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摘 要:本文对絮凝沉淀纳氏试剂光度法在分析水质中氨氮过程中酸碱度(PH)对空白测定的影响进行了一点探探讨。絮凝沉淀过程中应避免将水体PH调至9.0左右。在水体PH=9.0左右时,沉淀物颗粒最小,过滤时渗入滤液中,影响吸光度;过滤后的滤液PH会降低,导致水体中重新析出沉淀物,也影响吸光度。
一、概述
絮凝沉淀纳氏试剂光度法具有操作简便、灵敏的优点,是通用的测定水和废水中氨氮的标准方法,但在实际操作中经常出现空白偏高的情况,根据长期的实践经验总结出,掩蔽剂、实验用水、纳氏试剂等都会影响空白值,但这些影响均有一定规律可循,可以避免。实际上,大多数情况下的空白值偏高具有偶然性。对于同一批掩蔽剂、实验用水、纳氏试剂,除有极个别样偏高外,其它水样并没有出现偏高现象;即使是同一个样品,出现空白值偏高后,再次测定也有可能不再出现空白值的现象。此外根据多次实验总结,显色反应时间为10~30min时,吸光度几乎无变化,而反应温度也基本保持在室温,因此这两个因素也难引起个别样空白偏高。前面所列因素对空白测定几乎无影响或影响甚微,目前,酸碱度(PH)对空白测定的影响,本实验室还未进行深入探讨,下面就酸碱度(PH)对氨氮分析过程中空白测定的影响提出本人的一点认识。
一、主要仪器与试剂及溶液配制
1.主要仪器与试剂
酸度计、天平、H2SO4、NaOH、ZnSO4
2.溶液配制
25% NaOH配制:用电子天平称取25g NaOH,倒入100ml烧杯中,加入约50ml去离子水,用玻璃棒搅拌溶解完毕,移至100ml溶量瓶中,用去离子水清洗烧杯余液并倒入溶量瓶,稀释至刻度线。配好的溶液贮于聚乙瓶。
10% ZnSO4配制:称取10g ZnSO4,倒入100ml烧杯,加入约50ml去离子水,用玻璃棒搅拌溶解完毕,移至100ml溶量瓶中,用去离子水清洗烧杯余液并倒入溶量瓶,稀释至刻度线。
硫酸储备液配制:往100ml溶量瓶注入50ml去离子水,再滴入1ml浓硫酸,用去离子水稀释至刻度线。
二、酸碱度对氨氮空白测定影响的实验探讨
在絮凝过程中改变水体PH,测定空白吸光度,结果如表一:
表一 在絮凝过程中改变水体PH,测定空白吸光度
将水体PH调至7.6、9.0、10.6、11.7获得的沉淀物进行过滤观察,发现PH为9.0时,滤液流动较其它要慢,该现象表明锌离子遇碱反应生成的沉淀颗粒大小随PH的改变而变化。PH为9时,沉淀颗粒最小。采用滤纸过滤时,较小颗粒物会进入滤液而影响比色测定,且堵塞在滤纸孔内导致过滤缓慢。水体PH为9.0时,这种现象最明显。
日常分析发现,样品过滤后,滤液会重新生成白色沉淀,这是由于Zn(OH)2的吸附作用引起,Zn(OH)2吸附了金属离子、悬浮微粒、阴离子(如OH-),这直接导致滤液中OH-流失。表二为滤液过滤前、后的PH变化情况。
表二 滤液过滤前、后的PH变化情况
将加有10ml 10%ZnSO4 的去离子水调至不同PH条件下絮凝,滤后水溶液的PH不同程度降低。PH10.3时,PH减小。因此PH=9.0时,PH有可能出现最大值。因此,PH=9.0时,PH有可能出现最大值。当PH大于8.9时,过量的碱会使部分氢氧化锌沉淀转化为锌酸盐。由于过滤后PH降低,锌酸盐又转化为沉淀;PH很高时,PH不大,过滤后只有极少量的锌酸盐转变成氢氧化锌沉淀,PH低于时 8.9 ,滤液中无锌酸盐存在,也不会有沉淀物析出,因此PH=9.0时沉淀析出量最多。
在分析过程中,偶然将PH调至9.0左右是引起空白偏高的主要原因。实际操作过程中,样品量大且采用广泛PH试纸测定,不可能每次都能调至PH=10.5左右。同时,常规分析时,往往滴入NaOH就马上用PH试纸比色,忽略了OH-与Zn2+反应需要一个过程。事实上,在滴入NaOH后,随时间变化,PH会慢慢变小,变化幅度甚至达到2个单位以上,约3min后才稳定。因此建议调节PH时采用精密试纸测试并静置3min后再测一次,确保水体PH稳定在10.5左右。
三、结论
絮凝过程中将水体PH调至9.0左右会出现较高的空白值,其原因主要有两个,一是PH=9.0时生成的沉淀物颗粒最小,过滤时进入滤液,提高了吸光度;二是过滤导致滤液PH降低,而在PH=9.0时PH最大,导致滤液重新析出沉淀物,也提高了吸光度。建议实际操作时采用精密试纸测定PH并静置3min后再测一次水体PH稳定在10.5左右。