莫康扬
湛江市食品药品检验所廉江食品检测中心 524400
摘要:在国标饮用水无机非金属指标—氨氮的检测项目水杨酸盐分光光度法中,关键点和难点是次氯酸钠溶液的配制,若次氯酸钠含量过低或者过高都会影响氨氮与水杨酸-次氯酸盐的显色效果。因此含氯缓冲溶液的精确配制是成功检测得准确结果的关键。本文就生活饮用水检验方法——无机非金属指标氨氮检测进行关键点的剖析与探究,对标准进一步创新与补充,为生活饮用水日常检测氨氮含量提供参考数据。
关键词: 生活饮用水 检测 标准 氨氮
一、创新背景及现实中面临的难题:
根据生活饮用水国标GB/T 5750.5—2006-9.2.3.6:
配置含氯缓冲液①:称取12g无水碳酸钠及0.8g无水碳酸氢钠,溶于100ml水中,加入34ml浓度为30g/L的次氯酸钠溶液,定容至200ml。
难题在于实验室中常用的次氯酸钠溶液试剂标签为:含活性氯》5.5%。与标准中提到的30g/L规格不同,这给我们平常的检测工作带来疑虑与曲折,且次氯酸钠溶液不仅配制及滴定过程较为繁琐,还具有不稳定性。配制出符合本次实验的次氯酸钠溶液,检验依据是:吸取1ml含氯缓冲液①,用纯水稀释到50ml后,加入1g碘化钾及3滴硫酸(C=1.84g/L),以淀粉为指示剂,用硫代硫酸钠溶液(C=0.0250mol/L)滴定,消耗的硫代硫酸钠溶液为5.6ml左右②(详见GB/T 5750.5—2006-9.2.3.6),否则就会导致显色结果失败,从而无法做出标准曲线,无法完成实验[[]]。
二、研究任务:
《配置200ml含氯缓冲溶液①需加入含活性氯》5.5%的次氯酸钠溶液试剂多少毫升?》
实验结果须经方法②检验:1ml缓冲液经稀释至50ml后,用硫代硫酸钠溶液(C=0.0250mol/L)滴定,消耗为5.6ml左右。
三、研究过程:
第一阶段:经过大量的查阅相关资料,以及反复计算,初步判断需加入含活性氯》5.5%的次氯酸钠溶液在10ml--25ml的范围。
第二阶段:用梯度实验法,分别用10ml、15ml、20ml、25ml四个浓度梯度进行方法②的试探,当次氯酸钠溶液加入量大于20ml时,消耗的硫代硫酸钠远大于5.6ml。当次氯酸钠溶液加入量小于15ml时,消耗的硫代硫酸钠又小于5ml。因此可以确定范围在15ml至20ml之间(见表1)。并以此方法反复试验,缩小有效浓度范围,最终确定次氯酸钠溶液最佳加入浓度为16-16.5ml(见表2)。
表1:
配制含氯缓冲液①,按方法②检验,加入次氯酸钠对应体积所消耗的硫代硫酸钠
含活性氯》5.5%的次氯酸钠 10ml 15ml 20ml 25ml
消耗的硫代硫酸钠 4.20 ml 5.10 ml 6.10 ml 7.90 ml
表2:
配制含氯缓冲液①,按方法②检验,加入次氯酸钠对应体积所消耗的硫代硫酸钠
含活性氯》5.5%的次氯酸钠 15.5 16 16.5 17 18
消耗的硫代硫酸钠 5.45 5.60 5.60 5.80 5.95
单位:ml
经过检测实践验证,配制200ml缓冲溶液①时,称取12g无水碳酸钠及0.8g无水碳酸氢钠,溶于100ml水中,加入16.0-16.5ml含有效氯》5的次氯酸钠溶液,定容至200ml。吸取1ml含氯缓冲液稀释至50ml后,加入1g碘化钾及3滴硫酸(C=1.84g/L),以淀粉为指示剂,用硫代硫酸钠溶液(C=0.0250mol/L)滴定,消耗的硫代硫酸钠溶液为5.6ml,且缓冲溶液在显色过程中能够稳定显色,显色效果良好。能作为显色梯队对比出样品中的氨氮含量,符合实验要求。
第三阶段:对实验数据进行总结。配制缓冲溶液①,若用的含氯试剂是含活性氯》5.5%的次氯酸钠溶液,加入的次氯酸钠溶液占配制的缓冲溶液体积的比例为:8.00%~8.25%(16~16.5÷200×100%)的范围。
四、研究成果:
在水杨酸盐分光光度法检测生活饮用水的氨氮含量方法中,用含活性氯》5.5%的次氯酸钠溶液配制符合GB/T 5750.5—2006-9.2.3.6规定的含氯缓冲溶液,需加入的次氯酸钠溶液为所配制的含氯缓冲溶液体积的8.00%-8.25%范围(例如:配制200ml缓冲液①需加入16-16.5ml含活性氯》5.5%的次氯酸钠溶液)。
当氯酸钠溶液的活性氯含量是其他浓度,而不是》5.5%时,只需按照相应的浓度比例进行换算即可得出需加入的次氯酸钠体积,例如:当使用含活性氯为》10%的次氯酸钠溶液时,需加入的次氯酸钠溶液占缓冲液体积为:5.5÷10×8.00%=4.4%至5.5÷10×8.25%=4.54%。此时,配制200ml缓冲溶液①,需加入次氯酸钠溶液(含活性氯为》10%)体积为:4.4%×200ml=8.8ml至4.54%×200ml=9.08ml。
五、结束语:
经过多次实验后,证明这是一个稳定的精确值,对GB/T 5750.5—2006-9是一个补充,符合实际应用。但由于次氯酸钠溶液具有不稳定性,或许次氯酸钠溶液放置时间过长后,其活性氯浓度比标签上的还低,导致在方法②的检验中消耗的硫代硫酸钠低于4.5ml,这时只需适量补充次氯酸钠溶液,直至检验中消耗的硫代硫酸钠为5.6ml左右,方能在下一步的梯度显色中得到理想的显色效果。为水样品中氨氮的检测提供显色对比梯队。
六、参考文献
[1]苗凤媛,刘昌盛.显色时间对水杨酸盐法测定水中氨氮结果的影响[J].化工设计通讯,2017,(12).4-5,23