实验十四　水中硝酸盐氮的测定——二磺酸酚光度法

一、原理

二磺酸酚在酸性情况下与硝酸盐作用，生成硝基二磺酸酚，在碱性溶液中发生分子重排，生成黄色化合物，用光度法定量。

二、仪器与试剂

①硝酸盐氮标准贮备溶液：称取7.218g在105～110℃干燥1h的硝酸钾（KNO3），溶于纯水中，并定容至1000mL。加2mL三氯甲烷作保存剂，至少可稳定6个月，此溶液含硝酸盐氮为1.00mg/mL。

②硝酸盐氮标准溶液：吸取5.00mL硝酸盐氮标准贮备溶液置于瓷蒸发皿中，在水浴上蒸干，然后加入2mL二磺酸酚试剂，迅速用玻璃棒研磨蒸发皿内壁，使二磺酸酚与硝酸盐充分接触，静置30min，加入少量纯水，移入500mL容量瓶中，最后用纯水定容至500mL，此溶液含硝酸盐氮为10μg/mL。

③苯酚：如苯酚不纯或有颜色，将盛苯酚（C6H5OH）的容器放在热水中加热，融化后倾出适量于具空气冷凝管的蒸馏瓶中，加热蒸馏，收集182～184℃的馏分，置棕色瓶中，于冷暗处保存。

④二磺酸酚试剂：称取15g精制苯酚，置于250mL锥形瓶中，加入105mL浓硫酸，瓶上放一小漏斗，放在沸水浴中加热6h。试剂应为浅棕色黏稠液，保存于棕色瓶中。

⑤硫酸银溶液：称取4.379g硫酸银（Ag2SO4），溶于纯水并定容至1000mL。此溶液1.00mL可与1.00mg氯离子作用。

⑥硫酸溶液（0.5mol/L）：取2.8mL浓硫酸加到适量纯水中并稀释至100mL。

⑦氢氧化钠溶液（1mol/L）：称取4.0g氢氧化钠（NaOH）溶于适量纯水中并定容至100mL。

⑧高锰酸钾溶液（0.02mol/L）：称取0.316g高锰酸钾（KMnO4），溶于纯水中并定容至100mL。

⑨乙二胺四乙酸二钠溶液：称取50g乙胺四乙酸二钠（C10H14N2O8Na2·2H2O），用20mL纯水调成糊状，然后加入60mL浓氨水，充分搅动后使之溶解。

⑩分光光度计。

三、分析步骤

1.预处理

①去除浊度：如水样浑浊可用0.45μm孔径的滤膜过滤除去。

②去除亚硝酸盐：如水样中亚硝酸盐氮含量超过0.2mg/L时，则需先向100mL水样中加入1.0mL 0.5mol/L硫酸溶液，混匀后滴加0.02mol/L高锰酸钾溶液至淡红色物质15min不褪为止，使亚硝酸盐变为硝酸盐。在最后计算结果时，需减去这一部分亚硝酸盐氮（用重氮化偶合比色法测定）。

③去除氯化物：将100mL水样置于250mL锥形瓶中，根据事先测出的氯离子含量，加入相当量的硫酸银溶液。水样中氯化物含量很高（超过100mg/L）时，可加入相当量的固体硫酸银（1mg氯相当4.397mg硫酸银）。将锥形瓶放在80℃左右的热水中，用力振摇，使氯化银沉淀凝聚，冷却后用慢速滤纸过滤或离心，使水样澄清。

2.测定

①吸取25.0mL经过预处理的澄清水样，置于100mL蒸发皿中，滴加氢氧化钠溶液，调节溶液至接近中性（用pH试纸检查），在水浴上蒸干。

②取下蒸发皿，加入1.0mL二磺酸酚试剂，用玻璃棒研磨，使试剂与残渣充分接触，静置10min。

③向蒸发皿内加入10mL纯水，在搅拌下滴加浓氨水，使溶液的黄色达到最深。如出现沉淀可过滤，或加入乙二胺四乙酸二钠溶液至沉淀溶解。将溶液移入50mL比色管中，加纯水至刻度，混匀。另取1.0mL二磺酸酚试剂于另一个50mL比色管中，加纯水10mL，加氨水成碱性做试剂空白。

④于410nm（或420nm）波长处，用1cm比色皿，以试剂空白作参比测量吸光度，从标准曲线上查出相应的硝酸盐氮量。

⑤吸取0.00mL、0.10mL、0.30mL、0.50mL、0.70mL、1.00mL、1.5mL或0.00mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、7.00mL、10.00mL硝酸盐氮标准溶液置于一组50mL比色管中，各加1.0mL二磺酸酚试剂，再各加10mL纯水，滴加氨水至各管溶液的黄色达最深，加纯水至刻度。于410nm（或420nm）波长下，用试剂空白作参比测定吸光度。取标准溶液量为0～1.50mL的标准系列，用3cm比色皿，0～10.00mL的用1cm比色皿，以硝酸盐氮量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。

注：72型分光光度计无412nm，可用420nm代替。

四、结果计算

式中　c——水样中硝酸盐氮的浓度，mg/L；

m——从标准曲线上查得的样品管中硝酸盐氮的量，μg；

V——所取水样的体积，mL；

V1——加入硫酸银溶液的体积，mL。

五、附注

①硝酸盐氮的测定方法甚多。常用的二磺酸酚法精密、准确，但氯离子有严重干扰，操作也比较复杂。镉还原法灵敏度甚高，但操作十分复杂。麝香草酚法简便、准确，且不受氯化物干扰，但灵敏度稍差。可根据水样情况加以选择。

②本法最低检测浓度为0.04mg/L，测定范围为0.04～4.0mg/L。

③水中常见的氯化物、亚硝酸盐、铵和铁等均可产生干扰，需对水样进行预处理。

六、思考题

①测定水样中硝酸盐氮时，水样要做什么样的预处理，为什么？

②水样中的干扰物质应如何消除？