光度中硝分光法测对羟定水氮一基苯甲酸酸盐

硝酸盐在有氧环境中是对羟定水氮最稳定的含氮化合物，也是基苯甲酸含氮有机化合物经无机化作用最终阶段的分解产物。人体摄入硝酸盐后，分光法测经肠道中微生物作用转变成亚硝酸盐而呈现毒性作用。光度国标测定水中硝酸盐的中硝方法，如酚二磺酸分光光度法、酸盐离子色谱法、对羟定水氮紫外分光光度法不是基苯甲酸需要贵重仪器就是操作繁琐，虽然麝香草酚分光光度法具有操作简便、分光法测无需贵重分析仪器、光度无重金属污染等优点，中硝但是酸盐该方法只能用于饮用矿泉水的测定，因此有必要建立一种操作简便且适用于地表水、对羟定水氮地下水和饮用水中的基苯甲酸硝酸盐氮准确测定的方法。

一、分光法测方法原理

在一定温度下，对羟基苯甲酸与硝酸盐在浓硫酸中发生反应生成硝基酚化合物，硝基酚化合物在碱性溶液中发生分子重排生成黄色化合物，该黄色化合物在390～420nm可见光处有强烈吸收。

二、试剂与测定方法

1、试剂

对羟基苯甲酸，分析纯；硝酸盐氮标准溶液（12.0±0.89）mg/L，其余试剂：氨基磺酸铵、硫酸银、氨水、36%乙酸、氢氧化钠、浓硫酸等均为分析纯。实验用水：纯水。对羟基苯甲酸溶液（10g/L）：称取1.0g对羟基苯甲酸溶于100mL纯水中，称取0.3g氢氧化钠加入其中，每隔4h左右摇5min，36h后固体完全溶解。硫酸银-硫酸溶液（10g/L）：称取10.0g硫酸银溶于1.0L硫酸。

硝酸盐标准溶液（15.0mg/L）：取硝酸盐氮标准液10mL定容至200mL容量瓶。氨基磺酸铵溶液（20g/L）：称取2.0g氨基磺酸铵（NH4SO3NH2）溶于100mL乙酸溶液（1+4）。氢氧化钠溶液（300g/L）：称取150g氢氧化钠溶于纯水中，定容至500mL。722型分光光度计；2台XH-C旋涡混合器，常州朗越仪器制造有限公司，一台摇晃速度调至2.0（转速约600r/min）用于边加2mL硫酸银硫酸溶液边摇晃试管，另一台摇晃速度调至3.5（转速约为1000r/min）用于其他需要混合均匀的操作。常规试管、移液管、移液枪等。

三、常规测定方法

1、校准曲线回归方程

A标准曲线：取7支50mL比色管，分别加入硝酸盐氮标准溶液（15.0mg/L）0、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80mL，用纯水稀释至1.00mL，对应的硝酸盐氮质量浓度分别为0、1.5、3.0、6.0、9.0、12.0mg/L。向各比色管加入0.1mL氨基磺酸铵溶液，摇匀后放置5min，再各加0.1mL对羟基苯甲酸溶液，由比色管中央直接滴加到溶液中，勿沿管壁流下，摇匀后加2mL硫酸银-硫酸溶液（边加边摇），混匀后放置10min，分别加5.0mL纯水和4.0mL氢氧化钠溶液，冷却后加5.0mL氨水，混合均匀，冷却后于波长410nm处，用2cm比色皿，以纯水为参比，测定吸光值。以吸光值为横坐标、硝酸盐氮质量浓度为纵坐标绘制校准曲线，求出校准曲线的回归方程：Y=aX+b，其中Y代表水样硝酸盐氮质量浓度（mg/L），X代表扣除空白值后水样吸光值，a、b为回归方程系数。

2、水样测定

取1.0mL水样，加入0.1mL氨基磺酸铵溶液，以下操作同校准曲线的绘制。水样吸光值减去空白吸光值，代入校准曲线的回归方程计算水样硝酸盐氮含量。

3、结果与讨论

（1）最佳波长选择

以硝酸盐氮质量浓度为6.0mg/L的水样做波长选择试验，以纯水为空白对照，用722分光光度计在390～420nm范围扫描，测定结果在410nm处有最大吸收峰，选择410nm为最佳测定波长。3.2对羟基苯甲酸与硝酸盐反应时间以12.0mg/L的硝酸盐氮标准溶液进行试验，确定对羟基苯甲酸与硝酸盐反应时间，结果显示10min内反应完成效果较佳，因此确定反应时间定为10min。

四、影响因素

1、硫酸银-硫酸溶液加入方式的影响为了考察硫酸银—硫酸溶液加入方式对测定结果的影响，由同一人操作进行，只是加入硫酸银—硫酸溶液用不同的移液工具，即分别使用快直形移液管、移液枪和大肚移液管将硫酸银—硫酸溶液加入到水样中（边加硫酸银—硫酸溶液边摇比色管），其余操作相同，测得的吸光值减去空白值，代入Y=aX+b求得的回归方程计算标准水样硝酸盐氮含量。结果表明，快直形移液管测定的结果更接近标准水样值，这是由于使用大肚移液管比快直形移液管液体流出速度明显慢，将2mL硫酸银—硫酸溶液加完需要的时间长，在这过程中摇晃大肚移液管的时间和水样冷却时间也长，因此水样中硝酸盐与对羟基苯甲酸反应的温度低，在相等的反应时间内生成硝基酚化合物少，导致用大肚移液管测定的硝酸盐氮测定值偏小；移液枪液体流出速度与按压活塞杆的力度相关，通常移液枪液体流出速度要大于快直形移液管，因此使用移液枪加入2mL硫酸银—硫酸溶液的测定结果比用2mL快直形移液管测定的结果偏大。可见使用不同的移液工具加入硫酸银—硫酸溶液对测定结果有影响。确定本实验使用快直形移液管。比色管摇晃程度的影响为了考察使用同样的移液工具加入硫酸银—硫酸溶液的过程中，比色管摇晃程度不同对测定值的影响，设计3组不同分析人员进行平行试验，边加硫酸银—硫酸溶液边摇晃比色管，所不同的是摇晃比色管程度不同：第一组平行试验，用漩涡混合器（摇晃速度调至2.0）摇晃试管，由于比色管为平底，用漩涡混合器摇晃比色管不容易产生漩涡，因此用D20mm×150mm的试管代替比色管；第二组平行试验，人工尽量均匀摇晃比色管；第三组平行试验，人为不均匀晃动比色管（加硫酸银—硫酸溶液过程中，仅仅左右晃动比色管1～2次，硫酸银—硫酸溶液加入完成后再摇匀），随依次放置5min。加水、氨水及冷却后进行比色，测定结果见表1。从表1可以看出，不同分析人员使用漩涡混合器摇晃试管的这一组，试管摇晃比较平稳和均匀，水样与试管壁接触面积变化不大，硫酸银-硫酸溶液加入试管中产生的热散热均匀，水样中对羟基苯甲酸与硝酸盐氮反应温度均匀，其测定值的相对标准偏差最小；人为不均匀摇晃比色管组，比色管摇晃平稳程度最差，水样与试管壁接触面积变化大，硫酸银—硫酸溶液加入试管中产生的热散热不均匀，水样中对羟基苯甲酸与硝酸盐氮反应温度随摇晃程度而变化，因而其测定值的相对标准偏差最大；而人工均匀摇晃比色管组，比色管摇晃平稳程度和测定值的相对标准偏差介于两者之间。可见，在边加硫酸银—硫酸溶液边摇晃比色管的过程中，比色管摇晃平稳程度影响测定值的相对标准偏差。

2、硫酸银—硫酸溶液加入方式

由上述讨论可知，使用不同的移液工具将硫酸银—硫酸溶液加入到水样中，对测定有一定影响，在边加硫酸银-硫酸溶液边摇晃比色管的过程中，比色管摇晃平稳程度对测定也有影响。为了减少甚至消除这些影响，用150mm试管代替50mL比色管，绘制校准曲线和测定水样统一使用同样的快直形移液管将硫酸银-硫酸溶液加入到水样中，边加2mL硫酸银—硫酸溶液边摇晃试管，用专用漩涡混合器（摇晃速度调至2.0）代替人工摇晃试管。具体操作过程：开启专用漩涡混合器（摇晃速度调至2.0），用左手拿住快直形移液管吸入2mL硫酸银—硫酸溶液，将移液管放入右手拿住的试管里（试管口下约75mm中央处），同时移动移液管和试管，将试管放置漩涡混合器工作面中心位置进行摇晃，摇晃1～2min（使试管中的液体呈稳定漩涡流动），再让硫酸银—硫酸溶液呈直线流入试管，当硫酸银-硫酸溶液不再直线流入试管，继续保持摇晃15s后，同时移动试管和移液管，使试管移开漩涡混合器，再将移液管末端靠在试管内壁上抹去移液管末端的溶液，拿开移液管并放置移液管架上，关闭专用漩涡混合器，边加2mL硫酸银-硫酸溶液边摇晃试管操作完毕。

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