对二甲氨基苯甲醛比色法测定尿素水解系统中的微量尿素

对二甲氨基苯甲醛比色法 测定尿素水解系统中的微量尿素 应贤强 (中国核工业建峰化工总厂化肥厂 　重庆 　400002) 摘要 　通过正确选择波长和显色条件 ,用对二甲氨基苯甲醛比色法准确测定尿素水解系统中的微量 尿素 ,方法检出限为 0. 7μg/ mL ,线性范围为 0～50μg/ mL ,测定 2μg/ mL 尿素样品的变异系数为 4. 5 %。此 法检出限较低 ,线性范围宽 ,精密度好 ,操作简便。 关键词 　对二甲氨基苯甲醛 　比色法 　测定 　微量尿素 Colorimetric Estimation of Trace Urea in Urea Hydrolysis System with Dimethylamino2benzaldehyde Ying Xianqiang Abstract 　Through the correct choice of wave2lengths and development conditions , trace urea in the urea hydrolysis system is estimated accurately by colorimetry with dimethylamino2benzaldehyde. The detection limit of this method is 0. 7μg/ mL , the linear range is 0～5μg/ mL , and the variation coefficient in the determination of 2μg/ mL of the urea sample is 4. 5 %. This method is low in detec2 tion limit , broad in linear range , high in precision and simple and convenient in operation. Keywords 　dimethylamino2benzaldehyde 　colorimetry 　determination 　trace urea 　　目前各化肥厂均采用二乙酰单肟比色法测 定尿素水解系统中的微量尿素。该法检出限很 低 ,但操作繁琐 ,热稳定性差 ,精密度和准确度 不够理想。本方法选用对二甲氨基苯甲醛作为 显色剂 ,与二乙酰单肟比色法比较 ,操作简便、 迅速 ,且准确度高 ,精密度好。 1 　原理 在酸性溶液中 ,尿素与对二甲氨基苯甲醛 反应 ,生成黄色络合物。其反应式如下 : N CH3 CH3 C O H + CNH2 O NH2 H+ N CH3 CH3 C H N C O NH2 + H2O 2 　仪器与试剂 具塞三角瓶 :500 mL 比色管 :25 mL 比色皿 :3 cm 721A 型分光光度计 无水乙醇 (AR) 盐酸 (AR) :1 + 3 溶液 显色剂 ( PDAB) :5 %对二甲氨基苯甲醛的 无水乙醇溶液 尿素 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 液 :25μg/ mL 3 　条件实验 05 革新与经验 　化肥工业　第 26 卷　第 4 期　 3. 1 　波长的选择 固定其它显色条件不变 ,改变波长以测定 吸光度 ( 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1) 。图 1 是 8μg/ mL 尿素显色溶液 在 721A 型分光光度计上以试剂空白作参比时 作的吸收曲线。 表 1 　不同波长条件下的吸光度 波长 (nm) 420 425 430 435 440 445 450 吸光度 0. 046 0. 102 0. 143 0. 216 0. 247 0. 221 0. 122 图 1 　尿素溶液的吸收曲线 　　由图 1 可知 ,在波长 440 nm 处样品有最大 吸收 ,且试剂干扰最小 ,吸收样品线性较好 ,故 选用 440 nm 波长为宜。 3. 2 　显色条件试验 3. 2. 1 　PDAB 的用量 固定 HCl 用量 3 mL 及显色时间 10 min ,加入 不同量的 PDAB。显色溶液中尿素浓度为 8μg/ mL ,测得的吸光度见表 2。随着 PDAB 用量的增 加 ,在相当宽的范围内 ,样品的吸光度几乎呈线性 增长。当加入 10. 0 mL 显色剂时 ,吸光度变化最 快 ,继续加大试剂用量 ,效果不明显(图 2) 。 表 2 　不同 PDAB 用量的吸光度 PDAB 用量 (mL) 2. 0 4. 0 6. 0 8. 0 10. 0 12. 0 吸光度 0. 051 0. 103 0. 159 0. 216 0. 248 0. 253 图 2 　PDAB 用量对吸光度的影响 3. 2. 2 　HCl 的用量 固定尿素浓度为 8μg/ mL ,PDAB 量为 10. 0 mL ,加入不同量的 HCl ,测得的吸光度见表 3。 图 3 中随着酸度的增加 ,溶液的吸光度增大。 当加入 3. 0 mL HCl 时 ,溶液的吸光度最大 ,继 续增大酸度 ,吸光度下降。 表 3 　不同 HCl 用量的吸光度 HCl 用量 (mL) 1. 0 2. 0 3. 0 4. 0 5. 0 6. 0 吸光度 0. 045 0. 112 0. 247 0. 205 0. 125 0. 048 图 3 　HCl 用量对吸光度的影响 3. 2. 3 　显色时间 8μg/ mL 尿素的显色溶液 ,吸光度随时间 变化见表 4。 表 4 　吸光度随时间变化情况 时间 (min) 5 8 10 15 20 25 吸光度 0. 245 0. 246 0. 247 0. 246 0. 246 0. 246 　　尿素显色反应很快 ,吸光度随时间变化不 明显 ,常温下显色时间一般选择 10 min。 4 　操作步骤 4. 1 　采样 打开取样阀排放液样 1 min ,用液样洗涤三 角瓶 3 次后取样 ,取样后立即盖好瓶塞 ,冷却备 用。 4. 2 　分析步骤 4. 2. 1 　标准曲线的绘制 25 mL 比色管中依次加入 25μg/ mL 尿素标 准液 (0. 00、1. 00、2. 00、4. 00、6. 00、8. 00、10. 00 mL) ,PDAB 显色剂 10 mL 和 3. 0 mL HCl ,加蒸馏 水至刻度 ,充分摇匀后放置 10 min。在波长 440 nm处 ,用 3 cm 比色皿 ,在 721A 型分光光度计 上测得各比色溶液的吸光度见表 5。以所含尿 素的质量为横坐标 ,对应的吸光度为纵坐标 ,汇 制标准曲线 (图 4) 。 15 　化肥工业　第 26 卷　第 4 期　 革新与经验 表 5 　尿素标准显色溶液的吸光度 尿素含量 (μg) 0. 0 50. 0 100. 0 150. 0 200. 0 250. 0 300. 0 吸光度 0. 000 0. 061 0. 124 0. 186 0. 247 0. 308 0. 370 图 4 　尿素标准曲线 4. 2. 2 　测定 取 10. 0 mL 样品溶液于 25 mL 比色管中 , 准确加入 10. 0 mL PDAB 显色剂和 3. 0 mL HCl , 以空白样作参比 ,对样品进行比色测定。根据 所测得的吸光度 ,计算出尿素含量。 4. 3 　结果计算 X = m/ V 式中 : X ———样品尿素的浓度 ,μg/ mL m ———标准曲线查得尿素质量 ,μg V ———取样体积 ,mL 5 　线性范围和检测限 在尿素含量 0～50μg/ mL 范围内 ,吸光度 与尿素含量有良好的线性关系 ,线性回归方程 的相关系数为 0. 999 9。按照分光光度法以吸 光度为 0. 02 时的浓度为检测限 ,实验得出检测 限为 0. 7μg/ mL。 6 　精密度试验 分别配制 2、10、20μg/ mL 3 种尿素显色溶 液 ,同上述标准曲线操作 ,重复测定 6 次 ,取吸 光度平均值 ,结果见表 6。3 种浓度的变异系数 均小于 5 % ,证明本法的测定精密度很高。 7 　回收率试验 分别在 6 个尿素水解系统的样品中加入不 同量的尿素标准液 ,测定尿素标准液加入后的 回收率 ,结果见表 7。 表 6 　不同尿素浓度下的精密度 尿素浓度 (μg/ mL) 吸光度平均值 标准偏差 变异系数 ( %) 2 0. 062 0. 002 8 4. 5 10 0. 319 0. 011 3 3. 5 20 0. 639 0. 020 5 3. 2 表 7 　尿素加标准液回收率 加入尿素量 (μg) 回收尿素量 (μg) 尿素回收率 ( %) 10. 00 9. 94 99. 4 20. 00 19. 93 99. 7 40. 00 39. 40 98. 5 60. 00 60. 48 100. 8 80. 00 79. 26 99. 1 100. 00 101. 22 101. 2 　　由表 7 可知 ,对于不同尿素含量的样品 ,加 标回收率均在 98 %～102 %之间 ,故本法的准 确度较高。 8 　对比实验 配制 2μg/ mL 尿素的标准溶液 ,分别用二 乙酰单肟法和对二甲氨基苯甲醛法进行比色测 定 ,各重复 3 次测定 ,结果见表 8。 表 8 　对比实验数据 实验方法 测定结果(μg/ mL) 相对偏差 ( %) 每次实验时间 (min) 二乙酰单肟 比色法 2. 14 2. 28 1. 87 7. 00 14. 00 6. 50 30 对二甲氨 基苯甲醛 比色法 2. 03 2. 05 2. 02 1. 50 2. 50 1. 00 15 　　两者相比 ,对二甲氨基苯甲醛法稳定性好、 准确度高 ,测定结果的相对偏差小于 5 % ,而二 乙酰单肟法稳定性差、准确度不高 ,测定结果的 相对偏差一般大于 5 %。且前者测定微量尿素 时操作简便快速 ,显色溶液不需加热就可进行 比色。后者测定时要加入 3 种试剂 ,显色溶液 还要加热煮沸 12 min , 并且加热时间和加热程 (下转第 55 页) 25 革新与经验 　化肥工业　第 26 卷　第 4 期　 全事故。 　　防止这类事故的发生 ,除加强对操作工的 教育外 ,还应在工艺上作进一步的完善 ,即使操 作工误动作或煤浆管线外泄 ,也只能使气化系 统停车。日本宇部 (Ube) 氨厂在煤浆管线进入 喷嘴前增加一止回阀 ,即达到了这个目的。不 利的方面一是增加了煤浆管线的阻力 ,二是不 利于煤浆管线的清理。但宇部氨厂多年来的经 验证明 ,只要及时清理止回阀 ,是完全能够满足 工艺和安全要求的。 1. 4 　系统机械及仪表的密封水问题 在密封水 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 上 ,我公司使用的是高压工 艺冷凝液。这种设计虽然节约了投资 ,但带来 了 2 个较大的问题 :一是工艺冷凝液含有粉尘 , 长期使用在高速运转设备的机械密封上将使运 转轴产生磨损 ,造成设备泄漏 ;二是若工艺方面 要停冷凝液泵或工艺操作上有较大幅度调整 , 将造成仪表 (各液位计、流量计)指示计的波动 , 甚至失灵。几年的经验证明 ,工艺水与机械、仪 表密封水系统的分离 ,是保证系统长周期稳定 运行的重要条件。 1. 5 　黑水闪蒸工艺的改造 在最初设计中 ,采用每一系列气化炉与洗 涤塔黑水管线合并后去中压闪蒸罐减压角阀的 方法。由于气化炉压力比洗涤塔略高 ,致使黑 水无法排放而堵塞 ,影响系统的正常运行。渭 河化肥厂在黑水闪蒸工艺设计中 ,气化炉与洗 涤塔黑水合并后再与其它系统的黑水管合并成 一根总管 ,然后去闪蒸系统。这种设计虽然节 约了价格昂贵的减压角阀 ,但要增设直接去沉 降槽的工艺管线 (包含一管壳式换热器) ,以确 保开停车时压力低于其它系列时的黑水平衡 , 同时也给操作带来了很多不便。经几年来的运 行 ,我公司最终确定了各系统气化炉、洗涤塔分 别对应闪蒸系统 1 只减压角阀且各角阀可相互 备用的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,改造后既方便了操作 ,又稳定了工 艺。 2 　结论与建议 (1) 气化炉连续投料操作是减少故障停车 损失的有效手段 ,只要制定出严格的安全防范 措施 ,气化炉连续投料操作完全可以大胆采用。 (2) 锁斗系统的操作性能对全系统的正常 运行至关重要。根据我公司及其它装置经验 , 建议在锁斗系统的设计上应充分保证锁斗循环 系统的可靠性 ,并应有防范锁斗系统堵塞的应 急手段。对于煤浆入炉管线上的止回阀问题、 系统机械及仪表密封水问题和黑水工艺管线的 改造问题 ,文中提到的改造与完善项目值得借 鉴。 (收稿日期 　1999 - 02 - 03) (上接第 52 页) 度对样品测定的吸光度影响较大 ,操作较繁琐 , 热稳定性差。 9 　结论 通过条件实验、精密度实验、准确度实验和 对比实验 ,建立了对二甲氨基苯甲醛法测定微 量尿素的方法。该法具有精密度高、准确度高、 稳定性好、检测限低、操作快速简便、干扰少等 特点 ,适用于化肥厂尿素水解系统中微量尿素 的测定。 (收稿日期 1999 - 01 - 21) 更正 :本刊今年第 3 期“影响冶炼烟气焚硫装置的因素与对策”一文的作者应为李有忠。为避免类似 问题的发生 ,来稿务请字迹端正、清晰 ,打印稿务请仔细校核。 《化肥工业》编辑部 55 　化肥工业　第 26 卷　第 4 期　 革新与经验