1. 熟悉靛酚藍分光光度法測定空氣中氨的原理和過程。
2. 掌握次氯酸鈉溶液的標定方法。
二、實驗原理
氨是一種無色而有強烈刺激氣味的氣體。主要來源于混凝土防凍劑等外加劑、防火板中的阻燃劑等。對眼、喉、上呼吸道有強烈的刺激作用,可通過皮膚及呼吸道引起中毒,輕者引發(fā)充血、分泌物增多、肺水腫、支氣管炎、皮炎,重者可發(fā)生喉頭水腫、喉痙攣,也可引起呼吸困難、昏迷、休克等,高含量氨甚至可引起反射性呼吸停止。我國《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》規(guī)定I類民用建筑工程氨濃度小于或等于0.2mg/m3;II類民用建筑工程氨濃度小于或等于0.5mg/m3。
測定空氣中氨的化學方法有次氯酸鈉—水楊酸分光光度法、納氏試劑分光光度法、靛酚藍分光光度法;儀器法有離子選擇電極法和光離子化氣相色譜法等。 本實驗僅介紹靛酚藍分光光度法。
空氣中氨吸收在稀硫酸中,在亞硝基鐵氰化鈉及次氯酸鈉存在下,與水楊酸生成藍綠色靛酚藍染料,用分光光度法定量。
三、實驗儀器
1. 空氣采樣器:流量范圍為0~2L/min,流量穩(wěn)定。使用前后,用皂膜流量計校準采樣系統(tǒng)的流量,誤差應(yīng)小于±5%。
2. 分光光度計:可測波長為697.5nm,狹縫小于20nm。
3. 氣泡吸收管:10mL。
4. 具塞比色管:10mL。
5. 聚四氟乙烯管(或玻璃管):內(nèi)徑 6~7mm。
6. 容量瓶、移液管。
四、實驗試劑
1. 無氨水:向1000mL的蒸餾水中加0.1mL硫酸(ρ=1.84g/mL),在全玻璃裝置中進行重蒸餾,棄去50mL初餾液,于具塞磨口的玻璃瓶中接取其余餾出液,密封,保存。
2. 吸收液:0.005mol/L硫酸溶液。量取 2.8mL 濃硫酸加入水中,用水稀釋至 1000 mL。臨用時再稀釋 10 倍。
3. 水楊酸溶液(50g/L):稱取10.0g水楊酸[C6H4(OH)COOH]和10.0g檸檬酸鈉(Na3C6H5O7·2H2O),加水約50mL,再加55 mL氫氧化鈉[C(NaOH)=2mol/L,用水稀至 200 mL。此試劑稍有黃色,室溫可穩(wěn)定一個月。
4. 亞硝基鐵氰化鈉溶液(10g/L):稱取1.0g亞硝基鐵氰化鈉{Na2〔Fe[(CN) 5NO]·2H2O〕,溶于100 mL水中,儲于冰箱中可穩(wěn)定1個月。
5. 次氯酸鈉原液:次氯酸鈉試劑,有效氯不低于5.2%。
取1mL次氯酸鈉原液,用碘量法標定其濃度。
標定方法:稱取2g碘化鉀于250mL碘量瓶中,加水50mL溶解。再加 1.00mL 次氯酸鈉試劑,加0.5mL(1+1)鹽酸溶液,搖勻。暗處放置3min,用硫代硫酸鈉標準溶液 [C(1/2 Na2S2O3)=0.1000mol/L] 滴定至淺黃色,加入1mL 5g/L淀粉溶液,繼續(xù)滴定至藍色剛好褪去為終點。記錄滴定所用硫代硫酸鈉標準溶液的體積,平行滴定三次,消耗硫代硫酸鈉標準溶液體積之差不應(yīng)大于0.04mL,取其平均值。已知硫代硫酸鈉標準溶液的濃度,則次氯酸鈉標準溶液濃度按下式計算。
(4-1-1)
式中:C(NaClO) ——次氯酸鈉標準溶液濃度,mol/L;
C(1/2Na2S2O3) ——硫代硫酸鈉標準溶液的濃度,mol/L。
V——滴定消耗硫代硫酸鈉標準溶液體積,mL;
6. 次氯酸鈉使用液[C(NaClO)=0.05mol/L]:用2 mol/LNaOH溶液稀釋標定好的次氯酸鈉標準溶液成0.05 mol/L 的使用液,存于冰箱中可保存2個月。
7. 氨標準溶液:準確稱取0.3142g 經(jīng) 105℃干燥 2h 的氯化銨(NH4Cl)。用少量水溶解,移入 100mL 容量瓶中,用吸收液稀釋至刻度。此液1.00mL含 1.00mg 的氨。臨用時,再用吸收液稀釋成1.00 mL含1.00μg 氨的標準溶液。
五、實驗步驟
1. 采樣:在氣泡吸收管中加入10mL吸收液,以0.5L/min的流量采氣5L。記錄采樣時的溫度和大氣壓力。
2. 樣品保存:樣品應(yīng)盡快分析,以防止吸收空氣中的氨。若不能立即分析,需轉(zhuǎn)移到具塞比色管中封好,在 2~5℃下存放,可存放一周。
3. 繪制標準曲線:取七只具塞10mL比色管按表4-1-1制備標準色列。
表4-1-1氯化銨標準色列
管號 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
氯標準溶液,mL | 0 | 0.50 | 1.00 | 3.00 | 5.00 | 7.00 | 10.0 |
吸收液,mL | 10.00 | 9.50 | 9.00 | 7.00 | 5.00 | 3.00 | 0 |
氨含量,μg | 0 | 0.50 | 1.00 | 3.00 | 5.00 | 7.00 | 10.0 |
向各管中加入0.5mL 水楊酸溶液,混勻,再加入0.1mL亞硝基鐵氰化鈉溶液和0.1mL次氯酸鈉使用液,混勻,室溫下放置1h。用1cm比色皿,于波長697.5nm處,以蒸餾水為參比,測定吸光度。以吸光度為縱坐標,氨含量(μg)為橫坐標,繪制標準曲線。計算回歸曲線的斜率(斜率應(yīng)為0.081±0.003吸光度/μg氨),以斜率的倒數(shù)為樣品測定的計算因子Bs(μg氨/吸光度)。
4. 樣品測定:將樣品溶液轉(zhuǎn)入具塞比色管中,用少量的水洗吸收管,合并,使總體積為10mL,按繪制標準曲線的步驟進行顯色,測定吸光度,同時用吸收液做空白實驗。由扣除空白后的吸光度,計算氨含量。
六、結(jié)果與討論
將采樣體積換算成標準狀態(tài)下的體積??諝庵邪睗舛扔孟率竭M行計算:
(4-1-2)
式中:r——試樣中的氨含量,mg/m3;
A——樣品溶液吸光度;
A0——試劑空白液吸光度;
Bs——由標注曲線測得的計算因子,μg氨/吸光度;
V0——標準狀態(tài)下的采樣體積,L ;
D——分析時樣品溶液的稀釋倍數(shù)。
七、注意事項
樣品中含有三價鐵等金屬離子、硫化物和有機物時,干擾測定。處理方法如下:
1.除金屬離子:加入檸檬酸鈉溶液可消除常見離子的干擾。
2.除硫化物:若樣品因產(chǎn)生異色而引起干擾(如硫化物存在時為綠色)時,可在樣品溶液中加入稀鹽酸而去除干擾。
3.除有機物:有些有機物(如甲醛),生成沉淀干擾測定,可在比色前用0.1mol/L的鹽酸溶液將吸收液酸化到pH≤2后,煮沸即可除去。
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