双波长光度法测定水中硝酸盐.TextMark

1、第16卷,第4期,421-424V o l.16,N o .4,421-4241999年7月Ch inese J ou rna l of S p ectroscopy L abora toryJu ly ,1999双波长光度法测定水中硝酸盐联系人,电话:(05332183530(家;2114042-311(办收稿日期:1999206202曲秀花(山东农药厂研究所山东省淄博市255000叶明亮(兰溪农药厂浙江省兰溪市321111杨明庆(新华制药厂山东淄博市255000郜洪文(安徽大学化学系安徽省合肥市230039摘要本文依据在氨性溶液中,硝酸盐(NO -3与酚二磺酸发生显色反应,以及悬浊液吸收公

2、式,利用双波长法研究水中NO -3测定的新方法。结果表明,该法分析灵敏度、精密度和准确度均优于普通光度法。关键词双波长光度法,硝酸盐,水。1前言硝酸盐氮(NO -32N 广泛存在于自然水体中,尤其在深层地下水中含量较高。NO -32N 与酚二磺酸反应生成黄色物质1。本文依据悬浊液光学吸收行为研究NO -32N 测定新方法选择双波长法。该方法精密度高,计算曲线稳定。灵敏度能满足天然水分析要求,且操作简单、容易。实验表明,分析结果良好。2实验部分2.1光谱理论在悬浮体系(包括胶体中,悬浮颗粒吸光度(A 与入射波长(及微粒性质(,之间存在关系为2:A =-2-(1其中,为常数。光谱曲线如图1中a 。

3、硝酸盐在无水情况下与酚二磺酸反应生成黄色化合物,反应原理3:SO 3HHO 3S OH+HNO 3SO 3HHO 3S OHNO 2+H 2O SO 3HHO 3S O HNO 2+3N H 4O HONO ON H 4+3H 2ON H 4O 3SSO 3N H 4黄色该有色反应液吸收光谱如图1中b 。图1吸光光谱曲线由图1可见波长在1-2之间,a 、b 平行,则在该范围内可以把黄色吸收看作是稳定颗粒对光的吸收,则有:A +k 1=k 2k3(2令k 1=1,k 2、k 3均为常数,实验证明-k 3与NO -32N 浓度相关,即-k 3=f (c ,令f (c =y ,则:(A 1+1A 2

4、+1=(12-y (3其中A 1、A 2分别为选择双波长1、2下的色液吸光度。对于标准溶液实验可求得f (c 计算参数。对于样品分析,从(3求得y 值后代入f (c 求浓度值。2.2仪器与试剂72型分光光度计(上海第三分析仪器厂;50mL 比色管;10mm 比色皿;瓷蒸发皿。酚二磺酸:称取苯酚25g 置于500mL 锥形瓶中,加150mL 浓硫酸使之溶解,再加75mL 发烟硫酸(含13%SO 3,充分混合。瓶口插一漏斗,小心置于沸水浴中加热2h ,贮棕色瓶中。氨水。硝酸盐标准贮备溶液:称取0.7218g ,经105-110干燥2h 的硝酸钾(KNO 3溶于水,定容至1000mL ,混匀,加入2

5、mL 三氯甲烷保存。此溶液每1.00mL 含100.0g NO -32N 。硝酸盐标准溶液:吸取50.0mL 硝酸盐贮备液置于蒸发皿中,加0.1m o l L 氢氧化钠溶液调pH 值至8,在水浴上蒸干。加2mL 酚二磺酸,用玻璃棒研磨使残渣与试剂充分反应,放置片刻重研磨一次,10m in 后加少量水移入500mL 容量瓶,定容,混匀,该溶液每1.00mL 含10.0g NO -32N 。硫酸银溶液:称4.397g 硫酸银(A g 2SO 4溶于水,定容至1000mL 。该溶液1.00mL 可沉淀除去1.00m g C l -。2.3分析步骤标准溶液实验:直接加入氨水显色即可。对于水样,定量置于

6、蒸发皿中,用0.5m o l L H 2SO 4或0.1m o l L N aO H 中和至pH 8,水浴上蒸发至干,加入1.0mL 酚二磺酸,按前述NO -32N 反应步骤进行反应后加入3-4mL 氨水,移入50mL 比色管,加水至标线,选择450-480nm 内任意二波长比色,测定其透光率(T ,按公式A =lg100T计算吸光度和f (c 等参数。若水样有干扰,必须对样品进行必要的预处理1。224光谱实验室第16卷3结果与讨论3.1光谱曲线研究任取一定浓度NO -32N 标准溶液进行实验,其吸收光谱曲线为图2。波长在450-480nm 范围内,lg (1+A 2lg 为一直线如图3所示,

7、可见在450-480nm 波长内,dlg (1+A dlg 是常数。所以当NO -3 2N 浓度一定时,任选两波长由(3式计算y 值是常数。图2NO -32N 吸收光谱图3lg (1+A 2lg x 曲线3.2标准溶液实验分别量取10g mL NO -32N 标准溶液0.00、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00mL 于50mL 比色管中,加水至约40mL后,加入氨水3-4mL 显色,10m in 后加水至刻线,用10mm 比色皿在450、480nm波长下测定透光率,结果如表1。表1NO -3-N 标准系列实验结果标准系列取量(mL 0.001.003.005.007.

8、0010.0x m gN L0.000.200.601.001.402.00透光率(%450nm 10091.077.065.054.043.0480nm 10098.094.290.287.082.4y =f (x =-k 30.4871.281.982.773.59注:N 代表NO -32N ;x m gN L 代表x m g L NO -32N 。图4lg y 2lg x 曲线作lg y 2lg x 曲线如图4。最小二乘法回归结果lg y =0.875lg x +0.301相关系数r =0.9997变化得到:x =0.453y1.14(4(4式即为需要的计算模型。只要在450-480nm

9、 范围内任选二波长,然后通过(3式求得y ,再通过模型(4式就可准确计算NO -32N 浓度。NO -32N 测定范围为0-2.00m g L 。通过对1.00m g L NO -32N 标准液分析,6次重复测定,均值0.97g mL ,相对误差-3%,相对标准偏差1.2%,由于采用(A 1+1 (A 2+1定量NO -32N ,其比值对结果的缓冲计算可提高空白及样品分析精密度。20次平行空白实验4计算NO -32N 检出限为0.03m g L 。324第4期曲秀花等:双波长光度法测定水中硝酸盐3.3样品分析按照测定方法分别对淮北饮用水、濉河水及某塌陷区水测定,结果列于表2,其饮用水6次测定均

10、值3.00(1#m g L,4.75 (2#m g L,相对标准偏差R SD =2.0%-2.2%。水体加标回收率>90%。选择双波长光度法分析NO-3快速、方便、分析程序得到简化,而且精密度、回收率良好,适用于天然水体NO-32N分析。表2样品测定结果样品NO-32N(m g L加标量总测值平均值加标回收率饮用水1#0.002.933.103.032.972.933.013.002#0.004.744.824.874.634.774.654.75濉河水0.00<0.052.001.811.821.861.87<0.051.8492%塌陷区水0.000.120.1440.13

11、92.001.912.011.880.1341.9390%4参考文献1国家环保局.水和废水监测分析方法.第3版.北京:中国环境科学出版社,1989.91-932郜洪文.多波长分光光度法分析悬浊液.分析仪器,1992,(2:47-523方法编写组.环境监测分析方法.第1版.北京:城乡建设环保局出版社,1979.81-854中国环境监测总站.环境水质监测质量保证手册.北京:化学工业出版社,1984.151-162D eterm i n ation of N itrate i n W ater by D ual-W avelength Spectrophotom etryQ U X iu2H ua(

12、S hand ong A g ricu ltu ral P esticid e P lant,Z ibo,S hand ong255000,P.R.Ch inaY E M ing2L iang(L anx i A g ricu ltu ral P esticid e P lant,L anx i,Z hej iang321111,P.R.Ch inaY AN G M ing2Q ing(X inhua P har m aceu tical P lant,Z ibo,S hand ong255000,P.R.Ch inaG AO Hong2W en(D ep art m ent of Che m

13、 istry,A nhu i U niversity,H ef ei,A nhu i230039,P.R.Ch inaAbstractIn amm on ia so lu ti on,n itrate(NO-3reacts w ith disu lfocarbo late acid.W ith the ab so rp ti on fo rm u la of su sp en si on liqu id,the new determ inati on of trace of NO-3in w ater w as found by dual2 w avelength sp ectrop ho tom etry.T he r