一、結(jié)晶形成的原因
在通常情況下,COD消解的核心反應(yīng)是在高溫、強酸性條件下,重鉻酸鉀將水樣中的有機物氧化。反應(yīng)后的溶液中一般會
含有大量的鉻離子、硫酸根離子、未反應(yīng)的重鉻酸鉀、水樣中帶入的如鎂、鈣等金屬離子。以上物質(zhì)濃度一旦超過溶解度,
就容易以結(jié)晶的形式析出。
二、常見的結(jié)晶類型
1.硫酸鈣,如果水樣中的鎂、鈣離子含量較高,與硫酸反應(yīng)會生成難溶的硫酸鈣,特別是在高溫下溶解度會出現(xiàn)下降,容易
形成結(jié)晶。
2.鉻鹽結(jié)晶,反應(yīng)生成的硫酸鉻或重鉻酸鉀在溶液濃縮后如果濃度過高,在低溫時會析出結(jié)晶。
3.水樣中的氯離子一旦和金屬離子結(jié)合,或者高濃度有機物反應(yīng)后的殘留鹽類,都可能出現(xiàn)結(jié)晶的情況。
三、出現(xiàn)結(jié)晶的條件
1.如果水樣中的懸浮物、鹽分或者硬度過高,且沒有經(jīng)過稀釋、過濾或者掩蔽等預處理,反應(yīng)后就容易生成難溶鹽結(jié)晶。舉例
來說,如化工、印染廢水等工業(yè)廢水中含有高濃度鈣鹽,和消解液中的硫酸反應(yīng)容易生成硫酸鈣結(jié)晶,且附著在消解管的內(nèi)壁。
2.硫酸或者重鉻酸鉀等消解液濃度過高時,反應(yīng)后的溶液中會出現(xiàn)溶質(zhì)過多的情況,在冷卻后容易結(jié)晶;消解液配比不當也可
能引起部分鹽類的提前析出,比如硫酸加入量不足或者酸性不夠。
3.消解溫度控制異常也是誘發(fā)結(jié)晶的因素之一,溫度一旦過高或者加熱不均勻,就可能引起溶液局部蒸發(fā)過快的問題,溶質(zhì)濃度
驟升而出現(xiàn)結(jié)晶;而消解后的冷卻速度如果過快,或者溶液沒有及時搖勻,溶質(zhì)在局部過飽和的情況下也會析出結(jié)晶。
4.消解儀的清潔或者維護不足也會引起結(jié)晶問題,比如消解管沒有徹底清洗,前次反應(yīng)的雜質(zhì)或者結(jié)晶有殘留,會形成新結(jié)晶的
晶核,引起結(jié)晶加速形成的問題;另外,如果消解器的加熱模塊出現(xiàn)老化,會出現(xiàn)溫度傳導不均的問題,導致局部過熱引發(fā)結(jié)晶。
四、結(jié)晶的危害和預防
結(jié)晶一旦附著在消解管的內(nèi)壁,會對樣品的均勻性與檢測的準確性產(chǎn)生影響,長期積累還容易出現(xiàn)堵塞管道或者損壞儀器的風險。
為了預防結(jié)晶,面對一些高硬度、高鹽的水樣時,需進行如過濾、稀釋等預處理,并加足量的硫酸汞來掩蔽氯離子,以此減少鈣
鎂離子可能帶來的影響;消解液需按照標準配比配置,防止出現(xiàn)濃度過高等問題;檢測時需控制溫度,確保加熱均勻,在消解后
也需做到緩慢冷卻并搖勻;每次實驗后可用鹽酸或者稀硝酸等浸泡消解管,確保殘留結(jié)晶的有效去除;儀器的加熱模塊需定期維
護,保證溫度的穩(wěn)定。

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