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紫外分光光度計在測定水中總氮含量的應用
大量生活污水或含氮工業廢水排入水體, 使水中有機氮和各種無機氮化物含量增加, 生物和微生物類的大量繁殖, 消耗水中溶解氧, 使水體質量惡化。 湖泊、水庫中含一定量的氮, 造成浮游生物繁殖旺盛, 出現富營養化狀態。 因此, 總氮是衡量水質的重要指標之一。

1    實驗部分

1.1  方法原理

在 60℃以上水溶液中, 過硫酸鉀可分解產生硫酸氫鉀和原子態氧, 硫酸氫鉀在溶液中離解而產生氫離子, 故在氫氧化鈉的堿性介質中可促使分解過程趨于*。 分解出的原子態氧在 120℃ ～ 124℃條件下, 可使水樣中含氮化物的氮元素轉化為硝酸鹽。 并且在此過程中有機物同時被氧化分解。 利用紫外分光光度法于波長 220 nm和275 nm處, 分別測出吸光度 A220及 A275, 按照公式求出吸光度 A:A=A220 -A275, 按 A的值查校準曲線并計算總氮含量。

1.2  儀器設備

紫外分光光度計UV1901PC

1.3  主要試劑

(1)0.100 mg/mL硝酸鉀標準貯備液:稱取 0.721 8 g

硝酸鉀(經 105℃ ～ 110℃烘 3 h)溶于水中, 移至 1 000 mL 容量瓶中用水稀釋至標線。
(2)0.010 mg/mL硝酸鉀標準使用液:將貯備液用水稀釋 10倍而得。 使用時配制。

(3)無氨水。

(4)堿性過硫酸鉀溶液:稱取 4 g過硫酸鉀, 另稱取 1.5 g氫氧化鈉, 溶于水中, 稀釋至 100 mL, 溶液存放在聚乙烯瓶(5)鹽酸溶液 1 +9。

1.4    水樣的測定

(1)用 25 mL比色管取樣品 10 mL, 用氫氧化鈉溶液調節 pH在 5 ～ 9。

(2)加入 5 mL堿性過硫酸鉀溶液, 塞緊磨口塞用布及繩等方法扎緊瓶塞, 以防彈出。

(3)將比色管置于壓力鍋中, 加熱, 時溫度達 120℃ ～124℃后開始計時, 保持此溫度加熱30 min。

(4)冷卻、開閥放氣, 移去外蓋, 取出比色管并冷至室溫。

(5)加 1 +9鹽酸溶液 1 mL, 用無氨水稀釋至 25 mL標線, 混勻。

(6)移取部分溶液至 1 cm石英比色皿在紫外分光光度計上, 用無氨水(預處理分析步驟同上)加 1 +9鹽酸溶液作參比, 測定水樣在220 nm及275 nm波長外的吸光度。
1.5  標準曲線的繪制

(1)向 6支 25 mL比色管中依次加 0.010 mg/mL硝酸鉀標準溶液 0、0.50、 1.00、3.00、 5.00、7.00、 10.00 mL, 加無氨水稀釋至 10.00 mL。

(2)按 1.4中(2)至(6)步驟進行測定。

1.6 結果計算

儀器有自動計算功能, 若需人工計算, 共計算公式為:

校正吸光度計算:Ar=A220nm -2A275nm 式中 Ar為校正吸光度;A220nm為 220 nm波長處測得的吸光度;A275nm為 275 nm波長處測得的吸光度。
總氮含量計算:CN =m/v 式中 CN為水樣中總氮濃度, mg/L;m為水樣中測出含氮量, ug;v為所取水樣的體積, 

2 實驗結果    
        
            
2.1 標準曲線    
總氮標準溶液濃度與吸光度及曲線見圖 1,r=0.999 9, 測量結果見表 1。光度模式:雙波長系數法(2.000 0)曲線方程:C=f(Abs)方程次數:一次公式:C=K1 ×(Abs)×K0校正方法:濃度法    

3  結語                        
                            
應用紫外分光光度法測定水中的總氮,并測定了總氮標準樣品、加標回收率、標準曲線等, 標準曲線的線性相關系數在 0.999之間, 標準樣品的測定結果均在總氮的標準值 1.240 ～1.370 mg/L范圍之內, 測定結果令人滿意。 且方法簡單,試劑用量少, 操作簡便, 快速準確, 靈敏度高, 提高了工作效率。