药用植物栽培灌溉水中硝酸盐氮的测定

【目的要求】

1．了解水中硝酸盐氮测定的原理。

2．掌握水中硝酸盐氮测定的基本操作方法。

【实验原理】　本实验采用酚二磺酸比色法测定水中的硝酸盐氮。其原理是：酚与浓硫酸作用生成酚二磺酸，在无水情况下与硝酸盐作用生成酚二磺酸硝基，在碱性溶液中生成黄色化合物，在410nm波长处比色测定。

氯化物的存在使结果偏低，因而必须把氯离子的质量浓度降低到10mg／L以下，可加硫酸银，使形成氯化银沉淀过滤除去，以消除氯离子干扰。本方法的最低检出的质量浓度为0．02mg／L，测定上限为2．0mg／L。

【实验材料与仪器设备】

1．仪器　分光光度计、恒温水浴、100ml或200ml瓷蒸发皿、25或50ml比色管或容量瓶。

2．试剂　所用蒸馏水需加高锰酸钾重蒸馏。

（1）酚二磺酸试剂：称取15g精制苯酚，置于250ml锥形瓶，加浓硫酸100ml，瓶上置有一小漏斗，置沸水浴加热6h，保存于棕色瓶中。

（2）浓氨水。

（3）硝酸盐标准储备溶液：称取0．7218g硝酸钾（经105～110℃烘4h）溶于水中，移至1　000ml容量瓶，用水稀释至标线，此溶液为100mg／L硝酸盐氮（每升溶液中加2ml三氯甲烷保存，至少可稳定6个月）。

（4）硝酸盐标准使用溶液：准确吸取50ml硝酸盐标准储备液，置于瓷蒸发皿中，在水浴上蒸干，然后加入2ml酚二磺酸，用玻璃棒研磨，使残渣溶解，静置10min，加入少量水，移至500ml容量瓶中，稀释至标线。此溶液含10μg／ml硝酸盐氮（相当于0．04427mg的NO－3）。

（5）硫酸银溶液：称取4．40g硝酸银溶于水中，稀释至1L，于棕色瓶中避光保存。此溶液每毫升能除去1．0mg氮离子。

（6）0．02mol／L高锰酸钾溶液：称取0．316g高锰酸钾，溶于水中，稀释至100ml。

（7）EDTA溶液：称取50g乙二胺四乙酸二钠盐溶于20ml水中，调成糊状。加入60ml浓氨水，充分混匀，使之溶解。

（8）氢氧化铝悬浮液：称取125g硫酸铝钾［AlK（SO4）2·12H2O（化学纯）］溶于1L水中，加热到60℃，在不断搅拌下慢慢加入55ml氨水，放置1h后，移入大瓶内，用水反复洗涤沉淀，至洗液中不含氨、氯化物、硝酸盐和亚硝酸盐为止。澄清后，把上层清液尽量全部倾出，只留浓的悬浮物。最后加100ml水，使用前应振荡均匀。

（9）0．05mol／L碳酸钠溶液：称5．3g无水碳酸钠溶于1L水中。

【实验内容与方法】

1．标准曲线的绘制　分别吸取硝酸钾标准使用液0．00ml、0．10ml、0．30ml、0．50ml、1．00ml、5．00ml、10．00ml、20．00ml，移入50ml容量瓶中，加入3ml浓氨水，加水稀释至标线，摇匀，于410nm处用1cm比色皿以试剂空白为参比测定吸光度，绘制标准曲线，此色泽可稳定数周不褪。

2．样品测定

（1）脱色：污染严重或色泽较深的水样（即色度超过10度）可于100ml水样中加入2ml氢氧化铝悬浮液，摇匀后，静置数分钟，澄清后过滤，弃去最初滤出的部分溶液（5～10ml）。

（2）除去氯离子：先用硝酸银滴定水样中的氯化物含量，据此加入相当量的硫酸银标准溶液。当Cl－含量小于50mg／L时，加入硫酸银溶液；当Cl－含量大于50mg／L时，加固体硫酸银，1mg的Cl－可与4．40mg硫酸银作用。再用离心或过滤法除去氯化银沉淀。最好在加入硫酸银后，静置暗处过夜后再过滤。只有未被消化细菌污染的水样才可用此法，也可在80℃加热，促使氯化银絮凝，然后用慢速滤纸过滤。

（3）亚硝酸盐氮的转化：如水样中亚硝酸盐氮超过0．2mg／L，则需先将其氧化为硝酸盐氮。取100ml水样，加1ml　0．5mol／L硫酸，混匀后，滴加0．1mol／L高锰酸钾溶液至淡红色保持15min不褪为止，使亚硝酸盐转化为硝酸盐，然后从测定结果中减去亚硝酸盐含量。

（4）测定：吸取50．00ml水样（如硝酸盐氮含量较高的可酌量减少）置于蒸发皿内，如有必要用0．05mol／L碳酸钠溶液调节pH至中性（pH＝7～8，含NH＋4时pH＝8），置于水浴中蒸干，取下蒸发皿，加入1．0ml酚二磺酸，用玻璃研磨，使试剂与残渣充分接触溶解，静置10min，再用水洗入25ml比色管或容量瓶，加3ml浓氨水，使溶液呈明显的碱性，如有沉淀可滴加EDTA溶液，使水样变清，用水稀释至标线，摇匀。按做标准曲线的操作步骤测定吸光度。

3．计算

硝酸盐氮（NO－3－N）＝测得硝酸盐氮量（μg）／水样体积（ml）（N，mg／L）　　　　（式4－17）

硝酸盐氮（NO－3－N）＝NO－3（mg／L）－N（mg／L）×4．43（NO－3，mg／L）　　　　（式4－18）

【注意事项】

1．黄色化合物的最大吸收波长为410nm，质量浓度超过2mg／L时，用480nm较合适。目视比色测定范围0．02～4．00mg／L，分光光度法测定范围0．06～2．00mg／L。

2．氯离子浓度在10mg／L以上时，使测定结果偏低，应用硫酸银除去氯离子。为避免银过量，可在计算用量时，保留1mg／L氯离子不反应。

3．因NO－3－N含量随放置时间而变化，如用酸保存水样，需在测定前调pH为7～8。

4．普通的苯酚，一般均带颜色，需要精制。其方法是：将盛酚容器隔水加热，融化后取出适量，放于全玻璃蒸馏瓶中，加热蒸馏，收集182～184℃蒸出液，冷却可得精制酚，存于暗处保存。

【思考题】

1．试述酚二磺酸法测定硝酸盐氮的基本原理，写出方程式。

2．做好本实验的关键在哪里？