实验方案(Protocols)

大气中氮氧化物测定实验

简介

空气中的氮氧化物(Nitric oxides)有NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5 等,其中以NO、NO2 形式为主。氮氧化物一般通过含氮的有机物燃烧时生成,主要来源于化石燃料高温燃烧、生产硝酸、氮氧化物化肥等排放的废气以及汽车尾气排放等,也有的是由氮肥厂、化工厂和黑色冶金厂的三废排放引起的。

操作方法

盐酸萘乙二胺分光光度法

原理

冰醋酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成吸收液,采样时大气中的氮氧物经氧化管后以NO2形式被吸收,生成亚硝酸和硝酸,亚硝酸与对氨基苯磺酸起重氮化反应,然后再与盐酸萘乙二胺偶合成玫瑰红色的氮化物,其颜色深浅与气样中NO2浓度成正比,用分光光度法进行测定。由于气样中NO 不与吸收液发生反应,所以测定氮氧化物总量时必须先使试样通过氧化管,将NO 氧化成NO2后,再通过吸收液进行显色。由此可知样气不通过氧化管测得的是NO2 含量,通过氧化管测得的NO2和NO 的总量,二者之差为NO 的含量。

材料与仪器

空气
冰乙酸 对氨基苯磺酸 盐酸萘乙二胺 亚硝酸钠
分光光度计 多孔玻璃板吸收管 具塞比色管 大气采样器

步骤

一、试剂
  1.  吸收原液(显色液):称取5.0 g对氨基苯磺酸,直接放入1 000 mL 棕色容量瓶中,加入50 mL 冰乙酸和900 mL 水,盖上瓶塞,轻轻摇动,待溶解完后,加入0.05 g盐酸萘乙二胺,溶解后用水稀释至标线,移至棕色瓶中。密封存放于冰箱中可保存3个月。若呈现红色应弃之重配。
  2.  吸收液:取上述4 体积吸收原液,和1 体积水混合均匀,即得吸收液。临用前配制。   3.  氧化剂:筛取20~40 目石英砂,用(1+2)盐酸溶液浸泡一昼夜,用水洗至中性烘干。把三氧化二铬和石英砂按质量比1:20 混合,加少量水调匀, 105℃烘干,烘干过程中应多次搅动。制作好的三氧化二铬-石英砂应是松散的,若粘在一起,说明三氧化二铬太多,可适当多放一些石英砂,重新配制。将制作好的三氧化二铬-石英砂装入氧化管中,两端用脱脂棉塞好,用乳胶管两端连接密封制成氧化管。   4.  亚硝酸钠标准贮备液(CNO2-=100 ug/mL):称取0.1500 g 在干燥器内放24 h 的亚硝酸钠(NaNO2)溶于水中,定容至1 000 mL,移至棕色试剂瓶中。保存于冰箱中有效期为3 个月。   5.  亚硝酸钠标准液(5.0 ug/mL):吸取5 mL 上述贮备液于100 mL 容量瓶中,用水定容。临用时配制。  二、实验步骤
  1.  标准曲线的绘制

取7 支具塞比色管编号,按表1 配制标准溶液系列。各管摇匀后避光放置15 min,用1 cm 比色皿于波长540 nm 处,以水为参比测定吸光度,用最小二乘法计算标准曲线的回归方程: Y=bx+a 式中: Y——标准溶液吸光度A 与空白吸光度A0 之差; b——回归方程的斜率; x——NO2 -含量, ug; a——回归方程截距。
  2.  采样与显色

在一个多孔玻璃板吸管中,加入5 mL 吸收液,进气口用一条尽量短的乳胶管连接氧化管,以0.25 L/min 的流量采样至吸收液呈玫瑰红色为止(采样过程中应采取避光措施)。采样后,样品应尽快分析。记录采样现场温度和大气压力。
  表1 亚硝酸钠标准溶液系列   3.  样品的测定

采样后于暗处放置15 min,将样品移入1 cm 比色皿中,按照绘制标准曲线的方法和条件测定空白和样品吸光度。
 三、结果计算
  C(NOx)=(A-A0-a)×V/(b×0.76×V0) 式中: C(NOx)——空气中Nox 的浓度(以NO2 计),mg/m3; 0.76——NO2(气)转化成NO2-(液)的系数; V0——换算为标准状态下的采样体积,mL; A——样品溶液吸光度; A0——试剂空白吸光度; a——回归方程截距; b——回归方程的斜率。

注意事项

1.  吸收液应避免在空气中长时间暴露,以免吸收空气中的氮氧化物而使试剂空白值增高。日光照射能使吸收液显色,因此,在采样、运送及存放过程中,都应采取避光措施。

2.  采样完毕,如吸收液体积显著减小,要用水补充到原来的体积。

3.  三氧化二铬-石英砂适合于在空气湿度30%~70%时使用,湿度大于70%时应勤换氧化管。当发现氧化管吸湿变绿时应及时更换。氧化管中三氧化二铬石英砂板结会使采样系统阻力增大,影响流量,应更换。

4.  吸收液受三氧化二铬污染时,溶液呈黄棕色,该样品作废。

5.  氧化剂也可采用酸性高锰酸钾溶液,不受空气湿度影响,无毒,使用寿命长,便于长时间采样用。


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Da — 若无特别说明,分子量单位默认为道尔顿。   Mw — 重均分子量。   Mn — 数均分子量。

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

引用本文

阿拉丁科学.《大气中氮氧化物测定实验》. 阿拉丁知识库,更新于 2024年12月24日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/atmospheric-nox-measurement-experiment.html
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