蒸馏光度法或滴定法测定凯氏氮
一、蒸馏光度法或滴定法
1.方法原理
水样中加入硫酸并加热消解,使有机物中的胺基氮转变为硫酸氢铵,游离氨和铵盐也转为硫酸氢铵。消解时加入适量硫酸钾以提高沸腾温度,增加消解速率,并加硫酸铜为催化剂,以缩短消解时间。
消解后液体,使成碱性蒸馏出氨,用硼酸溶液吸收,然后以滴定法或光度法测定氨含量。
2.方法的适用范围
当凯氏氮含量较低时,可取较多量的水样,并用光度法测定氨量。含量较高时,则减少取样量,并用酸滴定法测氨。
3.水样保存
水样不能及时测定时,应加入足够量的硫酸,使pH<2,并在4 ℃保存。
4.仪器
凯氏定氮装置,或配有100 ml凯氏定氮烧瓶的半微量水蒸气蒸馏定氮装置。
5.试剂
实验用水均用无氨水。
①硫酸(ρ=1.84 g/ml);②硫酸钾(K2SO4);③硫酸铜溶液:称取5 g硫酸铜溶于水,稀释至100 ml;④氧化钠溶液:称取500 g氧化钠溶于水,稀释至1 L;⑤硼酸溶液:称取20 g硼酸溶于水,稀释至1 L;⑤硫酸溶液:0.01 mol/L。
6.步骤
(1)常量法
①取样体积的确定:按表1分取适量水样,移入500 ml凯氏瓶中。
表1 凯氏氨含量与相应取样量
水样中凯氏氨含量(mg/L) | 水样体积(ml) |
<10 | 250 |
10～20 | 100 |
20～50 | 50.0 |
50～100 | 25.0 |
②消解:加10 ml浓硫酸,2 ml硫酸铜溶液,6 g硫酸钾和数粒玻璃珠,混匀。置通风柜内加热煮沸,至冒三氧化硫白烟,并使溶液变(无色或淡黄色)。调节热源(可用调压变压器连接电炉)使继续保持微沸30 min,放冷,加250 ml水,混匀。
③蒸馏:将凯氏瓶成45°斜置,缓缓沿壁加入40 ml氢氧化钠溶液,使在瓶底形成碱液层。迅速连接氮球和冷凝管,以50 ml硼酸溶液为吸收液,导管管尖入吸收液面下约1.5 cm。摇动凯氏瓶使溶液充分混合,加热蒸馏,至收集馏出液达200 ml时,停止蒸馏。
④氨的测定:参考氨氮的测定。
⑤空白试验:用水代替水样,与水样测定相同步骤操作;进行空白测定。
(2)半微量法
①取样体积的确定:参见表2,移入100 ml凯氏瓶中。
表2 凯氏含量与相应取样量
水样中凯氏氮含量(mg/L) | 取样体积(ml) |
<40 | 50 |
40~80 | 25 |
80～200 | 10 |
200～400 | 5 |
②消解:加2.5 ml硫酸,0.4 ml硫酸铜溶液,1.2 g硫酸钾和数粒玻璃珠,混匀。置通风柜内,加热煮满至冒三氧化硫白烟,并使溶液变清,调节热源使继续保持微沸30 min,放冷。用少量水使消解后溶液定量移入半微量定氮蒸馏装置,其总量不超过30 ml。
③蒸馏:加入10 ml氢氧化钠溶液,通入水蒸气蒸馏,用20 ml硼酸溶液吸收蒸出的氨,接取馏出液至50 ml。
④氨的测定:参见氨氮的测定方法。
⑤空白试验:用水代替水样,与水样测定相同操作步骤进行空白测定。
7.计算
参见氨氮的测定方法,测得的氨氮量,即为凯氏氮量。
8.精密度和准确度
五个实验室用本方法测定凯氏氮为986.9 mg/L的统一样品,室内相对标准偏差小于1.0%;室间相对标准偏差4.3%:相对误差-0.6%。
9.注意事项
①如采用水杨酸法测氨时,则应改用0.01 mol/L硫酸溶液为吸收液。
②蒸馏装置应注意使连接处不漏气。
③蒸馏时应避免暴沸,否则,可致使吸收液温度增高,造成吸收不完全而使测定结果偏低;注意加热温度,防止倒吸;冷却水不能有温感,否则会影响氨的吸收。
④蒸馏时必须保持蒸馏瓶内溶液呈碱性,如在蒸馏期间,瓶内液体仍为清澈透明,则在蒸馏结束后,滴加酚酞指示液测试。必要时,添加适量水和氢氧化钠溶液,重新蒸馏。
⑤对难消解的有机氮化合物,可增加消解时间,亦可改用硫酸汞为催化剂。硫酸汞溶液的制备如下:称取2 g红色氧化汞(HgO)溶于40 ml(1+5)硫酸溶液中。常量法硫酸汞加入量为2 ml,半微量法加入0.4 ml。 蒸馏时改用每毫升含0.5 g氢氧化钠和25 mg硫代硫酸钠的混合碱液代替单一的氢氧化钠溶液。
