标样 11．结束 显示nX（提示放X号标样，最大为9）b
时，按“·”键
12．显示b值 按“确定”键 X.XXX（b值） 13．显示下一值 按“确定”键 a 14．显示a值 按“确定”键 ±X.XXX（a值） 15．显示下一值 按“确定”键 r 16．显示r值 按“确定”键 0.XXX（r值） 17． 按“确定”键 P 18．输入该曲线的储存按“1”～“9”键（曲线编号） PX 编号 19．确定 按“确定”键 返回时间状态
注：当曲线不理想不予保留时，按“确定”键，显示P时不输入储存编号，返回时间状态。 用内存的曲线测定未知水样（功能4） 操作方法 显 示 步 骤
1．启动功能4 按“功能”+“4”键 F4 2．确定 按“确定”键 P 3．输入曲线编号 按“1”～“9”键 PX（X为曲线编号）
6
4．确定 5．放入0号空白样 6．确定 7．确定
8．放入1号待测水样9．确定 10．确定
11．读取完毕，确定12．测定下一水样 13.测定结束
按“确定”键
将装有空白样的专用比色管插入测试孔，用遮光帽盖住 按“确定”键
待读数稳定后按“确定”键 将1号水样的专用比色管插入测试孔，用遮光帽盖住 按“确定”键 待读数稳定后按“确定”键 按“确定”键 重复8～11步,依次放入下一待测水样 显示nXX(XX为提示放入的试样号)时按“·”键
7
无该编号曲线时显示E10，按任意键回时间状态，有此曲线时显示A0
X.XXX（0号空白样的吸光度，正常为±0.005，否则试样存在问题）
n1 X.XXX（1号水样吸光度） XXXX（1号水样氨氮浓度
值）
n2
返回时间状态