【瑞士步琦】水和废水中凯氏氮的测定
水和废水中凯氏氮的测定
自然界氮素蕴藏量丰富，以三种形态存在:分子氮 n2，占大气的 78%；有机氮化合物;无机氮化合物。其中水体中的氮主要包括有机氮和无机氮两大类，其总量称为总氮(英文缩写为 tn)。
氮在水体中会发生转化。随着时日的延长，有机氮很不稳定，容易在微生物的作用下，分解成无机氮(在无氧的条件下，分解为氨氮;在有氧的条件下，先分解为氨氮，再分解为亚硝酸盐氮与硝酸盐氮)，并不断减少。
目前，国标针对水质中氮的分析主要分总氮、氨氮、硝态氮、凯氏氮4个方面。
在水处理领域，一般认为总氮=总凯氏氮+硝氮+亚硝氮，凯氏氮=有机氮+氨氮。
以下举部分标准：
hj 636—2012 水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法
gb 11891-1989 水质 凯氏氮的测定
hj537- 2009 水质 氨氮的测定 蒸馏-中和滴定法
硝酸盐氮的测定方法有离子选择电极法、酚二磺酸分光光度法、镉柱还原法、紫外分光光度法、戴氏合金换元法、离子色谱法、紫外法。戴氏合金换元法适用于污染严重并带深色水样。
在本研究中，通过测试在不同浓度的尿素溶液中氮的回收率，对水样品中进行 tkn 以及检测限(lod)和定量限(loq)的测定。
1
设备
快速消解仪 k-439 (1154392000)
尾气吸收仪 k-415 (114152331)
multikjel k-365 (11k36531210)
样品管 300ml (037377)
消化棒 (043087)
分析天平(accuracy ± 0.1 mg)
2
试剂与材料
试剂：
浓硫酸 96%, vwr (85546.320)
buchi 凯氏定氮片(11057980)
naoh 32 %, vwr (9913.9010)
2% 硼酸 ph 4.65 with sher 指示剂和 3g/l kcl
硫酸 0.1mol/l, vwr (30145.297)
尿素, 试剂纯度 99.7%, merck (1.08487.000)
100-1000µl 微量移液吸管
去离子水
安全操作请参考所有相应的 msds!
样品：
尿素原液1：~ 0.5 mg n/ml模拟地表水中 tkn 浓度
尿素原液2：~ 1.5 mgn /ml模拟废水中 tkn 浓度
3
实验步骤
3.1 消解方法
在 300ml 的样品管中用移液管吸出所需的样品体积(本例中为尿素原液)(表1)
加入 1 片催化剂和 8ml 硫酸，并沿样品管壁小心地插入消化棒，以帮助提高硫酸的沸点。
同时准备空白样品，只加试剂不加样品。
将尾气吸收仪 k-415 连接到 k-439 吸收酸雾。
将抽吸模块安装到样品管上，进行消解。(根据表2)
将带样品的机架插入冷却位置，开始预热步骤。预热完成后，将样品架移至消解位置，按照 表2 所列参数开始消解。
待样品消化完毕后在冷却位置冷却。
表1：样品的重量
样品
体积 [ml]
蒸馏水稀释 [ml]
tkn 浓度 ppm
尿素溶液1
0.2
200
0.5
尿素溶液1
0.4
200
1.0
尿素溶液2
1
25
60.0
表2：k-439 标准消化的温度梯度
步骤
温度 [°c]
预热
预热
250
1
350
2
490
2
490
125
冷却
–
35
注释:本应用说明中的消化时间保持在所需时间以上，可以根据应用进行调整，在较低的回收率上可以进一步提高。
3.2 蒸馏滴定
根据下列参数进行蒸馏和滴定。
表3：multikjel 蒸馏滴定的参数
反应监测
off
h2o 体积
50ml
naoh 体积
40ml
reaction 时间
5s
蒸汽等级
固定时间
蒸汽功率
100%
水平检测
off
蒸馏时间
180s
蒸馏搅拌速度
5
滴定类型
硼酸滴定
h3bo3 体积
60ml (2%)
滴定搅拌速度
8
滴定开始时间
180s
样品管排空
30s
接收瓶排空
30s
eco 滴定仪方法
buchi blank
buchi sample
标准滴定液
h2so4 0.01 mol/l
传感器类型
potentiometric (ph)
endpoint ph
4.65
3.3 计算
结果是按氮的百分比计算的。用公式(1)(2)(3)计算结果。
wn：氮的重量分数
v样品：样品消耗滴定酸的体积 [ml]
vblank：空白消耗滴定酸的平均体积[ml]
z：摩尔系数(1 for hcl, 2 for h2so4)
c：滴定液浓度[mol/l]
f：滴定系数(商业溶液一般为1.000;参照产品合格证)
mn：氮的分子量(14.007 g/mol)
m样品：样品质量 [g]
1000：转化因子[ml to l]
%n：氮的重量百分比
p：对照品尿素的纯度[%]
4
结果
4.1 测定检测限(lod)和定量限(loq)
“空白法”测定检测限(lod)和定量限(loq)[4]。
用 200ml 去离子水样品、1 片钛片和 8ml 硫酸测定 10 个空白。根据 表2 和 表3 所列参数对进行了整理和确定，结果如 表4 所示。
表4：空白测定结果(300ml 样管中去离子水体积 200ml)
_ v空白 [ml]
平均 [ml]
sd [ml]
rsd [%]
1
0.408
0.412
0.012
2.922
2
0.443
3
0.407
4
0.406
5
0.401
6
0.426
7
0.408
8
0.435
9
0.400
9
0.421
采用公式(3)计算检测限(lod)
ᶲn;α: factor 3.0; 取决于空白数(n=10)和显著性水平(α=0.01)
sd: 空白测定的标准偏差(sd=0.012 ml) [4]
根据 lod 可计算定量限(loq)，见式(4)。
4.2 样品中 tkn 回收率
样品体积为 25ml 和 200ml 的尿素溶液的 tkn 测定和回收率结果如 表7-9 所示。
表5：在 300ml 样管中，总样本量为 200ml 的尿素溶液中 tkn (0.5 ppm)的回收率结果(n=6)。
平均空白体积(vblank) 是 0.413ml (n=6, rsd= 1.739%).
表6:在300ml样管中，总样本量为200ml的尿素溶液中tkn (1ppm)的回收率结果(n=6)。
平均空白体积(vblank) 是 0.412ml (n=6, rsd= 1.320%).
表7:在 300ml 样管中，总样本量为 25ml 的尿素溶液中 tkn (60ppm)的回收率(n=6)。
平均空白体积(vblank) 是 0.392ml (n=6, rsd= 2.00%).
6
结论
使用 multikjel k-365 测定水中总凯氏定氮(tkn)提供了可靠和可重复的结果。尿素原液回收率高，标准偏差小。对于 200ml 的样品体积，氮含量 lod 为 0.036mg /l, loq为 0.108mg/l 。最大准确度模式和 autodist 模式，这些特性为操作人员提供了灵活性，而不影响测定的准确性和精度。在蒸馏后无需手动进行滴定，实现了流程的自动化。
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1
设备
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样品管 300ml (037377)
消化棒 (043087)
分析天平(accuracy ± 0.1 mg)
2
试剂与材料
试剂：
浓硫酸 96%, vwr (85546.320)
buchi 凯氏定氮片(11057980)
naoh 32 %, vwr (9913.9010)
2% 硼酸 ph 4.65 with sher 指示剂和 3g/l kcl
硫酸 0.1mol/l, vwr (30145.297)
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100-1000µl 微量移液吸管
去离子水
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样品：
尿素原液1：~ 0.5 mg n/ml模拟地表水中 tkn 浓度
尿素原液2：~ 1.5 mgn /ml模拟废水中 tkn 浓度
3
实验步骤
3.1 消解方法
在 300ml 的样品管中用移液管吸出所需的样品体积(本例中为尿素原液)(表1)
加入 1 片催化剂和 8ml 硫酸，并沿样品管壁小心地插入消化棒，以帮助提高硫酸的沸点。
同时准备空白样品，只加试剂不加样品。
将尾气吸收仪 k-415 连接到 k-439 吸收酸雾。
将抽吸模块安装到样品管上，进行消解。(根据表2)
将带样品的机架插入冷却位置，开始预热步骤。预热完成后，将样品架移至消解位置，按照 表2 所列参数开始消解。
待样品消化完毕后在冷却位置冷却。
表1：样品的重量
样品
体积 [ml]
蒸馏水稀释 [ml]
tkn 浓度 ppm
尿素溶液1
0.2
200
0.5
尿素溶液1
0.4
200
1.0
尿素溶液2
1
25
60.0
表2：k-439 标准消化的温度梯度
步骤
温度 [°c]
预热
预热
250
1
350
2
490
2
490
125
冷却
–
35
注释:本应用说明中的消化时间保持在所需时间以上，可以根据应用进行调整，在较低的回收率上可以进一步提高。
3.2 蒸馏滴定
根据下列参数进行蒸馏和滴定。
表3：multikjel 蒸馏滴定的参数
反应监测
off
h2o 体积
50ml
naoh 体积
40ml
reaction 时间
5s
蒸汽等级
固定时间
蒸汽功率
100%
水平检测
off
蒸馏时间
180s
蒸馏搅拌速度
5
滴定类型
硼酸滴定
h3bo3 体积
60ml (2%)
滴定搅拌速度
8
滴定开始时间
180s
样品管排空
30s
接收瓶排空
30s
eco 滴定仪方法
buchi blank
buchi sample
标准滴定液
h2so4 0.01 mol/l
传感器类型
potentiometric (ph)
endpoint ph
4.65
3.3 计算
结果是按氮的百分比计算的。用公式(1)(2)(3)计算结果。
wn：氮的重量分数
v样品：样品消耗滴定酸的体积 [ml]
vblank：空白消耗滴定酸的平均体积[ml]
z：摩尔系数(1 for hcl, 2 for h2so4)
c：滴定液浓度[mol/l]
f：滴定系数(商业溶液一般为1.000;参照产品合格证)
mn：氮的分子量(14.007 g/mol)
m样品：样品质量 [g]
1000：转化因子[ml to l]
%n：氮的重量百分比
p：对照品尿素的纯度[%]
4
结果
4.1 测定检测限(lod)和定量限(loq)
“空白法”测定检测限(lod)和定量限(loq)[4]。
用 200ml 去离子水样品、1 片钛片和 8ml 硫酸测定 10 个空白。根据 表2 和 表3 所列参数对进行了整理和确定，结果如 表4 所示。
表4：空白测定结果(300ml 样管中去离子水体积 200ml)
_ v空白 [ml]
平均 [ml]
sd [ml]
rsd [%]
1
0.408
0.412
0.012
2.922
2
0.443
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0.407
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0.406
5
0.401
6
0.426
7
0.408
8
0.435
9
0.400
9
0.421
采用公式(3)计算检测限(lod)
ᶲn;α: factor 3.0; 取决于空白数(n=10)和显著性水平(α=0.01)
sd: 空白测定的标准偏差(sd=0.012 ml) [4]
根据 lod 可计算定量限(loq)，见式(4)。
4.2 样品中 tkn 回收率
样品体积为 25ml 和 200ml 的尿素溶液的 tkn 测定和回收率结果如 表7-9 所示。
表5：在 300ml 样管中，总样本量为 200ml 的尿素溶液中 tkn (0.5 ppm)的回收率结果(n=6)。
平均空白体积(vblank) 是 0.413ml (n=6, rsd= 1.739%).
表6:在300ml样管中，总样本量为200ml的尿素溶液中tkn (1ppm)的回收率结果(n=6)。
平均空白体积(vblank) 是 0.412ml (n=6, rsd= 1.320%).
表7:在 300ml 样管中，总样本量为 25ml 的尿素溶液中 tkn (60ppm)的回收率(n=6)。
平均空白体积(vblank) 是 0.392ml (n=6, rsd= 2.00%).
6
结论
使用 multikjel k-365 测定水中总凯氏定氮(tkn)提供了可靠和可重复的结果。尿素原液回收率高，标准偏差小。对于 200ml 的样品体积，氮含量 lod 为 0.036mg /l, loq为 0.108mg/l 。最大准确度模式和 autodist 模式，这些特性为操作人员提供了灵活性，而不影响测定的准确性和精度。在蒸馏后无需手动进行滴定，实现了流程的自动化。
电动固定球阀的原理与应用
污水处理装置与其他污水处理方式相比具有的特点
中维管件介绍：对焊法兰在管件中的应用
水下作业半干式焊接工作安全但局限大
粗粒土渗透试验仪符合DL/T5356采用双环试坑注水法
【瑞士步琦】水和废水中凯氏氮的测定
日处理20吨生活污水处理设备设施
平板离心机工作原理
无锡磁翻板液位计的种类
折弯机的保养和维护方法
快速检测仪来把关，莫要让含抗菌药畜禽上餐桌
食品用超声波振动筛的选购注意事项
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第三代YZS-8A型全自动氧指数测定仪（触屏一键式校准）
用途究竟多广泛？这款小型果酱灌装机可谓是食品行业的能手
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橡塑保温管在使用的过程中有什么优势？
雕琢机限位开关的效果