大气中氮氧化合物的测定

            四川农业大学  应化1班

摘要：二氧化氮被吸收液吸收后生成亚硝酸，与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，再与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料，根据颜色深浅，比色测定。测得体积10.5L时，NO₂检出浓度为0.0421mg/m³。

关键词：二氧化氮、亚硝酸、分光光度法

一、            前言

大气中的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮。在测定氮氧化物浓度时，应先用三氧化铬将一氧化氮氧化成二氧化氮。3NO+2CrO₃→3NO₂+Cr₂O₃

用称重法校准的二氧化氮渗透管配制低浓度标准气体，测得NO₂（气）转变为NO₂^-（液）的转换系数为0.76，故在计算结果时应除以0.76。

大气中二氧化硫浓度为氧化氮的10倍时，对氧化氮的测定无干扰；30倍时，使颜色有少许减退，但在城市环境大气中，较少遇到这种情况。臭氧浓度为氧化氮浓度5倍时，对氧化氮的测定有干扰，在采样后三小时，使溶液呈现微红，影响较大。过氧乙酰硝酸酯（PAN）使试剂显色而干扰，在一般环境大气中PAN浓度甚低，不会导致显著的误差。

本法检出限为0.05微克/5毫克（按吸光度0.01相应的NO₂^-含量计），当采样体积为6升时，NO₂最低检出浓度为0.01毫克/立方米

二、            实验内容

一、      仪器与试剂

仪器：多孔玻板吸收管、大气采样器、三氧化铬氧化管、棕色瓶、分光光度计、20-40目筛子、容量瓶、烧杯等。

二、      试剂

所有试剂均用不含亚硝酸盐的重蒸馏水配制。检验方法：吸收液的吸光度不超过0.005.

1)              吸收液：称取5.0g 对氨基苯磺酸，置于200mL 烧杯中，加入50mL冰乙酸和900mL 水的混合溶液，分数次加入烧杯中，搅拌，溶解，并迅速移入1000毫升棕色瓶容量瓶中，待对氨基苯磺酸完全溶解后，加入0.050g盐酸萘乙二胺，溶解后，用水稀释至标线，此为吸收原液，贮于棕色瓶中，在冰箱内可保存一个月。保存时应密封瓶口，防止空气与吸收液接触。

采样用吸收液：按4 份吸收原液与1 份水的比例混合配成采样用吸收液。

2)              三氧化铬-砂子氧化管：筛取20—40 目部分石英砂，用（1+2）的盐酸溶液浸泡一夜，用水洗至中性，烘干。将三氧化铬与砂子按重量比（1：20）混合，加少量水调匀，放在红外灯下或烘箱内于105℃烘干，烘干过程中应搅拌几次。做好的三氧化铬应是松散的，若是黏在一起，说明三氧化铬比例太大，可适当增加一些石英砂，重新制备。称取三氧化铬-砂子装入双球玻璃管内，两端用少量脱脂棉塞好，用乳胶管或塑料管制的小帽将氧化管两端密封，备用。使用时，将氧化管与吸收管用一小段乳胶管相接。

3)              亚硝酸钠标准贮备液：称取0.1500g 粒状亚硝酸钠（NaNO2，预先在干燥器内放置24h 以上），溶解于水，移入1000mL 容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含100.0μgNO2-，贮于棕色瓶内，冰箱中保存，可稳定三个月。

4)              亚硝酸钠标准溶液：临用前，吸取贮备液5.00mL 于100mL 容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含5.0μgNO₂^-。

三、      测定步骤

1.       标准曲线的绘制：取7 支10ml 具塞比色管，按下表所列数据配制标准色列。

亚硝酸钠标准色列

以上溶液摇匀，避开阳光直射放置15min，在540nm 波长处，用1cm 比色皿，以水为参比，测定吸光度。以吸光度为纵坐标，相应的标准溶液中NO₂^-含量（μg）为横坐标，绘制标准曲线。

2.       采样：将一支内装5.00mL 吸收液的多孔玻板吸收管进气口接三氧化铬-砂子氧化管，并使管口略微向下倾斜，以免当湿空气将三氧化铬弄湿时污染后面的吸收液。将吸收管的出气口与空气采样器相连接。以0.3L/min的流量避光采样至吸收液呈微红色为止。若吸收液不变色，应延长采样时间，采样量应不少于6L（20min）。

3.       样品的测定：采样后，放置15min，将样品溶液移入1cm 比色皿中，按绘制标准曲线的方法和条件测定试剂空白溶液和样品溶液的吸光度。若样品溶液的吸光度超过标准曲线的测定上限，可用吸收液稀释后再测定吸光度。计算结果时应乘以稀释倍数。

四、      实验数据及计算

A=0.067 （A）  0.3L/min  35min

所以 V=10.5L

氮氧化物（NO₂，mg/m3）=                         

式中：    A  ——样品溶液的吸光度；

A0 ——试剂空白溶液的吸光度；

b——回归方程式的斜率

a——回归方程的截距

V ——换算成标准状态下的采样体积（L）；

0.76——NO₂（气）转换为NO₂^-（液）的系数。

以吸光度为纵坐标，相应的标准溶液中NO₂^-含量（μg）为横坐标，绘制标准曲线。

如图：

由图得：   a=0.0168    b=0.184

所以：氮氧化物（NO₂，mg/m3）=

                                             =0.0421mg/m³

五、            分析及讨论

1.       吸收液应避光，且不能长时间暴露在空气中。

2.       氧化管适于在相对湿度为30—70%时使用。当空气相对湿度大于70%时，应勤换氧化管；小于30%时，则在使用前，用经过水面的潮湿空气通过氧化管，平衡1h。

3.       亚硝酸钠（固体）应密封保存，防止空气及湿气侵入。

4.       溶液若呈黄棕色，表明吸收液已受三氧化铬污染，该样品应报废。

 

第二篇：大气中氮氧化合物的测定

大气中氮氧化合物的测定

一、       实验原理

大气中的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮。在测定氮氧化物浓度时，应先用三氧化铬将一氧化氮氧化成二氧化氮。

3NO+2CrO₃→3NO₂+Cr₂O₃                                     (1—1)

二氧化氮被吸收液吸收后，生成亚硝酸和硝酸，其中，亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，再与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料，据其颜色深浅，用分光光度法定量。因为NO2（气）转变为NO2-（液）的转换系数为0.76，故在计算结果时应除以0.76。

二、       实验仪器和试剂

仪器：多孔玻板吸收管、大气采样器、三氧化铬氧化管、棕色瓶、分光光度计、20-40目筛子、容量瓶、烧杯等。

药品试剂：对氨基苯磺酸、冰乙酸、盐酸萘乙二胺、三氧化铬-砂子、粒状亚硝酸钠、盐酸等。

三、       试剂的配置

1.              吸收液：称取5.0g 对氨基苯磺酸，置于1000mL 容量瓶中，加入50mL冰乙酸和900mL 水的混合溶液，盖塞振摇使其完全溶解，继之加入0.050g盐酸萘乙二胺，溶解后，用水稀释至标线，此为吸收原液，贮于棕色瓶中，在冰箱内可保存两个月。保存时应密封瓶口，防止空气与吸收液接触。

采样时，按4 份吸收原液与1 份水的比例混合配成采样用吸收液。

2.              三氧化铬-砂子氧化管：筛取20—40 目河砂，用（1+2）的盐酸溶液浸泡一夜，用水洗至中性，烘干。将三氧化铬与砂子按重量比（1+20）混合，加少量水调匀，放在红外灯下或烘箱内于105℃烘干，烘干过程中应搅拌几次。称取约8g 三氧化铬-砂子装入双球玻璃管内，两端用少量脱脂棉塞好，用乳胶管或塑料管制的小帽将氧化管两端密封，备用。采样时将氧化管与吸收管用一小段乳胶管相接。

3.              亚硝酸钠标准贮备液：称取0.1500g 粒状亚硝酸钠（NaNO2，预先在干燥器内放置24h 以上），溶解于水，移入1000mL 容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含100.0μgNO2-，贮于棕色瓶内，冰箱中保存。

4.              亚硝酸钠标准溶液：吸取贮备液5.00mL 于100mL 容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含5.0μgNO2。

四、       测定步骤

1.       标准曲线的绘制：取7 支10ml 具塞比色管，按下表所列数据配制标准色列。

亚硝酸钠标准色列

以上溶液摇匀，避开阳光直射放置15min，在540nm 波长处，用1cm 比色皿，以水为参比，测定吸光度。以吸光度为纵坐标，相应的标准溶液中NO₂^-含量（μg）为横坐标，绘制标准曲线。

2.       采样：将一支内装5.00mL 吸收液的多孔玻板吸收管进气口接三氧化铬-砂子氧化管，并使管口略微向下倾斜，以免当湿空气将三氧化铬弄湿时污染后面的吸收液。将吸收管的出气口与空气采样器相连接。以0.2—0.3L/min的流量避光采样至吸收液呈微红色为止，记下采样时间，密封好采样管，带回实验室，当日测定。若吸收液不变色，应延长采样时间，采样量应不少于6L。在采样的同时，应测定采样现场的温度和大气压力，并作好记录。

3.       样品的测定：采样后，放置15min，将样品溶液移入1cm 比色皿中，按绘制标准曲线的方法和条件测定试剂空白溶液和样品溶液的吸光度。若样品溶液的吸光度超过标准曲线的测定上限，可用吸收液稀释后再测定吸光度。计算结果时应乘以稀释倍数。

五、       计算

氮氧化物（NO2，mg/m3）=                           (5—1)

式中：    A  ——样品溶液的吸光度；

A0 ——试剂空白溶液的吸光度；

1/b ——标准曲线斜率的倒数，即单位吸光度对应的NO2 的毫克数；

Vn ——标准状态下的采样体积（L）；

0.76——NO₂（气）转换为NO₂^-（液）的系数。

六、       注意事项

1.       吸收液应避光，且不能长时间暴露在空气中。

2.       氧化管适于在相对湿度为30—70%时使用。当空气相对湿度大于70%时，应勤换氧化管；小于30%时，则在使用前，用经过水面的潮湿空气通过氧化管，平衡1h。

3.       亚硝酸钠（固体）应密封保存，防止空气及湿气侵入。

4.       溶液若呈黄棕色，表明吸收液已受三氧化铬污染，该样品应报废。

采用紫外分光光度法测定水体中硝酸盐的含量，水体中硝酸盐还原为亚硝酸盐，亚硝酸盐采用磺胺和盐酸萘乙二胺重氮偶氮（B.R）法测定。B.R检测法的基本原理是在一定的酸度条件下，亚硝酸盐和磺胺发生反应生成重氮，反应5min以后加入盐酸萘乙二胺与重氮化合物偶联生成红色偶氮化合物，静置显色15min后测定。再应用紫外分光法测定亚硝酸盐含量测定来确定硝酸盐的含量。

实验药品

对氨基苯磺酰胺、盐酸N-（1- 萘）- 乙二胺、亚硝酸钠、盐酸、蒸馏水

溶液配制

1.配制10g/L 对氨基苯磺酰胺溶液：称取5g 对氨基苯磺酰胺（H2NC6H4SO3NH2），溶于350mL 盐酸溶液（1+6）中。用纯水稀释到500mL。

2.配制1.0g/L 盐酸N-（1- 萘）- 乙二胺溶液：称取0.2g盐酸N-（1- 萘）- 乙二胺（C10H7NH2CHCH2·NH2·2HCl），溶于200mL纯水中。

3.配制50mg/L亚硝酸盐氮标准溶液：称取0.2463克在玻璃干燥器内放置24 小时的亚硝酸钠（NaNO2），溶于纯水中，并定容至1000mL。

4.配制0.1mg/L的亚硝酸盐氮标准溶液：取10mL50mg/L亚硝酸盐氮标准溶液于500mL容量瓶中，定容至刻度。再从中吸取10mL，于100mL容量瓶中定容至刻度。

实验步骤

1.取50mL自来水样。

2.分别吸取0、1、5、10mL的0.1mg/L的亚硝酸盐氮标准溶液，于50mL 比色管中，配成0、0.002、0.01、0.02mg/L 的亚硝酸盐氮标准系列。

3.用纯水调节仪器吸光度为0，在540 nm，用1cm比色皿，在10 至15 分钟之间（10 分钟至2 小时内均可）测定吸光度。