凱氏氮的測(cè)定教學(xué)文稿

1、TKN百科名片TKN既凱氏氮，水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的一項(xiàng)。它包括氨氮和在此條件下能轉(zhuǎn)化為銨鹽而被測(cè)定的有機(jī)氮化合物。此類有機(jī)氮化合物主要有蛋白質(zhì)、氨基酸、肽、胨、核酸、尿素以及合成的氮為負(fù)三價(jià)形態(tài)的有機(jī)氮化合物。通?？梢院?jiǎn)單的理解為水中氨氮和有機(jī)氮的總和。水質(zhì)凱氏氮的測(cè)定GB 1189189Water quality-Determination ofkjeldahl nitrogen本標(biāo)準(zhǔn)參照采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 5663-1984水質(zhì)凱氏氮的測(cè)定硒催化礦化法。1 主題內(nèi)容與適用范圍1.1 主題內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了以凱氏(Kjeldahl)法測(cè)定氮含量的方法。它包括了氨氮和在此條件下能被轉(zhuǎn)化為銨鹽的有機(jī)氨化

2、合物。此類有機(jī)氮化合物主要是指蛋白質(zhì)、月示、胨、氨基酸、核酸、尿素及其他合成的氮為負(fù)三價(jià)態(tài)的有機(jī)氮化合物。它不包括疊氮化合物、連氮、偶氮、腙、硝酸鹽、亞硝基、硝基、亞硝酸鹽、腈、肟和半卡巴腙類的含氮化合物。1.2 適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于測(cè)定工業(yè)廢水、湖泊、水庫(kù)和其他受污染水體中的凱氏氮。1.3 測(cè)定范圍凱氏氮含量較低時(shí)，分取較多試樣，經(jīng)消解和蒸餾，最后以光度法測(cè)定氨。含量較高時(shí)，分取較少試樣，最后以酸滴定法測(cè)定氨。1.4 最低檢出濃度試料體積為50mL時(shí)，使用光程長(zhǎng)度為10mm比色皿，最低檢出濃度為0.2mgL。2 原理水中加入硫酸并加熱消解，使有機(jī)物中的胺基氮轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩釟滗@，游離氨和銨鹽也轉(zhuǎn)為

3、硫酸氫銨。消解時(shí)加入適量硫酸鉀提高沸騰溫度，以增加消解速率， 并以汞鹽為催化劑，以縮短消解時(shí)間。消解后液體，使成堿性并蒸餾出氨，吸收于硼酸溶液中。然后以滴定法或光度法測(cè)定氨含量。汞鹽在消解時(shí)形成汞銨絡(luò)合物，因此，在堿性蒸餾時(shí)；應(yīng)同時(shí)加入適量硫代硫酸鈉，使絡(luò)合物分解。3 試劑本標(biāo)準(zhǔn)所用試劑除另有說(shuō)明外，均為分析純?cè)噭?shí)驗(yàn)用水均為無(wú)氨水。3.1 無(wú)氨水制備3.1.1離子交換法：將蒸餾水通過(guò)一個(gè)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(氫型)柱，流出液收集在帶有磨口玻塞的玻璃瓶中，密塞保存。3.1.2蒸餾法：于1L蒸餾水中，加入0.1mL濃硫酸，并在全玻璃蒸餾器中重蒸餾，棄去50mL初餾液，然后集取約800mL餾出液

4、于具磨口玻塞的玻璃瓶中，密塞保存。3.2 硫酸，P201.84gmL。3.3 硫酸鉀(K2SO4)。3.4硫酸汞溶液：稱取2g紅色氧化汞(HgO)或2.74g硫酸汞(HgSO4)，溶于40mL(15)硫酸溶液中。3.5硫代硫酸鈉一氫氧化鈉溶液：稱取500g氫氧化鈉溶于水，另稱取25g硫代硫酸鈉(Na2S2O3·5H2O)溶于上述溶液中，稀釋至1L，貯于聚乙烯瓶中。3.6 硼酸溶液：稱取20g硼酸(H3BO3)溶于水，稀釋至1L。3.7硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，c(1/2H2SO4)0.02mo1L：分取11mL(119)硫酸，用水稀釋至1L。按下述操作進(jìn)行標(biāo)定。稱取經(jīng)180干燥2h的基準(zhǔn)試劑

5、級(jí)碳酸鈉(Na2CO3)約0.5g(稱準(zhǔn)至0.0001g)，溶于新煮沸放冷的水中，移入500mL容量瓶?jī)?nèi)，稀釋至標(biāo)線。移取上述25.00mL碳酸鈉溶液于150mL錐形瓶中，加25mL新煮沸放冷的水，加1滴甲基橙指示液(0.5gL)，用硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡橙紅色止，記錄用量。計(jì)算：式中：c硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，mo1L；m稱取碳酸鈉質(zhì)量，g；V硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定消耗體積，mL；53碳酸鈉(1/2H2SO3)摩爾質(zhì)量。3.8 甲基紅-亞甲藍(lán)混合指示液：稱取200mg甲基紅溶于100mL95乙醇。稱取100mg亞甲藍(lán)溶于50mL95乙醇。以兩份甲基紅溶液與一份亞甲藍(lán)溶液混合后供用。每月配制。4 儀器4.1

6、 凱氏定氮蒸餾裝置參見(jiàn)下圖。4.1.1 500mL凱氏瓶。4.1.2 氮球。4.1.3 直形冷凝管(300mm)。4.1.4 導(dǎo)管。4.2 10mL酸式微量滴定管。5 采樣和樣品貯存實(shí)驗(yàn)室樣品可貯于玻璃瓶或聚乙烯瓶中。如不能及時(shí)進(jìn)行測(cè)定，應(yīng)加入足夠的硫酸(3.2)，使pH小于2，并在4保存。6 步驟6.1 試料分取250mL試樣，經(jīng)消解、蒸餾后所得餾出液，取試料最大體積為50.0mL，可測(cè)定凱氏氮最低濃度為0.2mgL(光度法)。分取25.0mL試樣，經(jīng)消解、蒸餾后所得餾出液全部作為試料，可測(cè)定凱氏氮濃度高至100mgL(酸滴定法)。6.2 測(cè)定6.2.1 試樣體積的確定：按下表分取適量，移入

7、凱氏瓶中。水樣中凱氏氮含量(mgL)試樣體積(mL)102501020100205050.05010025.06.2. 2消解：加10.0mL硫酸(3.2)，2.0mL硫酸汞溶液(3.4)，6.0g硫酸鉀(3.3)和數(shù)粒玻璃珠于凱氏瓶中，混勻，置通風(fēng)柜內(nèi)加熱煮沸，至冒三氧化硫白色煙霧并使液體變清(無(wú)色或淡黃色)，調(diào)節(jié)熱源使繼續(xù)保持沸騰30min，放冷，加250mL水，混勻。6.2.3蒸餾：將凱氏瓶斜置使成約45o角，緩緩沿瓶頸加入40mL硫代硫酸鈉-氫氧化鈉溶液(3.5)，使在瓶底形成堿液層，迅速連接氮球和冷凝管，以50mL 硼酸溶液(3.6)為吸收液，導(dǎo)管管尖伸入吸收液液面下約1.5cm，搖

8、動(dòng)凱氏瓶使溶液充分混合，加熱蒸餾，至收集餾出液達(dá)200mL時(shí)，停止蒸餾。6.2.4 氨的測(cè)定：加23滴甲基紅-亞甲藍(lán)指示液(3.8)于餾出液中，用硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液(3.7)滴定至溶液顏色由綠色至淡紫色為終點(diǎn)，記錄用量。6.3 空白試驗(yàn)按6.2所述步驟進(jìn)行空白試驗(yàn)，以與試樣相同體積的水代替試樣。7 結(jié)果的表示凱氏氮含量接式(2)計(jì)算：式中：CN凱氏氮含量，mgL；V1試樣滴定所消耗的硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，mL；VO空白試驗(yàn)滴定所消耗的硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，mL；V試樣體積，mL；C滴定用硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，mo1L；14.01氮(N)的摩爾質(zhì)量。8 對(duì)特殊情況的說(shuō)明8.1氨的測(cè)定除酸滴法外，亦可采用納氏試劑比色法或水楊酸一次氯酸鹽分光光度法。餾出液移入250mL容量瓶中，加水至標(biāo)線，混勻后，分取適量(使氨氮含量不超過(guò)0.1mg)移入50mL比色管中，滴加1mo1L氫氧化鈉溶液至pH79，用水稀釋至標(biāo)線，以納氏試劑比色法(見(jiàn)GB 7479