FC－100型多用分析测定仪pNH3-1型氨电极使用说明及氨氮的测量

本仪器主要包括FC－100型多用分析测定仪和pNH3-1型氨电极。用它们测定溶液中溶解的氨氮含量,具有方法简便、快速、准确、样品色度和浊度不干扰测定结果等优点。

1．仪器的介绍及使用

仪器有两个显示窗，通常主(大)显示窗显示被测变量测量值，副(小)显示窗显示被测变量代表字符串。当仪表处于物质或离子浓度测量时(氨测量即用此挡)，主(大)显示窗显示主数值，副(小)显示窗显示数值表示10的幂指数和C(C表示浓度测量)。例如当仪器显示为“3.25 -2 C”，它表示仪器处于浓度测量状态，被测试样浓度为3.25X10-2。

仪器面板上有四个键，依据其所处位置分别称为左键，上键，下键和右键。

左键为被测变量转换键，按住左键副(小)显示窗会显示被测变量助记字符串；即显示PH、C、％、PPM、MV、ORP或℃，它们分别表示酸度(PH)测量、物质或离子浓度测量(C)、溶解氧饱和度测量(％)、溶解氧浓度测量(PPM)、高阻毫伏测量(MV)、氧化还原电位测量(ORP)和温度测量(℃)。按住左键被测变量代表字符串不断依次变化(并伴随提示鸣笛音)，当在某个被测变量助记字符串显示时松开左键，仪器就转入该字符串所代表的被测变量测量状态。参数设置时左键为后退键，用来返回到上次操作。

上和下键分别为标准1和标准2标定键，当按上键或下键时仪表会显示“X CALI”，它表示将要进行标准值为X的标定(CALI为标定英文一词Calibration的缩词)。按住上键或下键不放等三声提示鸣笛音并且黑屏显示后松开按键，标定即完成。在参数设置时上下键分别为参数值增减键。

右键为参数设置键，当按右键时仪表会显示“PARA SEt”, 它表示将要进行参数设定(PARA SEt为英文词Parameter Set的缩词)。按住右键不放等三声提示鸣笛音并且黑屏显示后松开按键，仪器进入参数设置。

仪器还有一组0-5伏模拟信号输出端子,它们输出测量值信号。可用来外接记录仪或送计算机A/D采样口。模拟信号输出端子为易接式，只要压下按钮插入电线接头松开按钮即可。

2．仪器参数设置

先把仪器测量方式切换到浓度测量档上,然后按住右键等三声提示鸣笛音并且黑屏显示后松开按键，仪器显示”PC1 xx.xx”；PC1表示副显示窗显示值xx.xx是标准样品液1的浓度负对数值。利用可以上下键增大或减小PC1的值。上下键是以按键时间为依据的自动进位键，即短时间按上(下)键，可使数值最低位加(减)1，很长时间按住上(下)键，可使数值最高位加(减)1，中等时间按上住(下)键，可使数值第二位或第三位加(减)1。按键时间长短所对应的加减位可由副指示窗的光标指示，也可由鸣笛声提示；按上(下)键在鸣笛一声，二声，三声或四声后松开，可使数值的第一位，第二位，第三位或第四位加(减)1。PC1设好后按右键仪器显示”PC2 xx.xx”；PC2表示副显示窗显示值xx.xx是标准样品液2的浓度的负对数值。PC2设好后按右键仪器显示”PCA1 xx.xx”；它表示副显示窗显示值xx.xx是模拟信号输出0伏时对应的PC值。PCA1设好后按右键仪器显示”PCA2 xx.xx”；这里xx.xx是模拟信号输出5伏时对应的PC值。最后按右键仪器仪器完成设置。

注意PC1和PC2应当设置在氨电极浓度响应线性范围之内。设置的PC1和PC2参数分别对应于标定1和标定2所使用的标准样品液浓度的负对数值。

仪器出厂时标准样品液1的参数设为；PC1 = -0.75(所对应标准样品液浓度为5.6ppm,即5.6mg/L)。

仪器出厂时标准样品液2的参数设为；PC2 = -2.45(所对应标准样品液浓度为280ppm,即280mg/L)。

仪器出厂时输出0-5伏信号对应的PC值为1至-3.0(即对应的浓度范围为0.1至1000ppm,mg/L)。

3．氨电极的主要参数及性能

1. 氨电极正常工作条件; 

(1)空气温度:5-40℃

(2)相对湿度:≤85%

(3)被测液温度: 5-45℃

(4)测量范围:5×10-6 M  - 1×100M(以NH+4计)或10000－0.1ppm,或mg/L(以NH3计)

氨电极的级差≥理论值的95%

氨电极在纯水中的空白电位应≥-20mv

氨电极的内阻在25℃时500MΩ

氨电极的90%响应时间≤90秒（在1×10-4M的NH4C1溶液中, 溶液温度为25±2℃）

4．氨电极的结构，组装及使用方法

氨电极头次使用前应当更换或加注内电解液(约1毫升)。电极装电解液步骤; 参见右氨电极结构示意图先旋开后帽,抽出内芯,在电极外壳内加约1毫升电解液,然后在电极倾斜45度情况下把内电极(5)轻轻放进电极外壳中, 使内电极的平面敏感玻璃膜接触到透膜, 将电极外壳后帽(7)旋于外壳主管后部。慢慢旋紧外壳后帽,使内电极的平面敏感玻璃能紧贴专性透气膜,由此而使内电极的平面敏感玻璃与专性透气膜间的内溶液能形成一极薄的液层。但不要过分用力旋拧外壳后帽以免张破专性透气膜。最后将组装完毕的氨电极插入盛有电极清洗存放溶液的三角瓶中,待测试。

当膜渗漏或损坏时参见上氨电极结构示意图先拆开电极芯,再旋开电极前帽(4),换膜重组装步骤如下; 用去离子水反复冲洗外壳前帽(4)和外壳主管(6),然后用镊子将红色垫片放入外壳前帽(4),再将专性透气薄膜(1) 放入电极外壳前帽(4)的内腔底部。将硅橡胶垫圈(2)套在电极外壳主管(6)的顶端, 然后将电极外壳前帽紧紧旋在外壳主管上,使专性透气薄膜紧夹在垫圈与前幅内腔底之间并绝不渗水, 将已配制好的电极内充溶液(3)缓缓注入电极外壳(6)腔体内, 约注1毫升即可。然后在电极倾斜45度情况下把内电极(5)轻轻放进电极外壳中, 使内电极的平面敏感玻璃膜接触到透膜, 将电极外壳后帽(7)旋于外壳主管后部。慢慢旋紧外壳后帽,使内电极的平面敏感玻璃能紧贴专性透气膜,由此而使内电极的平面敏感玻璃与专性透气膜间的内溶液能形成一极薄的液层。但不要过分用力旋拧外壳后帽以免张破专性透气膜。最后将组装完毕的氨电极插入盛有电极清洗存放溶液的三角瓶中,待测试。

5. 氨电极与仪器的连接

氨电极导线插头(9)联接到仪器同轴电缆插座上, 打开仪器预热。

6. 氨电极的清洗

测试前, 如果电极内部氨平衡浓度比待测样氨浓度要高,应当把氨电极响应清洗至待测样浓度以下。方法如下；用柔软的吸水纸轻轻吸干上次测定时氨电极头部残留的液滴,然后用清洗存放液将氨电极头部冲洗一下, 再轻轻吸干表面水份，最后在电极倾斜45度情况下(以利于驱除氨电极头部气泡)把氨电极插入盛有清洗存放液的三角瓶中，置于磁力搅拌器上在中速搅拌状态下进行清洗, 一直清洗到仪器上毫伏读数值高于待测样的响应毫伏值即可。如果要深度清洗，可以多换几次清洗存放液, 或用电极深度回洗溶液在搅拌状态下进行清洗以加快清洗速度。如果电极测前内部氨平衡浓度低于待测样氨浓度，可不必清洗,或不必深度清洗。如果待测样氨浓度较低，一定要深度清洗，这样测量时才会有较快的响应和较准确的测量结果。清洗完毕的氨电极要浸在电极清洗存放溶液中备用。

7．仪器的标定

在三角测定瓶中加45毫升氨氮浓度为5.6ppm(即4.0×10-4 M的NH4C1(分析纯)溶液(标准样品液1)),再往三角瓶内加背景调节溶液5毫升，投入搅拌子, 在电极倾斜45度情况下(以利于驱除氨电极头部气泡)把氨电极插入三角瓶内液体中，置于磁力搅拌器上在中速搅拌状态下进行测量,等约3至5分钟后按住上键等鸣笛三声同时黑屏显示后松开上键，即完成标准样品液1的标定。

然后倒去三角瓶内标准样品液1，冲洗并擦干水后(或另换瓶)往瓶中加45毫升氨氮浓度为280ppm

(2.0×10-2 M的NH4C1(分析纯)溶液(标准样品液2)),再往三角瓶内加背景调节溶液5毫升，在电极倾斜45度情况下(以利于驱除氨电极头部气泡)把氨电极插入三角瓶内液体中，置于磁力搅拌器上在中速搅拌状态下进行测量,等约3至5分钟后按住下键等鸣笛三声同时黑屏显示后松开下键，即完成标准样品

液2的标定。标准样品液2标定好后电极放在清洗存放液中清洗存放备用。

仪器标定混乱或错误会使显示数值跳动,正确标定两点后即可稳定。注意勤标定测量结果较准。

8．试样测量

在三角瓶中装45毫升试样，再往三角瓶内加背景调节溶液5毫升，在电极倾斜45度情况下(以利于

驱除氨电极头部气泡)把氨电极插入三角瓶内液体中，置于磁力搅拌器上在中速搅拌状态下进行测量，

等约2至3分钟仪器响应基本稳定后即可读出试样中氨氮浓度值C。注意副(右)显示窗显示值表示10的

幂指数，例如仪器显示7.34 1 C表示试样氨氮浓度为7.34X101 ppm即73.4ppm。

9. 氨电极在使用时的几个注意问题

(1)由于氨电极组装不佳或透气膜的质量不好会引起透气膜渗水, 并使测试无法进行。因此, 对组装完毕待测的氨电极必须通过某种手段来确证其不渗漏,方法如下；当氨电极在清洗存放溶液清洗时能把仪表上毫伏读数洗上去并能稳定下来, 即证明此氨电极组装良好, 膜不渗漏, 可进行标定及测试。如果清洗时仪表上毫伏读数不上升反而急骤下降到-200mv或更低, 即证明膜己漏或电极组装不紧密,如果清洗时毫伏值总是缓慢下降稳定不住,可能是此氨电极的透气膜有微渗现象,此两种情况下应当更换膜或重新组装电极。如氨电极在清洗存放溶液清洗时毫伏值能洗到稳定停止不上升了, 表明氨电极组装良好, 膜不渗漏。但稳定清洗毫伏值太低, 对应的氨浓度较高，可能是有清洗存放溶液有微量氨存在(大约为0.1-1ppm浓度),此氨为氨电极测得而响应，这表明应更换电极清洗溶液。如果待测样品氨浓度很低,电极测前可用电极深度回洗溶液清洗电极，可把电极电位洗至较高值(或电极氨浓度洗至极低)。

此外在标定或测试中如果电极响应始终稳定不了，浓度值一直不断缓慢升高或毫伏值持续缓慢下

降，表明此氨电极有微渗现象，应当更换膜或重新组装电极。

(2)被测液的pH值

当被测液的pH值大于11时, 溶液中氨离子才能充分转化为氨气而被氨电极测得。因此被测液pH值

必须大于11。在45ml被测液中加背景调节溶液5毫升一般情况下可保证此时被测液的pH值约11以上。如果被测液的背景pH缓冲能力较大或氨浓度很高时，则可采用稀释法测量或额外加点饱和NaOH液。

(3)气态NH3的逃逸

由于氮电极响应的是气态NH3而不是NH+4

NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3↑ + H2O

故在不密闭的容器中时间较长会引起NH3的逃逸使测量结果漂移, 但低浓度测量时NH3的逃逸速度

比氨电极的响应速度慢得多, 因此一般不需要在密闭状态下测试。而高浓度样品测量可以考虑在密闭的容器中进行。

(4)温度的影响

被测液温度的变化对氨电极的测试结果影响较大, 因此为了保证测试的精度, 应尽可能使标准溶液与样品溶液的测试温度相差一般不超过±2℃。

(5) 氨电极存放条件的选择

一支氨电极当天测试完毕,若一周内还要使用, 则以清洗后浸在电极清洗存放溶液中为宜。一支

氨电极如准备较长时间不用或者远距离移动后再用应当旋于电极外壳后帽倾倒去内电解液装好放置。

10.溶液的配制

(1) 氨电极内充电解液配制；成分为0.02M NH4Cl + 0.3M NaCl液；称取0.27g NH4Cl和4.38g NaCl（均为分析纯及以上等级），置于烧杯中加去离子水溶解，在250毫升容量瓶中加去离子稀释至刻度即可。

(2)标准标定溶液配制；含氨氮为280ppm(即0.02M)的标准标定液配制；称取1.07g NH4Cl(分析纯及以上等级)，置于烧杯中加去离子水溶解，在1000毫升容量瓶中加去离子稀释至刻度即可。

含氨氮为5.6ppm(即0.0004M)的标准标定液配制；用移液管移取上面配制好的0.02M NH4Cl的标准标定液20毫升至另一1000毫升容量瓶中，加去离子水稀释至刻度即可。

(3)背景调节溶液的配制；成分为3.0 M NaCl(分析纯)+0.2 M NaOH(分析纯)的溶液；称取175.3g  NaCl(分析纯)和8.0g NaOH(分析纯)，置于大烧杯中用去离子水溶解，转入1000毫升容量瓶中加去离子稀释至刻度即可。保存在试剂瓶中备用。

(4)电极清洗存放溶液的配制；可背景调节溶液用去离子水稀释10倍得到。

(5)电极深度回洗溶液的配制；酸性0.32M NaCl液，配制0.32M NaCl(分析纯)溶液1000毫升滴加

三滴浓硫酸即可。

11. 稀释测量法

当被测液不允许大量取样或被测液氨浓度过高时，可以采用稀释标定法和测量法，方法如下；在三角瓶中加40毫升去离子水，加5毫升试样，再往三角瓶内加试样背景调节溶液5毫升，投入搅拌子在磁力搅拌器上中速搅拌，插入氨电极，等约2至3分钟仪器响应基本稳定后即可读出试样中氨氮浓度值。上述为9倍稀释率测量法，根据样品原始浓度，也可采用其他稀释倍率。稀释倍率确定原则是使最终测试液氨氮浓度在两个标准样品样浓度之间为好。

12. 采用其他浓度单位标定和测量

当想以其他浓度单位来表示样品氨浓度时，可以使用同样浓度单位表示的标准样来标定。例如想

以mol/L来表示测量结果，我们可以用0.0004M和0.02M浓度的NH4Cl标准标定溶液1和2来标定仪表,此情况下仪表标准样品液1参数PC1设为3.40(=p0.004=-lg0.0004)，而仪表的标准样品液2参数PC2设为1.70(=p0.02=-lg0.02)。测量结果为以M表示的氨氮浓度。同样方法适用于其他浓度单位，例如g/L, mg/L, mM, ppt或ppb等等。

13．高阻毫伏测量

把电极连接到仪器同轴电缆插座上，仪表测量模式切换到mv挡上，不用标定后插入被测样即可进行电极电位(mv值)的测量。

14．pH的测量

把仪器测量方式切换到pH测量档上,把复合pH电极联接到仪器同轴电缆插座上，把电极插在盛有

约50毫升pH标准缓冲液1(标称pH4的0.05M邻苯二甲酸氢钾溶液)的三角瓶中，插入电极搅动数十次，静置等仪器响应稳定后，按住上键等鸣笛三声黑屏显示后松开上键，即完成pH标准缓冲液1的标定。同样标定pH标准缓冲液2(标称pH9的0.01M硼砂溶液)。标定后即可进行试样测量。如果仪器连接上了温度传感器(或是连接上了溶解氧电极内置的温度传感器)，仪器对标定和测量会自动进行温度补偿，如果仪器未接温度传感器，仪器会把温度补偿置于手动温度补偿下，此时应当在温度测量挡下设置好手动补偿温度。

15．其他离子浓度测量

把其他离子选择性电极导线联接到仪器同轴电缆插座内芯上, 参比电极导线联接到仪器同轴电缆插座外周金属上。把仪器测量方式切换到C测量档上,设定仪器的标准样品液1的参数PC1和标准样品液2的参数PC2，PC1和PC2应当设置在离子选择性电极浓度响应线性范围之内。把电极插在盛有约50毫升标准样品液1的三角瓶中，插入电极搅动数十次，静置等仪器响应稳定后，按住上键等鸣笛四声同时副显示窗光标跳至最高位后松开上键，即完成标准样品液１的标定。同样标定标准样品液2。标定后即可进行试样测量。标准标定液和测试底液的配制见其他各种离子选择性电极使用说明书。

目前有以下离子选择性电极可以和本仪器配套使用，用来测定溶液中各种离子或物质浓度；

氨，溴离子(Br-),镉离子(Cd+)，钙离子(Ca2+)，氯离子(Cl-)，铜离子(Cu2+)，氰离子(CN-)，氟离子(F-)，碘离子(I-)，铅离子(Pb2+)，锂离子(Li+)，氧化氮(NOX)，氯酸根(ClO4-),氢离子(H+)，氟硼酸根离子(BF4-)，钾离子(K+)，钠离子(Na+)，银离子(Ag-)，硫离子(S2-)，钙镁离子(Ca2+Mg2+)水硬度，二氧化碳等等离子选择性电极。

16．溶解氧饱和度和溶解氧浓度测量

把溶解氧电极连接在仪器四芯插座上，标定测量前提前开机预热三十分钟，仪表测量模式切换到％或者PPM挡上，把溶解氧电极置于空气中或空气饱和的水中，等仪表显示稳定后按下键标定斜率。然后把溶解氧电极置于新配制的2%-5%的亚硫酸钠水溶液中等仪表显示稳定后按上键标定零点。标定完毕冲洗掉溶解氧电极外表的亚硫酸钠水即可投入测量。

18．氧化还原电位测量

把氧化还原电极(铂电极和参比电极组对)连接在仪器同轴电缆插座上，铂电极和参比电极分别接同轴电缆插座内芯和外周金属上，仪表测量模式切换到orP挡上，标定后插入被测样即可进行试样的氧化还原电位(ORP)测量。

氧化还原电极的标定一般用以下三种电解质溶液体系；1.含磷酸盐的pH7的K4Fe(CN)6/ K3Fe(CN)6

溶液；2. 含硫酸的pH0的FeSO4/ Fe2(SO4)3溶液；3.饱和醌氢醌溶液。前两种溶液配制好后可存放较长时间，标定时随时取用，饱和醌氢醌溶液制备后只能贮存几小时，最好随用随配。常用的氧化还原电位标准溶液数据见下表：表中EA，EHg和EH分别为相对于3.0MKCl//Ag/AgCl参比电极电位，相对于饱和汞/甘汞参比电极电位和相对于标准氢电极电位数据。

标准氧化还原电位溶液数据表(MV)

 

19．温度测量和标定

把温度传感器(或溶解氧电极，内置有温度传感器)连接在仪器四芯插座上，仪表测量模式切换到温度挡上，即可进行温度的测量。温度传感器日常一般不要标定校准，但换用了温度传感器后要进行温度标定校准，方法如下；在一个保温杯中加入冰水混合物，插入温度传感器和一支较标准的玻璃温度计，等温度指示稳定后按上键标定校准t1，然后在保温杯中加入40-50摄氏度热水，插入温度传感器和一支较标准的玻璃温度计，等温度指示稳定后按下键标定校准t2，由标准玻璃温度计记录按标定键时的t1和t2温度，然后进入仪器参数设置，改动原来即内的t1和t2为按标定键时记录的t1和t2即可。

20. 过量程指示及故障处理和电极性能检查

由于仪器标定混乱或标定错误，可能会使显示数值跳动,一般在正确标定两点后即可使显示数值稳定。如果显示数值仍不稳定可能原因是电极出故障。

由于非正常标定或其他错误操作的原因，可能使仪表待显示的数值＞９９９９或＜－９９９（不计小数点位置），超出了四位数码管所能显示的数值范围，出现过量程显示时仪表将给出过量程指示；＞９９９９过量程指示为四个“－”字形上划线，＜－９９９过量程指示为四个“－”字形下划线。测量结果出现过量程指示的原因可能是测量系统故障或者是标定错误，这时应当用重新标定，如果标定后还出现过量程指示， 则要检查判断电极是否正常。

判断电极是否正常的方法是观察电极在标准液中响应是否正常，对pH电极和溶解氧电极是否正常的检查判断可以用查阅电极性能参数的方法，对其他离子选择性电极或氧化还原电极可以用以下方法检查判断电极是否正常；暂时把仪器测量切换到毫伏测量挡上，测量电极在标准样品液1和标准样品液2中响应毫伏值，计算n(mv1-mv2)/(PC1-PC2)的绝对值，其中mv1和mv2分别是电极在标准样品液1和标准样品液2中响应毫伏值,n为电极反应转移电子数，PC1和PC2分别是标准样品液1和标准样品液2的浓度负对数。对被检查的离子选择性电极或氧化还原电极以n(mv1-mv2)/(PC1-PC2) 的绝对值等于或接近能斯特级差为好，一般应当大于50毫伏，如果n(mv1-mv2)/(PC1-PC2)的绝对值太小或等于零则表示电极灵敏度太低或电极无响应，应维修维护后再检查之，如不行则还要更换电极。