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Este tópico foi editado pela última vez por zhaolijun em 4/5/2016, às 16:56. Qualidade da água – Determinação do nitrogênio amônico – Método de destilação-titulação de neutralização. HJ 537–2009. 1. Âmbito de aplicação: Esta norma estabelece o método de destilação-titulação de neutralização para a determinação do nitrogênio amônico na água. Esta norma é aplicável à determinação de nitrogênio amônico em esgotos domésticos e resíduos industriais. Quando o volume da amostra é de 250 ml, o limite de detecção do método é de 0,05 mg/l (tudo em termos de N). 2 Princípio do método: O pH da amostra de água é ajustado para entre 6,0 e 7,4. É adicionado óxido de magnésio leve para tornar a solução ligeiramente alcalina. O amônia liberado durante a destilação é absorvido por uma solução de bórax. Com o vermelho de metila-metileno azul como indicador, utiliza-se uma solução padrão de ácido salino para titular o nitrogênio amônico presente no destilado (expresso em N). 3. Interferências e eliminação: As substâncias que podem ser destiladas nas condições estabelecidas por esta norma e que reagem com ácidos, causam interferências na medição. Por exemplo, ureia, aminas voláteis e cloraminas em amostras cloradas, entre outros. 4 Reagentes e materiais: A menos que seja indicado o contrário, todos os reagentes utilizados nas análises são de pureza analítica, em conformidade com os **padrões estabelecidos. A água utilizada nos experimentos é a água preparada de acordo com as instruções de 4.1. 4.1 Sem água amoniacal: deve ser preparado em um ambiente sem amônia, utilizando um dos métodos abaixo (para a verificação da ausência de água amoniacal, consulte 10.1). 4.1.1 Método de troca iônica: A água destilada é passada por uma coluna de resina de troca iônica catiônica fortemente ácida (tipo hidrogênio). O líquido resultante é coletado em um frasco de vidro com tampa de rosca. Adicione 10 g da mesma resina por litro do líquido resultante, para facilitar sua conservação. 4.1.2 Método de destilação: Em 1.000 ml de água destilada, adiciona-se 0,1 ml de ácido sulfúrico (4.2). Em seguida, realiza-se a destilação em um destilador feito de vidro. Os primeiros 50 ml do líquido resultante são descartados. Depois disso, aproximadamente 800 ml do líquido resultante são coletados em um frasco de vidro com tampa de rosca. Adicione 10 g de resina de troca iônica catiônica fortemente ácida (tipo hidrogênio) por litro do líquido destilado. 4.1.3 Método com purificador de água: preparação direta utilizando um purificador de água disponível no mercado. 4.2 Ácido sulfúrico, ρ(H2SO4) = 1,84 g/ml. 4.3 Ácido salino, ρ = 1,19 g/ml. 4.4 Etanol anidro, ρ = 0,79 g/ml. 4,5 Carbonato de sódio anidro (Na2CO3), reagente padrão. 4.6 Óxido de magnésio leve (MgO), sem carbonatos. Aquecer a 500°C para remover os carbonatos. 4.7 Solução de hidróxido de sódio, c(NaOH) = 1 mol/l. Pese 20 g de hidróxido de sódio (NaOH) e dissolva-o em aproximadamente 200 ml de água. Deixe esfriar até atingir a temperatura ambiente e, em seguida, dilua a solução para 500 ml. 4,8 Solução de ácido sulfúrico, c(1/2H2SO4) = 1 mol/l. Medir 2,8 ml de ácido sulfúrico (4,2) e adicioná-los lentamente a 100 ml de água. 4.9 Solução de bórico (H3BO3), com densidade de 20 g/L. Pese 20 g de bórax e dissolva-o em água, diluindo até obter 1000 ml de solução. Adicione também 4,10 de indicador vermelho de metilo, com densidade de 0,5 g/L. Pese 50 mg de vermelho de metila e dissolva em 100 ml de etanol (4.4). 4.11 Indicador bromotimol azul, ρ = 1 g/L. Pese 0,10 g de bromotirocromo azul e dissolva-o em 50 ml de água. Adicione 20 ml de etanol (4,4) e dilua com água até atingir 100 ml no total. 4.12 Indicadores mistos: Dissolver 200 mg de vermelho de metila em 100 ml de etanol (4.4) ； Também se pega 100 mg de azul de metileno e se dissolve em 100 ml de etanol (4,4). Prepare duas porções da solução de metileno vermelho e uma porção da solução de azul de metileno, para uso posterior. Essa solução pode ser mantida estável por 1 mês. 4.13 Solução padrão de carbonato de sódio, c(1/2Na2CO3) = 0,0200 mol/l. Pese-se 0,5300 g de carbonato de sódio anidro (4,5), que foi seco a 180°C por 2 horas. Dissolva-o em água recém-fervida e resfriada. Em seguida, transfira a solução para um frasco de 500 ml e dilua até atingir a marca indicada. 4.14 Solução padrão de titulação ácida salina, com C(HCl) = 0,02 mol/l. Medir 1,7 ml de ácido salino (4,3) e colocá-lo em um frasco volumétrico de 1.000 ml. Em seguida, diluir com água até atingir a marca indicada. Método de calibração: Coletar 25,00 ml da solução padrão de carbonato de sódio (4,13) em um frasco cônico de 150 ml. Adicionar 25 ml de água e 1 gota do indicador metilvermelho (4,10). Em seguida, titular com a solução padrão de ácido clorídrico (4,14) até que a cor se torne rosa claro. Registre o volume consumido. Use a equação (1) para calcular a concentração da solução ácida salina (4.14): C(HCl) = C1 × V1 / V2. Onde: C é a concentração da solução padrão de titulação ácida salina (4.14), em mol/l ； C1 – Concentração da solução padrão de carbonato de sódio (4,13), em mol/l ； V1 – Volume da solução padrão de carbonato de sódio (4,13), em ml ； V2 – Volume, em ml, da solução padrão de titulação ácida de sal consumido (4,14). 4.15 Esferas de vidro 4.16 Agentes antiespuma, como fragmentos de parafina. 5 Instrumentos e equipamentos 5.1 Dispositivo de destilação de amônio: É composto por um frasco de Kjeldahl de 500 ml, uma esfera de nitrogênio, um condensador reto e tubos de conexão. Na extremidade do condensador, pode-se conectar um conta-gotas de comprimento adequado, de modo que a ponta do mesmo fique submersa abaixo da superfície do líquido de absorção. Também é possível usar um frasco de destilação. 5.2 Pipeta de titulação ácida: 50 ml. 6 Amostras 6.1 Armazenamento das amostras As amostras de água devem ser coletadas em garrafas de polietileno ou de vidro, e devem ser analisadas o mais rápido possível. Para armazenamento, deve-se adicionar ácido sulfúrico para acidificar a amostra de água até um pH < 2; assim, ela pode ser mantida em condições de 2–5°C por 7 dias. 6.2 Destilação preliminar da amostra: Transfira 50 ml da solução de bórax (4.9) para o frasco de recepção, certificando-se de que a saída do tubo de condensação fique abaixo do nível da solução de bórax. Pegue 250 ml da amostra de água (se o teor de nitrogênio amônico for alto, pode-se usar uma quantidade menor de amostra, adicionando água até atingir 250 ml). Transfira essa amostra para um frasco de vidro. Adicione 2 gotas do indicador bromotolueno azul (4.11). Se necessário, ajuste o pH entre 6,0 (quando o indicador fica amarelo) e 7,4 (quando o indicador fica azul), utilizando solução de hidróxido de sódio (4.7) ou solução de ácido sulfúrico (4.8). Adicione 0,25 g de óxido de magnésio leve (4.6) e algumas esferas de vidro. Se necessário, adicione um agente antiespumante (4.16). Conecte imediatamente a esfera de nitrogênio e o condensador para iniciar a destilação. A taxa de destilação deve ser de aproximadamente 10 ml/min. Pare a destilação quando 200 ml do líquido destilado tiverem sido coletados. 7. Análise dos passos 7.1 Análise da amostra: Todo o líquido destilado é transferido para um frasco cônico. São adicionadas 2 gotas do indicador misto (4.12). Em seguida, realiza-se a titulação com a solução padrão de ácido clorídrico (4.14), até que o líquido destilado mude de cor de verde para roxo-claro. O volume de solução padrão de ácido clorídrico utilizado é registrado como Vs. 7.2 Teste de controle: Substitua a amostra de água por 250 ml de água. Proceda com a destilação preliminar conforme descrito em 6.2, e faça a titulação conforme descrito em 7.1. Registre o volume Vb do solução padrão de ácido clorídrico utilizado na titulação. 8. Cálculo dos resultados: A concentração de nitrogênio amônico na amostra de água é calculada usando a equação (2): Vs – Vb/V × C × 14,01 × 1000. Na equação acima: ρN representa a concentração de nitrogênio amônico na amostra de água (em N), em mg/l ； V – Volume da amostra, em ml ； Vs – Volume, em ml, da solução padrão de ácido salino consumida na titulação da amostra ； Vb – Volume, em ml, da solução padrão ácida utilizada para a titulação do espaço em branco ； C – Sal utilizado para titulação; concentração da solução padrão ácida, em mol/l ； 14,01 – Peso atômico do nitrogênio, em g/mol. Tabela 1: Precisão e exatidão dos amostras padrão e das amostras reais
Teor de nitrogênio amônico/(mg/l) | Limite de repetibilidade r/(mg/l) | Limite de reprodutibilidade R/(mg/l) | Erro relativo/%
Amostra padrão 1: 2,76 | 0,106 | 0,146 | 0,73
Amostra padrão 2: 23,8 | 0,641 | 1,39 | -0,42
Água superficial: 6,60 | 0,109 | 0,515 | —
Esgoto doméstico: 21,4 | 0,694 | 3,09 | —
Nota: A verificação foi realizada por 5 laboratórios; cada laboratório realizou 6 medições repetidas para cada amostra. Nota: Cinco laboratórios participaram da verificação; cada laboratório realizou 6 medições repetidas para cada amostra.