硫酸铵溶液中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的测定

杨 川，李乔丽，李文强

(亚太环保股份有限公司，新华制药（寿光）有限公司，山东 寿光 262724)

大量的硝酸盐和亚硝酸的存在，可能影响硫酸铵晶体的生长、晶体的性状及纯度等，因此有必要测定硫酸铵溶液中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的含量，进而模拟工程溶液进行实验，获取相关数据，为工程设计和工程应用提供一定的依据。

硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的测定方法很多。测定硝酸盐氮的常用方法有酚二磺酸比色法[1]、镉柱还原法[2]、戴氏合金还原法[3]、离子色谱法[4]、离子选择性电极法[5]、紫外分光光度法[6]、气相分子吸收光谱法[7]等。测定亚硝酸盐氮的方法有盐酸萘乙二胺比色法[8]、离子色谱法、催化分光光度法[9]等。同时测定硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的方法也有报道[10-12]。基于文献报道，本文用紫外分光光度法直接测定硫酸铵溶液中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的含量，方法的重现性、准确性均较好，具有简单、毒性小、无二次污染等特点，可用于工程项目的现场测定。

1 仪器和试剂

1.1 仪器

TU-1810紫外可见分光光度计。

1.2 样品

样品分别来自云南大维制焦有限公司热电分厂3×75t·h-1烟气脱硫脱硝系统（简称云维）、驰宏锌锗股份有限公司烟气脱硫系统（简称驰宏）、云铜股份有限公司烟气脱硫系统（简称云铜）的硫酸铵溶液。

1.3 试剂

氢氧化铝悬浮液：125g硫酸铝钾或硫酸铝铵溶解于1000mL水中，加热至60℃，不断搅拌下，徐徐加入55mL浓氨水，放置约1h后，移入1000mL量筒中，用水反复洗涤沉淀，至溶液中不含亚硝酸盐为止。澄清后弃去上清液，保留稠的悬浮物并加100mL水，使用前充分震荡均匀。

硝酸盐氮标准贮备溶液：优级纯硝酸钾经110℃烘干2h置于干燥器中冷却后，称取0.7221g溶于少量超纯水中，用水稀释至500mL混匀，贮于500mL棕色试剂瓶中于冰箱内保存。此溶液1.00mL含硝酸盐氮0.200mg，有效期为半年。

硝酸盐氮标准使用液：准确吸取0.200mg·mL-1硝酸盐氮标准溶液12.50mL于100mL容量瓶中，用超纯水定容至刻度。稀释的硝酸盐氮标准溶液浓度为 25μg·mL-1。

亚硝酸盐氮标准储备液：称取已在105℃至少干燥2h的亚硝酸钠1.232g溶于250 mL水中，移至1000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，加1mL三氯甲烷作保护剂。摇匀，贮于棕色玻璃瓶中(可稳定1个月)。此溶液每mL含0.25mg亚硝酸盐氮。

亚硝酸盐氮标准使用液：准确吸取0.250mg·mL-1亚硝酸盐氮标准溶液10.00mL于100mL容量瓶中，用超纯水定容至刻度。稀释的亚硝酸盐氮标准使用液浓度为25μg·mL-1。

Zn-Cu粒，2mol·L-1盐酸 (ρ=1.42g·mL-1)，0.8%氨基磺酸溶液避光保存于冰箱中。

2 测定方法

从文献资料可知，以氮计的等浓度的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，在紫外光区波长219nm处的吸光值差值最大为0.004，在仪器允许的误差范围之内，可以认为其吸光值基本相等。因此，本实验中，在219nm波长处测定1份试样的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的总含量，另1份则加入0.8%氨基磺酸溶液，以去除亚硝酸盐氮的干扰，再在此波长下测定硝酸盐氮的含量。用总量减去硝酸盐氮的含量，即可得到样品中亚硝酸盐氮的含量。

3 结果与讨论

3.1 样品预处理

由于脱硫脱硝后的硫酸铵溶液中含有大量的NH4+、SO42-、Fe3+、Cl-、硫代硫酸盐及其他金属离子，因此需对样品进行前处理。量取200mL待测样，搅拌条件下滴加氢氧化钠溶液，调节pH为7，再加入一定量的Al(OH)3悬浮液，待絮凝胶团下沉后，倾出清液至比色管中。

3.2 样品测定

3.2.1 空白样的制备

根据含量情况，吸取一定量的样品于50mL容量瓶中，加入2mol·L-1盐酸2.5mL和数颗Zn-Cu粒，反应4～6h后过滤。滤液中加入0.8%氨基磺酸溶液3.1mL，并以纯水定容至刻度，以此作为空白液，称为甲液。

3.2.2 样品中硝酸盐氮含量的测定

吸取与空白样相等的样品于50mL容量瓶中，加入0.8%氨基磺酸溶液3.1mL，以去除亚硝酸盐的干扰，再定容至50mL，以甲液为空白样，在219nm测定其吸光度值。将吸光度值带入硝酸盐氮标准曲线，即可得到样品中硝酸盐氮的含量。测试结果见表1。

3.2.3 样品中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮总含量的测定

吸取等量的样品于50mL容量瓶中，定容至刻度，以甲液为空白样，在219nm波长处测定其共同吸光度，通过硝酸盐氮和亚硝酸盐氮混合液标准曲线，即可求得样品中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的总氮含量。用总氮含量减去硝酸盐氮含量，即可得到亚硝酸盐氮含量。测试结果见表1。

表1 云维、驰宏、云铜硫酸铵溶液中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的测定结果

3.3 标准曲线的绘制

3.3.1 硝酸盐氮标准曲线的绘制

取 50mL 容量瓶 9个，分别加入 0、0.25、0.10、0.20、0、50、1.00、2.00、4.00、6.00mL 硝 酸 盐 氮 标 准使用液(25μg·mL-1)，加水稀释至标线，混匀。标准系列溶液的硝酸盐氮浓度分别为0、0.125、0.05、0.10、0.25、0.50、1.00、2.00、3.00μg·mL-1，在 219nm波长处测定其吸光度，绘制标准曲线(图1)。线性方程为：C=-0.237+3.660A，相关系数r=1.0000。

图1 硝酸盐氮的标准曲线

3.3.2 硝酸盐氮、亚硝酸盐氮混合标准曲线

硝酸盐氮、亚硝酸盐氮标准使用液(25μg·mL-1)按1∶1混合后，取9个 50mL容量瓶，分 别 加 入 0、0.25、0.10、0.20、0、50、1.00、2.00、4.00、6.00mL 硝酸盐氮标准使用液 (25μg·mL-1)，加水稀释至标线，混匀。标准系列溶液的硝酸盐氮浓度分别为 0、0.125、0.05、0.10、0.25、0.50、1.00、2.00、3.00μg·mL-1，在 219nm 波长处测定其吸光度，绘制混合液标准曲线(图2)。线性方程为C=-0.237+3.382A，相关系数r=1.0000。

图2 硝酸盐氮和亚硝酸盐氮混合液的标准曲线

表2 方法精密度的实验结果

表3 方法准确度的实验结果

3.4 精密度和准确度

取一定体积的测试样品，分成3份进行准确度和精密度实验。1份加硝酸盐氮标准液1mL，1份加入硝酸盐氮和亚硝酸盐氮按1∶1混合后的标准液1mL，其他方法同上，实验结果见表2、表3。由实验结果可知，测定5次的RSD%值均小于5%，在允许的误差范围之内，加标回收率均大于95%，精密度和准确度的结果令人满意。此方法可用于成分复杂的硫酸铵溶液中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的含量测定。

4 结论

以上实验结果表明，在排除溶液中的离子干扰的情况下，直接用紫外可见分光光度法测定硫酸铵溶液中硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的含量，测定5次的RSD＜5%，加标回收率为95%～99.5%，结果令人满意。方法具有简单快速、检测成本低、毒性小、无二次污染等特点。