COD快速分析儀是一種用于測(cè)定水中化學(xué)需氧量(COD)的儀器,其工作原理基于水樣中有機(jī)物在特定條件下被氧化,通過測(cè)量氧化劑的消耗量或氧化產(chǎn)物的生成量來計(jì)算COD值。以下是其常見的工作原理及核心技術(shù)解析:
工作原理
- 重鉻酸鉀氧化 - 分光光度法:在強(qiáng)酸性溶液中,以重鉻酸鉀為氧化劑,硫s銀為催化劑,對(duì)水樣中的有機(jī)物進(jìn)行氧化消解。在消解過程中,重鉻酸鉀被還原為三價(jià)鉻離子,溶液顏色由橙紅色變?yōu)榫G色。通過分光光度計(jì)測(cè)量消解后溶液在特定波長(zhǎng)下的吸光度,根據(jù)吸光度與COD值之間的線性關(guān)系,計(jì)算出水樣的COD值。通常選擇在600nm左右的波長(zhǎng)處測(cè)量三價(jià)鉻離子的吸光度,因?yàn)樵诖瞬ㄩL(zhǎng)下三價(jià)鉻離子有較強(qiáng)的吸收,而其他干擾物質(zhì)的吸收相對(duì)較小。
- KMnO4氧化 - 分光光度法:在酸性或堿性條件下,以KMnO4為氧化劑對(duì)水樣進(jìn)行氧化。KMnO4在氧化有機(jī)物的過程中被還原,其顏色發(fā)生變化。通過分光光度計(jì)測(cè)量反應(yīng)后溶液中剩余KMnO4或生成的錳離子在特定波長(zhǎng)下的吸光度,進(jìn)而計(jì)算出COD值。例如,在酸性條件下,可在526nm波長(zhǎng)處測(cè)量剩余KMnO4的吸光度,或在546nm波長(zhǎng)處測(cè)量生成的錳離子的吸光度來間接測(cè)定COD。
核心技術(shù)
- 消解技術(shù):為了使水樣中的有機(jī)物充分被氧化,需要采用高效的消解技術(shù)。常見的消解方法有加熱消解、微波消解等。加熱消解是通過在一定溫度和時(shí)間條件下,使氧化劑與有機(jī)物充分反應(yīng)。一般消解溫度在160 - 170℃,消解時(shí)間為15 - 20分鐘。微波消解則是利用微波能量快速加熱反應(yīng)體系,具有消解速度快、消解效率高、樣品處理量大等優(yōu)點(diǎn)。它能在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的溫度和壓力,使有機(jī)物更徹底地被氧化,大大縮短了消解時(shí)間,提高了分析效率。
- 光學(xué)檢測(cè)技術(shù):準(zhǔn)確測(cè)量吸光度是計(jì)算COD值的關(guān)鍵。儀器采用高精度的分光光度計(jì),配備穩(wěn)定的光源和靈敏的檢測(cè)器。光源需要提供穩(wěn)定的特定波長(zhǎng)的光,通常采用鹵鎢燈或發(fā)光二極管(LED)作為光源。檢測(cè)器要能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出經(jīng)過樣品吸收后的光信號(hào),并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行處理。同時(shí),儀器還需要具備良好的光學(xué)系統(tǒng),包括透鏡、反射鏡等,以保證光路的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,減少光散射和光損失,提高測(cè)量的精度和重復(fù)性。
- 數(shù)據(jù)處理技術(shù):儀器內(nèi)置的微處理器對(duì)測(cè)量得到的吸光度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算。通過預(yù)先建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線,將吸光度轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的COD值。標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立需要使用一系列已知COD濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行消解和測(cè)量,然后通過**小二乘法等數(shù)學(xué)方法擬合出吸光度與COD值之間的線性關(guān)系。此外,數(shù)據(jù)處理技術(shù)還包括對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)校準(zhǔn)、誤差分析、結(jié)果顯示和存儲(chǔ)等功能,以方便用戶使用和管理數(shù)據(jù)。
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