亞硝酸鹽呈色的試驗

鎘銅還原法可以分為兩大部分，一為還原部分，另一為亞硝酸鹽測定部分。

已知亞硝酸鹽的最終呈色結果不受鹽度影響，但從Pai and Yang( 1990 )的論文中得 知反應速率卻隨鹽度而異，由於流動注入分析儀其反應完成度未達100 %，此種因 素是否會造成吸光值受鹽度影響尚未知曉，因此本小節欲利用同濃度但不同鹽度 的亞硝酸鹽標準品，以徒手操作或硝酸鹽流動注入分析儀進行測定，比較兩種方 式求得的亞硝酸鹽吸光值是否受到鹽度影響。

( 1 ) 實驗儀器設備

( a ) 分光光度計：手測分析使用 HITACHI 的 U2001 雙光束分光光度計，外加 無動力汲樣系統( 參見圖 2.1 )，而流動注入分析方法則搭配 Metertech 型號為 SP-880 的分光光度計，可外接電腦儲存數位化數據。

( b ) 流動槽：Hellma 10 mm 石英流動槽兩個，型號為 176.000，分別裝置在 上述分光光度計中，槽內體積為450 μl。

( c ) 流動注入分析( Flow injection analysis,簡稱 FIA )流程板：本次實驗流程板 由內徑0.8 mm 的鐵氟龍管拼接而成，示意圖詳見圖 2.2，以 Pai and Riley( 1994 ) 的設計為藍圖，但去除控制樣本的六向閥，改為載流前端加裝七向閥，目的在於 簡易更換標準品，並能連續注入利於觀察。當標準品汲入後先與氯化銨試劑混合，

流經鎘銅還原管後，先後加入酸性磺胺試劑與奈乙二胺試劑，經過較長的迴圈使 其混合均勻並反應，再進入分光光度計進行測定。本流程板在蠕動幫浦轉速為 15 rpm 測試時，樣水與試劑的添加比大約為 25：1，實際操作時，將幫浦轉速調整為 25 rpm，加熱槽控溫約 40℃，由於流速與溫度會影響呈色反應的完全與否，依據

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上述的條件，可藉由亞硝酸鹽標準品的吸光值，與幫浦停機後於光槽中持續反應 至穩定的讀值比較，得到本流程板的反應完成度為92%( 江, 2003 )。

( d ) 鎘銅還原管：將磨碎後的鎘粒過篩，取 25 – 60 mesh 之間的鎘粒，先以 3N 的鹽酸( HCl )清洗鎘金屬，沖淋二次蒸餾水( DDW )，再放入盛裝有 0.1%硫酸 銅( CuSO4 )溶液的燒杯中約 20 秒，使用二次蒸餾水洗淨後，將其裝填至長約 20 cm、內徑約 2 mm 的軟管，整個管柱需注滿二次蒸餾水，鎘銅管的出口端以適量 的玻璃纖維塞住，防止鍍銅的鎘粒流出干擾測定，製備完成後可保存於冷凍庫，

降低鎘銅管的氧化。

( e ) 蠕動幫浦：ismaTec 廠牌的 MCP Standard drive，測定時轉速為 25 rpm。

( f ) 幫浦管：使用 ismaTec 出產的幫浦管，其管壁材質為 pharMed，兩種管徑 分別是：管的兩端顏色為紫色( purple – purple )，內徑( id )為 2.06 mm，管壁厚度 為0.84 mm；另一種色標為橘綠( orange – green )，內徑為 0.38 mm，管壁厚度為 0.90 mm。兩種尺寸全新的幫浦管在蠕動幫浦 ismaTec ICP – 8 轉速為 15 rpm 的條 件下測定，流量約為2.5 ml/min、0.1 ml/min，隨著幫浦管使用的時間增加，流量 會跟著變動，導致樣本試劑比改變。

( g ) 加熱器：Firstek B206 型加熱器，測定時溫度控溫在 40℃左右。

( h ) 離心管：Falcon 型號 2070 的 50 ml 離心管。

( i ) 移液管：Brand 1000 μl 移液管( pipet )兩支，校正後的 Fortuna 玻璃移液管 一組，包含1-5, 10 ml 各一支。

( j ) 定量瓶：經過校正的 Pyrex 定量瓶 50、100、200、250、500、1000 ml 一 套。

( k ) 天平：使用 Mettler Toledo XS204 型的四位數天平。

( l ) 酸鹼度計：Mettler Toledo MP203 型的 pH meter。

( 2 ) 試劑與標準品的配製

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使用 Merck GR 級藥品調配以下試劑、標準品。

( a ) 2% w/v 氯化銨試劑：取 20 g 的氯化銨( ammonium chloride, NH4Cl, W=53.49 g/mol )溶於 1000 ml 的二次蒸餾水中。

( b ) 15% v/v 鹽酸溶液：將 1000 ml 的定量瓶裝入七分滿的二次蒸餾水，以量 筒盛裝150 ml 的濃鹽酸( 37% hydrochloric acid, HCl )緩緩倒入瓶中，待其冷卻後加 入( c )藥品再定量至 1000 ml。

( c ) 2% w/v 酸性磺胺試劑：量秤 20 g 的磺胺粉末( sulphanilamide, SUL, W=172.21 g/mol )溶於 1000ml 15% v/v 的鹽酸溶液。

( d ) 0.3% w/v 奈乙二胺試劑：取 0.30 g 的奈乙二胺藥品

( N-1-Naphthyl-ethlenediaminedihydrochloride, NED, W=259 g/mol )溶於二次蒸餾 水中，並定量至100 ml，倒入以鋁箔紙包覆或褐色的瓶中保存。

( e ) 5000 μM 亞硝酸鹽母液( stock solution )：舀一藥勺的亞硝酸鈉( sodium nitrite, NaNO2, W=69.00 g/mol )放入燒杯中，在 105℃烘箱中乾燥一小時後，秤取 接近0.3450 g，以二次蒸餾水定容至 1000 ml 定量瓶中。

( f ) 不同鹽度 10 μM 亞硝酸鹽標準品：以玻璃移液管取 2 ml 的 5000 μM 的 亞硝酸鹽母液至定量瓶中，加入不同淡海水( 淡水為二次蒸餾水，海水則是南海經 過0.45 μm 過濾後的表層海水 )混合比例的溶液（0%, 25%, 50%, 75%, 100%）稀 釋，定量至1000 ml。

( g ) 0.1% w/v 硫酸銅溶液：取 0.1 g 的無水硫酸銅粉末( copper( II ) sulfate, CuSO4, W=159.61 g/mol )溶於 100 ml 的二次蒸餾水中。

( h ) 3N 稀鹽酸溶液：倒入 25 ml 12N 的濃鹽酸於燒杯中，以二次蒸餾水稀釋 至100 ml。

( 3 ) 步驟

整個實驗可以分為兩部分進行，先收集已流經鎘管後的 25 ml 標準品至離心

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管，加入1 ml 的磺胺( SUL )試劑，等待一分鐘後，再添加 1 ml 的奈乙二胺( NED ) 試劑，搖晃均勻，三分鐘後於波長543 nm 進行吸光值測定。另一部份直接以硝酸 鹽流動注入分析儀進行測定。

( 4 ) 數據討論

從圖2.3 可以看出通過鎘管後的亞硝酸鹽樣本，不論手動加藥測定或以流動注 入分析儀量測，亞硝酸鹽標準品的吸光值不受鹽度變化的影響，皆呈一穩定值，

但兩種方法得到的吸光值數據約相差0.040，原因是使用 FIA 的測定值，其稀釋比 較大且反應完成度較低，而導致略低的吸光值。