靛酚藍分光光度法中次氯酸鈉使用的討論

□文/宋 玉

靛酚藍分光光度法中次氯酸鈉使用的討論

□文/宋 玉

對GB/T 18204.2—2014《公共場所衛(wèi)生檢驗方法第2部分：化學(xué)污染物》8.1靛酚藍分光光度法中，次氯酸鈉試劑的標定提出了建議。根據(jù)質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式推導(dǎo)了次氯酸鈉試劑濃度的計算公式，研究了次氯酸鈉試劑在靛酚藍分光顯色過程中的作用和理論消耗劑量并對規(guī)范中次氯酸鈉試劑的濃度計算公式提出了質(zhì)疑。

靛酚藍；次氯酸鈉；分光光度法；標定；室內(nèi)；環(huán)境污染；空氣

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，國民生活水平不斷提高。伴隨著的是人們對自身健康、生活質(zhì)量的關(guān)注，對室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的要求也不斷提高。

空氣中氨的污染是現(xiàn)代室內(nèi)空氣污染的重要組成。建筑施工中所使用的混凝土外加劑、防凍液，人們?nèi)粘Ｉ钪泻粑?、出汗乃至排泄物分解都會釋放氨，所以空氣中氨的檢測方法是否準確有效是很重要的問題。

GB/T50325—2010(2013版)《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》[2]的6.0.10規(guī)定，將GB/T 18204.2—2014的靛酚藍分光光度法作為檢測室內(nèi)空氣中氨濃度的仲裁方法。但是在實際操作中，卻發(fā)現(xiàn)此方法的規(guī)范對顯色劑次氯酸鈉濃度的計算存在一些問題。

1 GB/T 18204.2—2014中氨含量測試方法及原理

GB/T 18204.2—2014的8.1使用靛酚藍分光光度法測定空氣中氨的含量。其主要原理是空氣中的氨被稀硫酸吸收液吸收，形成銨離子。銨離子在堿性介質(zhì)——亞硝基鐵氰化鈉催化劑作用下，與水楊酸、次氯酸鈉反應(yīng)形成藍綠色的靛酚藍化合物。然后根據(jù)樣品溶液著色深淺，比色定量分析。

2 次氯酸鈉試劑的標定

2.1 標定次氯酸鈉試劑的的必要性

由于次氯酸鈉較不穩(wěn)定，避光室溫下會緩慢分解為NaCl、NaClO3和O2，若受熱受光更會加速分解。所以為保證檢測氨時加入足夠劑量的次氯酸鈉，每次檢測前都要用碘量法重新標定次氯酸鈉試劑。然后根據(jù)標定結(jié)果配置0.05 mol/L次氯酸鈉試劑。

2.2 標定次氯酸鈉試劑的原理

次氯酸鈉的標定過程是間接碘量法的經(jīng)典利用。先利用次氯酸鈉的氧化性，在弱酸性環(huán)境下將碘離子氧化成碘單質(zhì)；再利用硫代硫酸鈉的還原性，將碘單質(zhì)還原回碘離子；從而使次氯酸鈉和硫代硫酸鈉產(chǎn)生定量關(guān)系。

綜合反應(yīng)式（1）和式（2）得到總反應(yīng)

2.3 推導(dǎo)次氯酸鈉試劑的濃度計算公式

GB/T 18204.2—2014中給出了次氯酸鈉試劑濃度的計算公式，但在實際工作中，根據(jù)質(zhì)量守恒定律對化學(xué)方程式進行推導(dǎo)時，發(fā)現(xiàn)此公式存在問題。

由反應(yīng)式（3）可知，標定過程中次氯酸鈉和硫代硫酸鈉物質(zhì)的量比值為1∶2。

1/2硫代硫酸鈉指代半個硫代硫酸鈉，硫代硫酸鈉和它的關(guān)系就如一雙鞋和一只鞋的關(guān)系。所以硫代硫酸鈉和1/2硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量比值為1∶2。

綜合等式（4）和式（5），可以得出

式中：C（NaClO）為次氯酸鈉試劑的濃度，mol/L；C（1/2Na2S2O3）為1/2硫代硫酸鈉標準溶液濃度，mol/L；V為1/2硫代硫酸鈉標準溶液用量，mL。

GB/T 18204.2—2014中規(guī)定次氯酸鈉試劑的標定體積為1 mL。

2.4 次氯酸鈉試劑使用中存在的問題

根據(jù)GB/T18204.2—2014的8.1.2.5的規(guī)定

對比式（7）和式（8）可知：式（8）比根據(jù)質(zhì)量守恒定律推導(dǎo)出的式（7）少除以2。若直接引用式（8），計算出的次氯酸鈉試劑濃度勢必比真實值高出1倍，即按照規(guī)范計算得到的0.05 mol/L次氯酸鈉試劑，實際上濃度只有0.025 mol/L。

3 次氯酸鈉試劑在檢測中的使用

3.1 靛酚藍分光光度法原理

靛酚藍顯色反應(yīng)被稱為Berthelot反應(yīng)，是一種機理較復(fù)雜，分步進行的化學(xué)反應(yīng)。第一步氨和稀硫酸反應(yīng)形成銨離子；第二步銨離子和次氯酸鈉反應(yīng)生成氯胺；第三步氯胺和水楊酸在堿性環(huán)境下反應(yīng)生成中間產(chǎn)物——5-氨基水楊酸，之后又被迅速氧化生成2羧基-1,4醌亞胺；第四步以亞硝基鐵氰化鈉為催化劑，2羧基-1,4醌亞胺和水楊酸進一步反應(yīng)生成藍綠色的靛酚。

如果不計較細節(jié)，只考慮反應(yīng)物和最終產(chǎn)物，顯色反應(yīng)可以簡化成

3.2 次氯酸鈉試劑的用量

由式（10）可知，顯色反應(yīng)需要氨和次氯酸鈉的物質(zhì)的量比值為1∶1。

同時根據(jù)GB/T 18204.2—2014的8.1.7.2規(guī)定，當采氣體積為5 L時，測量范圍0.01～2 mg/m3。則當使用0.025 mol/L的次氯酸鈉試劑進行靛酚藍分光光度法檢測時，測量上限2 mg/m3所需次氯酸鈉試劑體積為

根據(jù)GB/T18204.2—2014的8.1.5.2規(guī)定，樣品測定加入次氯酸鈉試劑0.10 mL，遠高于測量上限所需試劑體積0.024 mL。所以盡管規(guī)范中將次氯酸鈉試劑的濃度弄錯，卻并不會對檢測結(jié)果造成實質(zhì)影響。

4 結(jié)論

GB/T 18204.2—2014《公共場所衛(wèi)生檢驗方法第2部分：化學(xué)污染物》的8.1.2.5中，關(guān)于標定次氯酸鈉試劑濃度的計算公式存在問題。如果據(jù)此公式的計算結(jié)果配置0.05 mol/L的次氯酸鈉試劑，則配制出的試劑濃度實際只有0.025 mol/L，遠達不到規(guī)范規(guī)定的濃度。

但因為GB/T18204.2—2014的8.1.5.2中規(guī)定加入的次氯酸鈉試劑體積數(shù)遠大于實際所需，所以以上錯誤并不影響檢測結(jié)果的準確性，只是基于國家規(guī)范的權(quán)威性，下次修訂時希望能夠得到糾正。

[1]GB/T 18204.2—2014，公共場所衛(wèi)生檢驗方法第2部分：化學(xué)污染物[S].

[2]GB/T 50325—2010（2013版），民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范[S].

[3]陶 輝，陳 衛(wèi)，林 濤.飲用水氯胺法消毒過程中水中一氯胺的水楊酸分光光度法測定[C].全國給水深度處理研究會[A].2009.

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[5]劍光,朱 玲，徐正軍.靛酚藍-分光光度法測定發(fā)酵液中氨態(tài)氮含量研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2006，32（9）：134-137.

[6]易 田，梁緝攀，古佳敏，等.甲醛的共存對靛酚藍分光光度法測定室內(nèi)空氣氨含量的影響研究[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2010，26（3）：40-42.

X830.2

C

1008-3197（2016）06-45-02

10.3969/j.issn.1008-3197.2016.06.015

2016-10-19

宋 玉/女，1985年出生，工程師，天津津貝爾建筑工程試驗檢測技術(shù)有限公司，從事建筑工程試驗檢測工作。