陽離子交換量標准曲線

1. 高濃度廢水中氨氮的測定方法

氨氮 的 測定 方法 ，通常有納氏比色法、苯酚—次氯酸鹽（或水楊酸—次氯酸鹽）比色法和電極法等。納氏比色法具有操作簡便、靈敏等特點，但鈣、鎂、鐵等金屬離子、硫化物、醛、酮類，以及水中色度和混濁等干擾 測定 ，需要相應 的 預處理。以下是納氏試劑比色法 的 測定 方法 。
一、納氏試劑比色法 的 原理
碘化鉀和碘化汞 的 鹼性溶液與氨反應生成淡紅棕色膠態化和物，其色度與 氨氮 含量成正比，通常可在410-425nm范圍內測其吸光度，計算其含量。
本法最低檢出濃度為0.025mg/L（光度法）， 測定 上限為2mg/L。採用目視比色法，最低檢出濃度為0.02mg/L。水樣作適當 的 預處理後，本法可適用於地面水、地下水、工業 廢水 和生活污水。
二、儀器
1、帶氮球 的 定氮蒸餾裝置：500mL凱氏燒瓶、氮球、直形冷凝管。
2、分光光度計
3、PH計
三、試劑
   做次實驗配製試劑均應用無氨水配製。
 1、無氨水。配製可選用以下任意一種 方法 制備：
（1）蒸餾法：每升蒸餾水 中 加0.1mL硫酸，在全玻璃蒸餾器 中 重蒸餾，棄去50mL初餾液，接取其餘餾出液於具塞磨口 的 玻璃瓶 中 ，密塞保存。
（2）離子交換法：使蒸餾水通過強酸性陽離子交換樹脂柱。
2、1mol/L 的 鹽酸溶液
3、1mol/L 的 氫氧化鈉溶液
4、輕質氧化鎂：將氧化鎂在500℃下加熱，以除去碳酸鹽。
5、0.05%溴百里酚藍指示計（PH6.0-7.6）。
6、防沫劑：如石蠟碎片
7、吸收劑：①硼酸溶液：稱取20g硼酸溶於水，稀釋至1L。②0.01mol/L硫酸溶液。
8、納氏試劑。可選用下列 方法 之一制備：
（1）稱取20g碘化鉀溶於約25mL水中，邊攪拌邊分次加入少量 的 二氯化汞（HgCl2）結晶粉末（約10g），至出現朱紅色不易降解時，改為滴加飽和二氯化汞溶液，並充分攪拌，當出現微量朱紅色沉澱不再溶解時，停止滴加氯化汞溶液。另稱取60g氫氧化鉀溶於水，並稀釋至250mL，冷卻至室溫後，將上述溶液徐徐注入氫氧化鉀溶液 中 ，用水稀釋至400mL，混勻。靜置過夜，將上清液移入聚乙烯瓶 中 ，密塞保存。
（2）稱取16g氫氧化鈉，溶於50mL水中，充分冷卻至室溫。
另稱取7g碘化鉀和碘化汞溶於水，然後將次溶液在攪拌下徐徐注入氫氧化鈉溶液 中 ，用水稀釋至100mL，貯於聚乙烯瓶 中 ，密塞保存。
9、酒石酸鉀鈉溶液：稱50g酒石酸鉀鈉（KNaC4H4O6 - 4H2O）溶於100mL水中，加熱煮沸以除去氨，放冷，定容至100mL。
10、銨標准貯備溶液：稱取3.819g經100℃乾燥過 的 氯化氨（NH4Cl）溶於水中，移入1000mL容量瓶 中 ，稀釋至標線。從溶液每毫升含1.00mg 氨氮 。
11、銨標准使用溶液：移取5.00mL銨標准貯備溶液於500mL容量瓶 中 ，用水稀釋至標線。此溶液每毫升含0.01mg 氨氮 。
四、 測定 步驟
1、水樣預處理：取250mL水樣（如 氨氮 含量較高，可取適量並加水至250mL，使 氨氮 含量不超過2.5mg），移入凱氏燒瓶 中 ，加數滴溴百里酚藍指示液，用氫氧化鈉溶液或鹽酸溶液調節至PH為7左右。加入0.25g輕質氧化鎂和數粒玻璃珠，立即連接氮球和冷凝管，導管下端插入吸收液液面下。加熱蒸餾，至餾出液達200mL時，停止蒸餾。定容至250mL。
 採用酸滴定法或納氏比色法時，以50mL硼酸溶液為吸收劑；採用水揚酸—次氯酸鹽比色法時，改用50mL0.01mol/L硫酸溶液為吸收劑。
2、標准曲線 的 繪制：吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.00mL銨標准使用溶液於50mL比色管 中 ，加水至標線，加1.00mL酒石酸鉀鈉溶液，混勻。加1.50mL納氏試劑，混勻。放置10min 後，在波長420nm處，用光程20mm比色皿，已水作參比 測定 吸光度。
 由測得 的 吸光度，減去零濃度空白管 的 吸光度後，得到校正吸光度，繪制以 氨氮 含量（mg）對校正吸光度 的 標准曲線。
3、水樣 的 測定
（1）分取適量經絮凝預處理後的水樣（使 氨氮 含量不超過0.1mg），加入50mL比色管 中 ，稀釋至標線，加0.1mL酒石酸鉀鈉溶液。
（2）分取適量經蒸餾預處理後 的 餾出液，加入50mL比色管 中 ，加一定量 的 1mol/L氫氧化鈉溶液以 中 和硼酸，稀釋至標線，加1.5mL納氏試劑，混勻。放置10min後，同標准曲線步驟測量吸光度。
4、空白實驗：以無氨水代替水樣，做全程序空白 測定 。
五、計算
由水樣測得 的 吸光度減去空白實驗 的 吸光度後，從標准曲線上查得 的 氨氮 含量（mg）。
氨氮 （N,mg/L）=1000m/V
式 中 ：m——由校準曲線查得 的 氨氮 量（mg）；V——水樣體積（mL）

2. 紫外硝酸鹽氮標准曲線是多少

紫外硝酸鹽氮標准曲線是275nm。

因為紫外法測定硝酸鹽氮的原理是利用硝酸根離子在220nm，波長處的吸收而定量測定硝酸鹽氮。溶解的有機物在220nm處也會有吸收，而硝酸根離子在275nm處沒有吸收。因此，在275nm處作另一次測量，以校正硝酸鹽氮值。

離子色譜法

利用離子交換的原理，連續對多種陰離子進行定性和定量分析，水樣注入碳酸鹽-碳酸氫鹽溶液並流經系列的離子交換樹脂，基於待測陰離子對低容量強鹼性陰離子樹脂(分離柱)的相對親和力不同的彼此分開。被分開的陰離子，在流經強鹼性陽離子樹脂(抑制柱)室,被轉換為高電導的酸型，碳酸鹽-碳酸氫鹽則轉變成弱電導的碳酸(清除背景電導)。

以上內容參考：網路-硝酸鹽氮

3. 測定土壤中銅的含量(包括采樣布點、樣品處理、測定方法)

地殼中銅的平均含量約為70mg/kg；全球土壤中銅的含量范圍一般在2—100mg/kg之間，平均含量為20mg/kg；我國土壤中銅的含量在3—300mg/kg之間，平均含量為22mg/kg。土壤的銅含量常常與其母質來源和抗風化能力有關，因此也與土壤質地間接相關。土壤中的銅大部分來自含銅礦物——孔雀石、黃銅礦及含銅砂岩等。一般情況下，基性岩發育的土壤，其含銅量多於酸性岩發育的土壤，沉積岩中以砂岩含銅最低。各類土壤的含銅量按多少排列如下：砂姜黑土（25.49mg/kg）＞潮土（22.48mg/kg）＞褐土（22.18mg/kg）＞鹽鹼土（18.78mg/kg）＞棕壤（17.81mg/kg）＞黃棕壤（15.58mg/kg）＞風沙土（8.44mg/kg）。
我國土壤表層或耕層中銅含量的背景值范圍為7.3—55.1mg/kg（不同地區有不同的背景值）。土壤中銅的環境質量標准見表一，衛生標准見表二。
表一 土壤中銅的環境質量標准值（GB15618—1995）單位：mg/kg
級別 一級 二級 三級
土壤pH值 自然背景 <6.5 6.5～7.5 >7.5 >6.5
農田等≤ 35 50 100 100 400
果園 ≤ — 150 200 200 400
表二 土壤中銅的衛生標准（GB11728—89）
土壤中銅的陽離子交換量（毫克當量/100g干土） <10 10—20 >20
土壤中的最高容許濃度（mg/kg） 50 150 300
三、實驗方法和原理：
（一）方法
土壤污染監測的常用方法有：
重量法——適用於測定土壤水分；
容量法——適用於浸出物中含量較高的成分如Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等測定；
氣相色譜法——適用於有機氯、有機磷及有機汞等農葯的測定；
分光光度法（AAS、AES、AFS）——適用於重金屬如Cu、Cd、Cr、Pb、Hg、Zn等組分的測定。
（二）原理
土壤樣品用HNO3—HF—HClO4混酸體系消化後，將消化液直接噴入空氣—乙炔火焰。在火焰中形成的銅的基態原子蒸汽對光源發射的特徵電磁輻射產生吸收。測得試液吸光度扣除全程序空白吸光度，從標准曲線查得銅的含量。計算土壤中銅的含量。
註：該方法的檢出限為1mg/kg。
四、實驗儀器和試劑：
（一）儀器
原子吸收分光光度計，空氣—乙炔火焰原子化器，銅空心陰極燈。
1.工作條件
測定波長：324.8nm；
通帶寬度：1.3nm；
燈電流：7.5mA；
火焰類型：空氣-乙炔，氧化型，藍色火焰。
2.主要性能參數
靈敏度：0.1mg/L；
檢出限：0.01mg/L；
適測濃度范圍：0.2—10mg/L。
註：不同儀器其靈敏度和檢出限有差異。
（二）試劑
1.硝酸：優級純；
2.氫氟酸：優級純；
3.高氯酸：優級純；
4.銅標准溶液：市售標准液。一周前儀器分析實驗課上配好的濃度分別為1mg/L、3mg/L、5mg/L的標准溶液及空白樣。註：具體配製方法見上次的實驗報告。

五、 實驗步驟和注意事項：
（一）土壤樣品的預處理
1.把課前採集的土樣均勻地攤開在一張比較厚的牛皮紙上；
2.挑出其中的動植物殘渣及難以研磨碎的石塊；
3.用四分法棄取土壤（留下四分之一）；
4.用篩子（尼龍篩網為100目）和研缽（白陶瓷製）對留下的土樣進行反復的過篩—研磨，直至幾乎全部過篩。
（二）土壤試液的制備
1.稱取約0.5g土樣於25mL聚四氟乙烯坩堝（高溫消化罐）中，用少許水潤濕；
2.加入15mLHNO3，在電熱板上加熱消化至溶解物剩餘約5mL；
3.再加入5mLHF，加熱分解SiO2及膠態硅酸鹽；
4.最後加入5mLHClO4，加熱至消解物呈淡黃色；
5.打開蓋，先蒸至近干，然後取下冷卻；
6.加入（1：5）HNO31mL微熱溶解殘渣，移入10mL容量瓶中定容。
註：制備土壤試液的同時進行全程序試劑空白實驗。
（三）標准曲線的繪制
直接吸取一周前儀器分析實驗課上配好的濃度分別為1mg/L、3mg/L、5mg/L的標准溶液及空白樣，測其吸光度，繪制標准曲線。
註：詳細步驟見上次的實驗報告。
（四）土壤樣品的測定
本實驗採用標准曲線法，按繪制標准曲線條件測定試樣溶液的吸光度，扣除全程序空白吸光度，從標准曲線上查得並計算銅的含量：
銅（mg/kg）=m/W
式中：m——從標准曲線上查得的銅的含量（0.61g/L×10mL=6.1μg）；
W——稱量土樣乾重量（0.4992g）。
結果：銅（mg/kg）=6.1μg/0.4992g=12.22mg/kg。
（五）注意事項
1.進行過篩—研磨，一定要有耐心，直至土壤顆粒幾乎全部過篩；
2.有少量細砂吸附在篩網上，千萬不能用毛刷刮蹭篩網（只用其輕撣），否則會破壞網眼大小，造成篩網報廢；
3.高氯酸、氫氟酸的純度對空白值的影響很大，直接關繫到測定結果的准確度，因此必須注意全過程空白值的扣除，並盡量減少加入量以降低空白值；
4.土壤試液在加熱蒸干時溫度不要超過200℃，否則無水HClO4受熱後會發生爆炸；
5.土樣消化過程中，最後除去HClO4時必須防止將溶液蒸干，不慎蒸干時，Fe、Al鹽可能形成難溶的氧化物而包藏銅，使結果偏低。
六、 實驗數據記錄

4. 離子色譜法測定鋰、鈉、鉀、鈣、鎂、銨

方法提要

水樣中陽離子Li⁺、Na⁺、NH⁺₄、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺，隨鹽酸淋洗液進入陽離子分離柱，根據離子交換樹脂對各陽離子的不同親和程度進行分離。經分離後的各組分流經抑制系統，將強電解質的淋洗液轉換為弱電解溶液，降低了背景電導。流經電導檢測器系統，測量各離子組分的電導率。以相對保留時間和色譜峰(面積)定性和定量。

本法用電導檢測器，在3～300μS測量量程，可達到線性范圍分別為:Li⁺0.02～27mg/L;Na⁺0.06～90mg/L;K⁺0.16～225mg/L。10～300μS量程為:Mg²⁺1.2～35mg/L;Ca²⁺1.7～360mg/L。

儀器和裝置

離子色譜儀(電導檢測器)。

陽離子分離柱/保護柱(IopacCS12，CS14或同類產品)。

抑制器系統(抑制柱、膜抑制器或自動再生電解抑制器)。

濾膜(0.2μm)和過濾器。

試劑

本法需用電導率小於1μS/cm的純水配製標准溶液和淋洗液。

淋洗液 鹽酸c(HCl)=20mmol/L。

再生液 四甲基氫氧化銨c(CH₃)₄NOH=100mmol/L稱取36.5g四甲基氫氧化銨，置於100mL容量瓶中，加水至刻度。

鈉(Na⁺) 標准儲備溶液ρ(Na⁺)=1.00mg/mL稱取0.5084g經500℃灼燒1h，並在乾燥器中冷卻0.5h的NaCl，置於200mL容量瓶中，加入水溶解後稀釋至刻度，搖勻。

鉀(K⁺) 標准儲備溶液ρ(K⁺)=1.00mg/mL稱取0.4457g經500℃灼燒1h並在乾燥器中冷卻0.5h的K₂SO₄，置於200mL容量瓶中，加入水溶解後稀釋至刻度，搖勻。

鋰(Li⁺) 標准儲備溶液ρ(Li⁺)=1.00mg/mL稱取1.0648gLi₂CO₃置於200mL容量瓶中，加少量水濕潤，逐滴加入(1+1)HCl，使碳酸鋰完全溶解，再過量2滴。加入水至刻度，搖勻。

圖81.65 種陽離子的色譜圖

鈣(Ca²⁺)標准儲備溶液ρ(Ca²⁺)=1.00mg/mL稱取0.4994g經105℃乾燥的CaCO₃置於200mL燒杯中，加入少量純水，逐漸加入(1+1)HCl，待完全溶解後，再加入過量(1+1)HCl。煮沸驅除二氧化碳，定量地轉移至200mL容量瓶中，加入純水溶解後稀釋至刻度。

鎂(Mg²⁺)標准儲備溶液ρ(Mg²⁺)=1.00mg/mL稱取0.7836g氯化鎂(MgCl₂)置於200mL容量瓶中，加入純水溶解後稀釋至刻度。

陽離子混合標准溶液根據選定的測量范圍，分別吸取適量各組分的標准儲備溶液，定容至一定體積，以mg/L表示各組分濃度。

分析步驟

開啟離子色譜儀，調節淋洗液和再生液流速，使儀器達到平衡，並指示穩定的基線。

校準。根據所選擇的量程，將陽離子混合標准溶液和兩次等比稀釋的三種不同濃度的陽離子混合標准溶液依次進樣。記錄峰高或峰面積，繪制校準曲線。

將水樣經0.2μm濾膜過濾注入進樣系統，記錄色譜峰高或峰面積。各種陽離子的質量濃度(mg/L)在標准曲線上直接查得。

各種陽離子的測定范圍(mg/L)見表81.8及色譜圖81.6。

表81.8 各種陽離子在不同量程的參考測定濃度

續表

5. 納氏試劑法測氨氮的詳細步驟

納氏試劑比色法是一種測定飲用水、地面水和廢水中銨的方法.其原理是：以游離的氨或銨離子等形式存在的銨氮與納氏試劑反應生成黃棕色絡合物,該絡合物的色度與銨氮的含量成正比,可用目視比色和分光光度法測定.目視比色法測定時,最低檢出濃度為0.02mg/L,上限濃度為2 mg/L；分光光度法測定時,最低檢出濃度為0.05 mg/L,上限濃度為2 mg/L.本方法已定為國家標准分析方法（GB7479-87）。
一、原理
碘化汞和碘化鉀的鹼性溶液與氨反應生成淡黃棕色膠態化合物,其色度與氨氮含量成正比,通常可在波長410—425nm范圍內測其吸光度,計算其含量.本法最低檢出濃度為0.025mg/L（光度法）,測定上限為2mg/L.
二、儀器
1．500mL全玻璃蒸餾器 .
2．50mL具塞比色管.
3．分光光度計.
4．pH計.
三、試劑
配製試劑用水均應為無氨水.
1．無氨水：可用一般純水通過強酸性陽離子交換樹脂或加硫酸和高錳酸鉀後,重蒸餾得到.
2．1mol/L氫氧化鈉溶液.
3．吸收液：①硼酸溶液：稱取20g硼酸溶於水中,稀釋至1L.
②0.01mol/L硫酸溶液.
4．納氏試劑：稱取16g氫氧化鈉,溶於50mL水中,充分冷卻至室溫.
另稱取7g碘化鉀和碘化汞(HgI2)溶於水,然後將此溶液在攪拌下徐徐注入氫氧化鈉溶液中.用水稀釋至100mL,貯於聚乙烯瓶中,密塞保存.
5．酒石酸鉀鈉溶液：稱取50g酒石酸鉀鈉(KNaC4H4O6·4H2O)溶於100mL水中,加熱煮沸以除去氨,放冷,定容至100mL.
6．銨標准貯備溶液：稱取3.819g經100℃乾燥過的氯化銨(NH4Cl)溶於水中,移入1000mL容量瓶中,稀釋至標線.此溶液每毫升含1.00mg氨氮。
7．銨標准使用溶液：移取5.00mL銨標准貯備液於500mL容量瓶中,用水稀釋至標線.此溶液每毫升含0.010mg氨氮。
四、測定步驟
1．水樣預處理：無色澄清的水樣可直接測定；色度、渾濁度較高和含干擾物質較多的水樣,需經過蒸餾或混凝沉澱等預處理步驟.
2．標准曲線的繪制：吸取 0 、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.0mL銨標准使用液於50mL比色管中,加水至標線,加1.0mL酒石酸鉀鈉溶液,混勻.加1.5mL納氏試劑,混勻.放置10min後,在波長420nm處,用光程10mm比色皿,以水為參比,測定吸光度。
由測得的吸光度,減去零濃度空白管的吸光度後,得到校正吸光度,繪制以氨氮含量（mg）對校正吸光度的標准曲線。
3．水樣的測定：分取適量的水樣（使氨氮含量不超過0.1mg）,加入50mL比色管中,稀釋至標線,加1.0mL酒石酸鉀鈉溶液（經蒸餾預處理過的水樣,水樣及標准管中均不加此試劑）,混勻,加1.5mL的納氏試劑,混勻,放置10min。
4．空白試驗：以無氨水代替水樣,作全程序空白測定。
五、計算
由水樣測得的吸光度減去空白實驗的吸光度後,從標准曲線上查得氨氮含量（mg）.
氨氮(N,mg/L)=m×1000/V
式中：m­——由校準曲線查得樣品管的氨氮含量（mg）；
V——水樣體積（mL）.
注意事項
1、納氏試劑中碘化汞與碘化鉀的比例,對顯色反應的靈敏度有較大影響.靜置後生成的沉澱應除去.
2、濾紙中常含痕量銨鹽,使用時注意用無氨水洗滌.所用玻璃器皿應避免實驗室空氣中氨的沾污。

6. 國家標准檢測蛋白質含量測定方法

蛋白質含量測定方法就是檢測元素的含量，像三聚氰胺的問題，就是通過增加N的含量使「蛋白質」含量提高的。

國家標准檢測蛋白質含量的方法叫做凱氏定氮法，食物中的蛋白質在催化加熱條件下分解，導致氨和硫酸結合產生硫酸銨。 鹼蒸餾採用無硫，硼酸吸收，用硫酸或鹽酸標准滴定溶液滴定，根據酸耗計算氮含量，再乘以轉化系數，即蛋白質含量。

具體操作步驟如下：

1.樣品處理

精確稱量0.2-2.0g固體樣品或2-5g半固體樣品或吸收10-20ml液體樣品（約30-40mg氮當量）。將其轉移至乾燥的100毫升或500毫升氮氣固定瓶中，加入0.2克硫酸銅，6克硫酸鉀和20毫升硫酸，輕輕搖動，在瓶口放置一個小漏斗，將瓶子傾斜石棉網上有45度角，有小孔。

加熱小火後，內容物碳化，泡沫完全停止，加強火力，保持瓶內液體稍微沸騰，直至液體呈藍綠色澄清透明，然後繼續加熱0.5小時。取出並冷卻，小心加入20毫升水，冷卻，移入100毫升容量瓶中，用少量水洗凈氮氣瓶，洗凈液放入容量瓶中，然後用水沖洗至刻度，混勻備用。

取相同量的硫酸銅，硫酸鉀和濃硫酸作為試劑進行空白試驗。然而，這種方法很危險，很難在實驗室中證明。大多數實驗室都有一個消化器，可以一次處理16個以上的樣品和一個可以自行設定溫度的呼吸機。它更安全，更可操作。

(6)陽離子交換量標准曲線擴展閱讀

除了凱氏定氮法以外，標準的測量方法還有：

• 分光光度法

食品中的蛋白質在催化加熱條件下被分解，分解產生的氨與硫酸結合生成硫酸銨，在pH4.8的乙酸鈉-乙酸緩沖溶液中與乙醯丙酮和甲醛反應生成黃色的3,5-二乙醯-2,6-二甲基-1,4-二氫化吡啶化合物。在波長400nm 下測定吸光度值，與標准系列比較定量,結果乘以換算系數，即為蛋白質含量。

• 燃燒法

樣品在900~1200℃下燃燒。在燃燒過程中，產生混合氣體。 諸如碳，硫和鹽的干擾氣體被吸收管吸收，氮氧化物被還原成氮。 形成的氮氣流由熱導檢測器（TCD）檢測。