17.铵离子的测定

甲     纳氏试剂分光光度法

本方法适用于循环冷却水和天然水中铵离子的测定,其含量小于 2.0mg/L。

1.原理

水样中铵离子在碱性条件下能与碘化汞钾生成氨基汞络离子碘衍生物,其颜色深浅与铵 离子浓度成正比。
反应式如下:
在碱性溶液中,酮、醛、醇、钙、汞、铁干扰测定

2.试剂

2. 1 试剂水:去离子水。
2. 2  50%氢氧化钾溶液。
2. 3  纳氏试剂。
称取 50g 碘化钾溶于 50mL 水中,同时称取 35g 二氯化汞溶于 150mL 新煮沸的水中, 向碘化钾溶液中加入热二氯化汞溶液,不断搅拌,直至产生朱红色沉淀不再溶解为止,用玻 璃毛过滤(不能用滤纸), 在滤液中加入 300mL50%的氢氧化钾溶液,再加 5 毫升上述二氯 化汞溶液,然后用水稀释至 1000mL,贮于棕色胶塞瓶中,至完全澄清后使用。( 使用时吸 取上层清液,不要搅混)。
2. 4  酒石酸钾钠溶液
称取 50g 酒石酸钾钠( KNaC4H4O6·4H2O)于研钵中研碎转入烧杯中,用水加热溶解 并稀释至 100mL,然后向溶液中加 5mL 纳氏试剂,将混合液静置三昼夜使其澄清。取上层 清液。
2. 5  铵标准溶液。
称取 0.297g 于 105~110℃干燥至恒重的氯化铵,溶于水,移入 1000mL 容量瓶,稀释 至刻度,此溶液 1mL 含 0.1mg 铵。吸取此溶液 10mL,移入 100mL 容量瓶中,并稀释至刻 度,此溶液为 1mL 含 0.01mg 铵标准溶液。

3.仪器

3. 1  分光光度计。
3. 2  比色管: 50mL。

4.分析步骤

4. 1 标准曲线的绘制
分别吸取 1mL 含 0.01mg 铵的标准溶液 0, 2, 4, 6, 8, 10mL 于六只 50mL 容量瓶中, 加入适量去离子水,加 1mL 酒石酸钾钠溶液和 1mL 钠氏试剂,用水稀释至刻度,摇匀,放 置 10 分钟后,于 430nm 处,用 1cm 比色皿,以试剂空白作参比,测其吸光度,以吸光度为 纵坐标,铵离子毫克数为横坐标,绘制标准曲线。
4. 2 水样的测定
取适量水样(不少于 10mL)于 50mL 比色管中,加 1mL 酒石酸钾钠溶液和 1mL 钠氏 试剂,用去离子水稀释至刻度摇匀,放置 10 分钟,于 430nm 处,用 1cm 比色皿,以试剂空 白作参比,测其吸光度。

5.分析结果的计算

水样中铵离子含量 X(毫克/升), 按下式计算:
X=A/VW×1000
式中: A——M 标准曲线查得的铵含量( mg)
             VW——水样体积( mL)

6.注释

6. 1  水样中钙、镁离子在碱性条件下,易产生沉淀,干扰比色测定,加酒石酸钾钠 使其生成络合物,清除干扰,故加酒石酸钾钠后要摇匀,再加其它试剂。
6. 2  如水样含有酮、醛、醇等有机物,可将水样调至酸性,加热使有机物蒸发掉后, 再进行测定。
6. 3  纳氏试剂使用时取上层清液,不要摇混。

7.允许差

铵含量为 2mg/L 时,平行测定两结果差不大于 0.2mg/L。

8.结果表示

取平行测定两结果算术平均值,作为水样的铵含量。

乙     氨气敏电极法

本方法适用于循环冷却水和天然水中铵离子的测定。其测定范围 1~100mg/L。

1.原理

在强碱性( pH>12)溶液中,水中的铵转化为氨,氨通过透气膜进入氨气敏电极,使 得内溶液 pH 发生变化,比而使平头玻璃电极产生影响,以标准加入法求出铵离子的含量。

2.试剂

2. 1  10mol/L 氢氧化钠-0.1mol/LEDTA 混合液
称取 200g 氢氧化钠和 18.6EDTA 溶于水中,移入 500mL 容量瓶中,用水稀释至刻度, 摇匀,贮存于塑料瓶中。
2. 2  铵标准溶液
称取 0.2972g 于 105℃下烘干至恒重的氯化铵,溶于水中,移入 100mL 容量瓶中,用水 稀释至刻度,摇匀,此溶液 1mL 含 1mg 铵,逐级稀释成 100、 10、 1、 0.1mg/L 铵标准溶液。
2. 3  中介液( 0.1mol/L 氯化钠和 0.01mol/L 氯化铵混合液)。
0.1mol/L 氯化钠溶液和 0.01mol/L 氯化铵溶液按 1+1 混合。

3.仪器

3. 1  离子计和精密酸度计。
3. 2  氨气敏电极。
3. 3  电磁搅拌器。

4.分析步骤

4. 1 求斜率
吸取与水样中铵含量相近的铵标准溶液 50mL 置于 100mL 烧杯中,插入氨气敏电极, 在电磁搅拌下加入 5 滴氢氧化钠-EDTA 混合液,此时 pH 值应大于 12。待电位稳定后,读 取电位值(毫伏), 然后再取比以上溶液浓度大 10 倍的铵标准溶液 50mL,按照上述方法测 定其相应的电位值,两个标准溶液的电位之差即为电极的斜率( S)。 +
4. 2 水样的测定
吸取水样 50mL,置于 100mL 烧杯中,按求斜率的方法测定其电位值,再向该水样中 加入大于水样中铵离子浓度约 100 倍的铵标准溶液 1mL,待电位稳定后,读取电位值。

5.分析结果的计算

式中: ∆C ——加入标准溶液后的电位值与水样中电位值之差,毫伏;
             S——电极的斜率;
             ∆C ——加入铵标准溶液后,水样中铵离子浓度的变化,可按下式计算:
             V0——加入铵标准溶液后,被测水样的总体积,毫升;
             VS ——加入铵标准溶液的体积,毫升;
             CS ——加入铵标准溶液的浓度,毫克/升。

6.注释

6. 1  使用氨气敏电极前,先将外腔管和平头玻璃电极用中介液洗涤,再将平头玻璃 电极浸泡在中介液中 1 小时以上,然后将外腔管内装入中介液 20~25 滴,将平头玻璃电极 按原方位插入,同时拉动平头玻璃电极数次,使溶液没有气泡后,固定螺帽,锁紧电极,观 察是否漏水,如有漏隙现象,应另取透气膜重装。
6. 2  在每次使用前,用水将电极清洗至“ 0”毫伏为止。
6. 3  在测量过程中,电极插入水样后,避免透气膜周围有气泡,在用磁力搅拌器进 行搅拌时速度不要太快,以免空气泡附于电极薄膜上。另外在电极浸入以前,不要加入氢氧 化钠溶液,因为在碱性溶液中会损失氨。

7.允许差

水样中铵离子含量在 6mg/L 时,平行测定丙结果差不大于 0.14mg/L;含量在 17mg/L 时,平行测定两结果之差不大于 0.57mg/L。

8.结果表示

取平行测定两结果算术平均值,作为水样的铵离子含量。