Визначення іона амонію методом капілярного електрофорезу

М. В. Андрєєва, Г.Н. Ішевская, Г. Н. Сметанін, ГУП "Центр дослідження і контролю води", Санкт-Петербург

На сьогоднішній день основною методикою виконання вимірювань (МВВ) масової концентрації аміаку та іонів амонію відповідно до ГОСТ є методика фотометричного визначення з використанням реактиву Несслера. Проте існує безліч чинників ускладнюють визначення амонійного азоту з використанням даної МВВ. Дослідження, проведені гідрохімічними інститутом, дозволили зробити висновок про те, що ця МВВ дає хибні результати в наступних випадках:

при аналізі вод з масовою концентрацією амонійного азоту менше 0,3 мг/дм3;

при аналізі вод з підвищеною мінералізацією і жорсткістю;

при аналізі вод, забруднених сполуками, що реагують з реактивом Несслера - амінами, хлораміну, ацетоном, альдегідами, сульфідами і.т.д.

При контролі технологічних параметрів у процесі водопідготовки можливе визначення іонів амонію фотометричним методом з реактивом Несслера, в цьому випадку недоліки цієї МВВ не мають особливого значення. Проте при контролі якості води з точки зору санітарних норм використання для визначення іонів амонію МВВ з реактивом Несслера викликає великі сумніви. Тому в ГУП "Центр дослідження і контролю води" (Санкт-Петербург) була розроблена МВВ масової концентрації іонів амонію методом капілярного електрофорезу, яка вільна від перерахованих недоліків.

При використанні методу капілярного електрофорезу визначенням іона амонію не заважають вищевказані сполуки, так як перед детектуванням іон амонію відокремлюється від інших іонів і сполук у процесі міграції по капіляру, заповненим електролітом. Метод капілярного електрофорезу дозволяє визначати вміст іонів амонію у воді, не порушуючи рівноваги хімічних процесів, крім зсуву рівноваги процесу дисоціації акватірованних молекул аміаку в бік утворення іонів амонію,

NH4OH ® NH4 + + OH-

оскільки за цією методикою використовуваний електроліт має значення рН = 4,0, що дозволяє визначати також і акватіруемие молекули аміаку.

Діапазон вимірюваних концентрацій розробленої МВВ від 0,1 до 200 мг/дм3 з урахуванням можливості розведення в 100 разів, межа виявлення іонів амонію за розробленою МВВ становить 0,03 мг/дм3. МВВ забезпечує з імовірністю Р = 0,95 одержання результатів вимірювань з похибкою від 25% до 10%.

Метод вимірювання масової концентрації іонів амонію заснований на поділі катіонів внаслідок їх різної електрофоретичної рухливості в процесі міграції за кварцовим капіляру в бензімідазольном електроліті під дією електричного поля з наступною реєстрацією різниці поглинання іонами амонію та електролітом ультрафіолетового випромінювання на довжині хвилі 254 нм. Градуювання аналізатора проводять, аналізуючи градуювальні розчини іонів амонію в деіонізованої воді, приготовлені з ДСО складу водного розчину іонів амонію з номінальним значенням масової концентрації 0,1 г/дм3. На рис.1 наведена градуировочная залежність площ піків від масових концентрацій іона амонію.

Рис.1. Градуировочная залежність площ піків

від масових концентрацій іона амонію (R = 0.9992).

Результати вимірювань амонійного азоту в питних і природних водах методом капілярного електрофорезу в порівнянні з результатами вимірювань методом фотометричного визначення з використанням реактиву Несслера практично завжди показують у 1,5:2 рази менше масовий вміст амонійного азоту. Це зумовлено тією обставиною, що з реактивом Несслера взаємодіють не тільки іони амонію, але, також аміни, хлораміни, ацетон, альдегіди, сульфіди і.т.д., а це призводить до спотворення результатів при використанні фотометричної методики.

На рис.2 представлені типові фореграмми питної та природної води Санкт-Петербурга і передмість.

При визначенні амонійного азоту з точки зору санітарних норм метод капілярного електрофорезу має високу селективність визначення, що дозволяє отримати більш об'єктивні результати.