凯氏氮检测分析方法.doc

基本项目测定方法 凯氏氮

凯 氏 氮
GB11891--89
凯氏氮是指以凯氏（kjeldahl）法测得的含氮量。它包括了氨氮和在此条件下能被转化为铵盐而测定的有机氮化合物。此类有机氮化合物主要是指蛋白质、胨、氨基酸、核酸、尿素以及大量合成的，氮为负三价态的有机氮化合物。它不包括叠氮化合物、联氮、偶氮、腙、硝酸盐、亚硝酸盐、腈、硝基、亚硝基、肟和半卡巴腙类的含氮化合物。由于一般水中存在的有机氮化合物多为前者，因此，在测定凯氏氮和氨氮后，其差值即称之为有机氮。
测定凯氏氮或有机氮，主要是为了了解水体受污染状况，尤其是在评价湖泊和水库的富营养化时，是一个有意义的指标。
概 述
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，游离氨和铵盐也转变为硫酸氢铵。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（或硫酸汞）为催化剂，以缩短消解时间。
消解后液体，使成碱性蒸馏出氨，吸收于硼酸溶液中，然后以滴定法或光度法测定氨含量。
如以硫酸汞为催化剂，则消解时形成汞铵络合物。因此，在蒸馏时应同时加入适量硫代硫酸钠，使络合物分解。
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。试料体积为50ml时，使用光程长度为10mm比色皿，最低检出浓度为0.2mg/L。
3． 水样的保存
水样如不能及时测定时，应加入足够量的硫酸，使pH<2，并在4℃保存。
仪 器
（1） 凯氏定氮装置：500ml凯氏烧瓶、氮球、直形冷凝管和导管。
或配有100ml凯氏定氮烧瓶的半微量水蒸气蒸馏定氮装置。
试 剂
实验用水均用无氨水。
（1） 硫酸（ρ=1.84g/ml）。
（2） 硫酸钾（K2SO4）。
（3） 硫酸铜溶液：称取5g硫酸铜（CuSO4.5H2O）溶于水，稀释至100ml。
（4） 氢氧化钠溶液：称取500g氢氧化钠溶于水，稀释至1L。
（5） 硼酸溶液：称取20g硼酸溶于水，稀释至1L。
步 骤
1． 常量法
（1） 取样体积的确定：按下表分取适量水样，移入500ml凯氏瓶 中。
凯氏氮含量与相应取样量
水 样 中 凯 氏 氮 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10ml浓硫酸，2ml硫酸铜溶液，6g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，并使溶液变清（无色或淡黄色），调节热源使继续保持煮沸腾30min，放冷，加250ml水，混匀。
（3） 蒸馏：将凯氏瓶使呈45°斜置，缓缓沿壁加入40ml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50ml硼酸溶液为吸收液，导管管尖伸入吸收液液面下约1.5cm。摇动凯氏瓶使溶液充分混合，加热蒸馏，至收集馏出液达200ml时，停止蒸馏。
（4）氨校准曲线的绘制
吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、10.0 ml 铵标准使用液于50 ml比色管中，加水至标线，加1.0 ml酒石酸钾钠溶液，混匀。加1.5 ml纳氏试剂，混匀。放置10min后，在波长420nm处，用光程20mm比色皿，以水为参比，测量吸光度。
由测得的吸光度，减去零浓度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量（mg）对校正吸光度的校准曲线。
（5）水样的测定
① 分取适量经絮凝沉淀预处理后的水样（使氨氮含量不超过0.1mg），加入50 ml比色管中，稀释至标线，加 1.0 ml酒石酸钾钠溶液。
② 分取适量经蒸馏预处理后的馏出液，加入50 ml比色管中，加一定量1mol/L氢氧化钠溶液以中和硼酸，稀释至标线，加1.5 ml纳氏试剂，混匀。放置10min后，同校准曲线步骤测量吸光度。
(6) 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：参见下表，移入100ml凯氏瓶中。
凯氏氮含量与相应取样量
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2.5ml硫酸，0.4ml硫酸铜溶液，1.2g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，并使溶液变清，调节热源使继续保持煮沸30min，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30ml。
（3） 蒸馏：加入10ml氢氧化钠溶液，通入水蒸气蒸馏，用20ml硼酸溶液吸收蒸出的氨，接取馏出液至50ml。
（4）氨校准曲线的绘制
吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、10.0 ml 铵标准使用液于50 ml比色管中，加水至标线，加1.0 ml酒石酸钾钠溶液，混匀。加1.5 ml纳氏试剂，混匀。放置10min后，在波长420nm处，用光程20mm比色皿，以水为参比，测量吸光度。
由测得的吸光度，减去零浓度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量（mg）对校正吸光度的校准曲线。
（5）水样的测定
① 分取适量经絮凝沉淀预处理后的水样（使氨氮含量不超过0.1mg），加入50 ml比色管中，稀释至标线，加 1.0 ml酒石酸钾钠溶液。
② 分取适量经蒸馏预处理后的馏出液，加入50 ml比色管中，加一定量1mol/L氢氧化钠溶液以中和硼酸，稀释至标线，加1.5 ml纳氏试剂，混匀。放置10min后，同校准曲线步骤测量吸光度。
(6) 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。
计 算
由水样测得的吸光度减去空白试验吸光度后，从校准曲线上查得氨氮含量（mg）。
氨氮（N，mg/L）=×1000
式中，m--由校准曲线查得氨氮量（mg）；
V—水样体积（ml）。
测得的氨氮量，即为凯氏氮量。
精密度和准确度
五个实验室用本方法测定凯氏氮为986.9mg/L的统一样品，室内相对标准偏差1.0%；室间相对标准偏差4.3%；相对误差-0.6%。
注意事项
（1） 如采用酚盐法（或水杨酸法）测氨时，则应改用0.01mol/L硫酸溶液为吸收液。
（2） 蒸馏装置应注意使连接处不漏气，并防止倒吸。
（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。
（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：
硫酸汞溶液：称取2g红色氧化汞（HgO）溶于40ml（1+5）硫酸溶液中。
常量法加入量为2ml，半微量法加入0.4ml。
蒸馏时改用每毫升含0.5g氢氧化钠和25mg硫代硫酸钠的混合碱液代替单一的氢氧化钠溶液。
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