納氏試劑配制方法改進研究

王曉穎

摘? 要：該文討論了利用已有原料K2[HgI4]以及超純水，同時視實際情況決定是否額外添加HgCl2的方法配制納氏試劑。通過空白實驗、標準曲線、檢出限、精密度等實驗和數據得知，與傳統的文獻方法相比，改進方法配制速度快，所配納氏試劑空白值和檢出限較低，靈敏度高，準確度及精密度都較好，適合生產型企業大批量生產。

關鍵詞：納氏試劑;超純水;氨氮

中圖分類號：R123.1? ? ? ? ?文獻標志碼：A

0 引言

工農業的快速發展往往伴隨著對自然環境的破壞。近年來，國家大力提倡“綠水青山就是金山銀山”的理念，使得對土壤和水質的監測達到前所未有的重視。由于氮肥的廣泛使用，土壤中總氮含量的監控是必不可少的;提倡節能減排的同時，水和廢水中氨氮的監測更加重要。納氏試劑分光光度法是總氮和氨氮含量檢測的經典方法。在某公司的試劑銷售中，納氏試劑的銷售額占有一定比重，并且每年都呈遞增趨勢增長，這就要求尋找到一種既能保證納氏試劑的質量，又能提高生產效率的配制方法。該文闡述了直接以市售K2[HgI4]為主要原料，以超純水代替去離子水制備納氏試劑的過程，并與《水和廢水監測分析方法》（第四版）[1]中介紹的以KI、HgCl2和KOH制備的方法進行對比得知，新方法也有較好的靈敏度，較低的空白值，且應用于工業生產時能使生產效率得到大幅提高。

1 實驗部分

1.1 實驗原理

HgCl2與KI反應生成朱紅色的HgI2不溶物，當KI過量時，則繼續反應生成淡黃色的可溶性絡合物納氏試劑，化學式為K2[HgI4]。反應式[2]如下：

HgCl2+2KI= HgI2↓+2KCl

過量2KI

K2[HgI4]（淡黃色）

納氏試劑之所以能夠顯色，是由于[HgI4]2-在堿性條件下可與游離態的氨或化合態的銨鹽反應生成黃色至紅棕色的絡合物NH2Hg2OI，其色度與氨氮含量成正比[3]。反應過程為：

NH4++4OH-+2[HgI4]2-?NH2Hg2OI↓+7I-+3H2O

配制過程中要控制好HgCl2的量，因為只有KI過量時才會生成K2[HgI4]，如果KI的量不足，Hg2-會與[HgI4]2-解離出來的I-生成HgI2[4]，導致試劑顯色不夠靈敏;但是如果KI的量過多，由于I-的過量存在也會降低顯色反應靈敏度。所以配制時需使HgCl2稍稍過量，待生成的HgI2全部沉降后取上層清液使用即可。

1.2 儀器與試劑

1.2.1 儀器

紫外-可見分光光度計，UV-1800，島津企業管理（中國）有限公司。

分析天平，MS104S，梅特勒-托利多國際貿易（上海）有限公司。

1.2.2 試劑

實驗使用的KI、HgCl2、KOH、K2[HgI4]、超純水，酒石酸鉀鈉溶液（1.5M）均為上海麥克林生化科技有限公司生產;氨氮標準溶液（1 000 μg/ mL）由國標（北京）檢驗認證有限公司提供;氨氮標準物質由北京壇墨質檢科技有限公司提供。

納氏試劑的配置方法如下。1） 稱取15 g KOH溶于50 mL超純水中，冰浴冷卻至室溫;取7.08g K2[HgI4]于20 mL超純水中，超聲助溶，如果能夠溶解完全，再向內逐滴滴加HgCl2飽和溶液，直至有少許朱紅色沉淀產生;如果超聲片刻后溶液中仍有朱紅色不溶物，則無需滴加HgCl2。將制好的K2[HgI4]溶液緩慢倒入KOH溶液中，然后將此混合液移入100 mL聚乙烯容量瓶中，以超純水定容至刻度線，于暗處靜置24 h后取上層清液待用。2） 按照文獻[1]方法配制，稱取15 g KOH溶于50 mL去離子水中，冷卻至室溫。取5 g KI溶于10 mL去離子水中，再將2.5 g HgCl2加入其中攪拌溶解，此溶解過程較為緩慢，約4 h左右，溶解后改為滴加HgCl2飽和溶液至出現朱紅色沉淀，將KOH溶液與此溶液混溶后靜置，取上清液待用。

氨氮標準使用液（10 μg/ mL）：準確移取10 mL氨氮標準溶液于1 000 mL容量瓶中，以去離子水定容至刻度線待用。

1.3 實驗方法

在2組50 mL比色管中加入適量待測液，以去離子水稀釋至刻度線，加入1 mL酒石酸鉀鈉溶液，再分別加入2種方法配制的納氏試劑1.5 mL，充分混合，此時溶液的pH在12.0左右，顯色10 min后，使用分光光度計在420 nm處，以10 mm光程的比色皿，去離子水水為參比，測定溶液吸光度。

標準曲線制作：準確移取0.0 mL、0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL、4.0 mL、6.0 mL、10.0 mL氨氮標準使用液于50 mL比色管中，以去離子水稀釋至刻度線，按照上述實驗方法測定吸光度，以氨氮濃度（mg/L）為橫坐標，以空白校正后的吸光度為縱坐標分別繪制2種方法的標準曲線。

2 結果與討論

2.1 空白實驗

分別用2種方法配制的納氏試劑按照實驗方法進行空白實驗。每天每個方法測2個空白，連續測定5 d，每種方法得到10個數據，見表1。

由表1數據可知，在5 d內，2種方法配制的納氏試劑的空白吸光度都較為穩定，但改進方法的吸光度值更低一些。這是由于文獻方法使用的去離子水或經去離子水處理而成的無氨水，是將水經離子交換去除其中可電離的陰陽離子的水，水中可溶性的高分子物、熱源和細菌等未電離物是不能經離子交換去除的，而超純水中幾乎無雜質，也無熱源、細菌等，可使得配制的納氏試劑空白值更低，這對于準確測定低濃度的水樣是有幫助的。經驗表明，配好的納氏試劑應保存在2℃～8℃條件下，以保證一個月內空白值無較大變化。

2.2 標準曲線

用2種方法配制的納氏試劑繪制標準曲線，結果如圖1和圖2所示。

改進方法配制納氏試劑繪制曲線的回歸方程為A=0.1658C-0.0038，線性相關系數為0.9996;文獻方法配制納氏試劑繪制曲線的回歸方程為A=0.1639C-0.0013，線性相關系數為0.9996。可知，改進方法斜率K更高一些，靈敏度也更高。

2.3 檢出限

取建立標準曲線所配制的0濃度的溶液，重復檢測其吸光度10次，測得改進方法標準偏差S1為0.00127，檢出限L1=3S1/K1=0.023 mg/L;文獻方法標準偏差S2為0.00168，檢出限L2=3S2/K2=0.031 mg/L。

2.4 精密度和準確度

采用2種方法對2個不同濃度的氨氮標準物質進行檢測，每個樣品平行測定6次，得到濃度平均值和相對標準偏差見表2。

由表2中的數據得知，無論是改進法還是文獻法，其準確度都在允許的誤差范圍內，但改進法2組數據的RSD值均比文獻法的RSD值低，說明改進法的精密度要好一些。

3 結論

直接使用原料K2[HgI4]、KOH和超純水，并視溶解情況添加HgCl2的方法配制的納氏試劑，與KI、HgCl2、KOH和去離子水配制的納氏試劑相比，具有低的檢出限，高的靈敏度以及良好的精密度，且由于省去了K2[HgI4]的生成過程，使得配制時間大大縮短，可以有效提高企業的生產效率。

參考文獻

[1]水和廢水監測分析方法編委會.水和廢水監測分析方法[M].北京：中國環境科學出版社，2002：279-281.

[2]張瑤霞.納氏試劑配制中新技術應用的探討[J].能源與節能，2012（1）：57-58.

[3]孫永秀.用納氏試劑測定氨氮影響因素及解決辦法[J].山西建筑，2010，36（3）：197-198.

[4]王雅心.納氏試劑配制方法的探索[J].中國環境監測，1990，6（5）：63-64.