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水体中亚硝酸盐的电极法测定,以亚硝酸根离子选择性电极为核心传感元件,通过测量指示电极与参比电极所构成的测量电池的电位差,依据能斯特方程将电位信号换算为亚硝酸盐浓度。中国《生活饮用水标准检验方法 无机非金属指标》(GB/T 5750.5)收录了离子选择电极法,美国EPA Method 9216亦以亚硝酸盐选择性电极为基础,适用于饮用水、废水及试剂水的测定。该方法的操作并不繁复,其可靠性取决于对电极状态、测量介质和干扰抑制三个环节的控制是否到位。 电极的准备与体系搭建 测量体系由亚硝酸盐选择性指示电极与参比电极配对构成。新电极或久置未用的电极在使用前须在低浓度亚硝酸盐溶液中浸泡活化,使敏感膜恢复对亚硝酸根的响应能力。测量时将两电极浸入搅拌中的待测液,连接离子计或具备毫伏档的精密酸度计读取电位值。搅拌速度应保持恒定,使溶液组成均匀,同时避免产生气泡附着于电极敏感膜表面。电极表面的洁净程度直接影响响应斜率,测量间隙以去离子水冲洗并用柔软材料吸干,不宜擦拭敏感膜。 干扰抑制:NISS的核心作用 亚硝酸根离子选择性电极并非对亚硝酸根独占响应,氢氧根、氯离子、硝酸根、硫酸根等阴离子在一定浓度下均可构成干扰。其中氢氧根的干扰尤为突出,在环境pH条件下可能将亚硝酸盐的检出能力限制在较高浓度水平。消除这一干扰的主要手段是向标准和样品中加入等体积的亚硝酸盐干扰抑制液(NISS)。 NISS承担三重功能:将溶液pH调节至电极适用的酸性至弱酸性区间,使氢氧根浓度降至不足以干扰响应的水平;统一标准和样品的离子强度,使活度系数在两者间保持一致;抑制或掩蔽部分共存阴离子的干扰效应。NISS须与标准系列和每一份水样按等体积混合,混合后充分摇匀再行测量。忽略NISS的等比例加入,或仅对样品加而不对标准加,将使校准与测量处于不同的介质条件,所得结果不具备可比性。 校准与定量 以亚硝酸盐氮标准溶液配制涵盖预期浓度范围的校准系列,每一浓度点均按上述方式与NISS等体积混合后依次测量电位。以电位值对浓度的对数作图,在电极的线性响应区间内应获得斜率接近理论值的直线,实际斜率通常在每十倍浓度变化五十五至六十毫伏之间。水样经同样处理后测量电位,由校准曲线内插求得浓度。对于基体复杂或浓度超出校准范围的水样,标准加入法可减少基体效应的影响。温度对电极电位存在可测量的影响,标准和样品应在相近温度下测量,精密分析时宜使用具备温度补偿功能的仪器或恒温条件。 水样预处理与测量边界 电极法对悬浮物和强氧化还原性物质较为敏感。浑浊水样应经适当过滤,避免颗粒物污染或堵塞电极敏感膜。余氯、硫化物等能与敏感膜发生反应的组分需预先消除。高浓度氯离子、硝酸盐或磷酸盐的水样,其干扰程度超出NISS的抑制能力时,须采用稀释或前置分离步骤。电极法提供的是游离亚硝酸根离子的响应,不区分亚硝酸盐的来源或形态,其测定结果反映的是采样时刻水样中该离子的活度水平。理解这一边界,有助于将电极法恰当地定位于现场筛查、过程监测和常规水质评估,而非在所有基体条件下替代实验室确证方法。
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