一、结晶形成的原因
在通常情况下,COD消解的核心反应是在高温、强酸性条件下,重铬酸钾将水样中的有机物氧化。反应后的溶液中一般会
含有大量的铬离子、硫酸根离子、未反应的重铬酸钾、水样中带入的如镁、钙等金属离子。以上物质浓度一旦超过溶解度,
就容易以结晶的形式析出。
二、常见的结晶类型
1.硫酸钙,如果水样中的镁、钙离子含量较高,与硫酸反应会生成难溶的硫酸钙,特别是在高温下溶解度会出现下降,容易
形成结晶。
2.铬盐结晶,反应生成的硫酸铬或重铬酸钾在溶液浓缩后如果浓度过高,在低温时会析出结晶。
3.水样中的氯离子一旦和金属离子结合,或者高浓度有机物反应后的残留盐类,都可能出现结晶的情况。
三、出现结晶的条件
1.如果水样中的悬浮物、盐分或者硬度过高,且没有经过稀释、过滤或者掩蔽等预处理,反应后就容易生成难溶盐结晶。举例
来说,如化工、印染废水等工业废水中含有高浓度钙盐,和消解液中的硫酸反应容易生成硫酸钙结晶,且附着在消解管的内壁。
2.硫酸或者重铬酸钾等消解液浓度过高时,反应后的溶液中会出现溶质过多的情况,在冷却后容易结晶;消解液配比不当也可
能引起部分盐类的提前析出,比如硫酸加入量不足或者酸性不够。
3.消解温度控制异常也是诱发结晶的因素之一,温度一旦过高或者加热不均匀,就可能引起溶液局部蒸发过快的问题,溶质浓度
骤升而出现结晶;而消解后的冷却速度如果过快,或者溶液没有及时摇匀,溶质在局部过饱和的情况下也会析出结晶。
4.消解仪的清洁或者维护不足也会引起结晶问题,比如消解管没有彻底清洗,前次反应的杂质或者结晶有残留,会形成新结晶的
晶核,引起结晶加速形成的问题;另外,如果消解器的加热模块出现老化,会出现温度传导不均的问题,导致局部过热引发结晶。
四、结晶的危害和预防
结晶一旦附着在消解管的内壁,会对样品的均匀性与检测的准确性产生影响,长期积累还容易出现堵塞管道或者损坏仪器的风险。
为了预防结晶,面对一些高硬度、高盐的水样时,需进行如过滤、稀释等预处理,并加足量的硫酸汞来掩蔽氯离子,以此减少钙
镁离子可能带来的影响;消解液需按照标准配比配置,防止出现浓度过高等问题;检测时需控制温度,确保加热均匀,在消解后
也需做到缓慢冷却并摇匀;每次实验后可用盐酸或者稀硝酸等浸泡消解管,确保残留结晶的有效去除;仪器的加热模块需定期维
护,保证温度的稳定。
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