高锰酸盐指数测定的影响因素研究

高锰酸盐指数测定的影响因素研究（精选6篇）

高锰酸盐指数测定的影响因素研究 篇1

碱性高锰酸盐指数测定的影响因素

摘要：针对碱性高锰酸钾法测定CODMn值波动大,重现性差,考核、验证及评价困难等问题,通过实验分析了干扰碱性CODMn测定的几项主要影响因素,找出其内在规律及产生原因,提出相应的防范措施.作 者：吕永哲 王增长 LV Yong-zhe WANG Zeng-zhang 作者单位：太原理工大学环境工程学院,山西,太原,030024期 刊：山西能源与节能 Journal：SHANXI ENERGY AND CONSERVATION年，卷(期)：2010,“”(2)分类号：X703关键词：碱性高锰酸钾法 含氯废水 COD 影响因素

高锰酸盐指数测定的影响因素研究 篇2

关键词：高锰酸盐指数,反应酸度,加热时间

0前言

高锰酸盐指数的定义:在酸性或碱性介质中, 以高锰酸钾为氧化剂, 氧化水样中的某些有机物及无机还原性物质, 由消耗的高锰酸钾两计算水样相当的氧量, 以氧的mg/L来表示。在规定条件下, 水中有机物只有部分被氧化, 并不是理论上的需氧量, 也不是反映水体中总有机物含量的尺度, 因此高锰酸盐指数常被作为地表水受有机污染物和还原性无机物污染程度的综合指标, 目前主要采取国标GB/T11892-1989方法来测定。本文讨论的酸性法, 是指水样加入硫酸使呈酸性后, 加入一定量的高锰酸钾溶液, 并在沸水浴中加热反应一定时间。剩余的高锰酸钾, 用草酸钠溶液还原并加入过量, 再用高锰酸钾溶液回滴过量的草酸钠, 通过计算求出高锰酸盐指数值。其测定结果与溶液的酸度、高锰酸盐的浓度、样品处理过程加热温度和时间以及滴定时间都密切相关, 本文从反应酸度和加热时间两方面进行研究。

1 试剂、水样和分析方法

1.1 试剂

1) 高锰酸钾贮备液 (0.10mol/L) :称取3.2g高锰酸钾 (中国联试化工试剂有限公司) 溶于1.2L水中, 加热煮沸, 使体积减少到1L, 在暗处放置过夜后, 倾出清液, 贮于棕色瓶暗处保存。

2) 高锰酸钾使用液 (0.01mol/L) :吸取高锰酸钾贮备液100ml移入1000ml容量瓶, 用水稀释至标线。暗处保存。

3) 草酸钠标准贮备液 (0.1000mol/L) :称取0.6705g在105℃烘干1h并冷却的草酸钠 (天津市化学试剂研究所) 溶于水, 移入100ml容量瓶中, 用水稀释至标线。

4) 草酸钠标准使用液 (0.0100mol/L) :吸取10.00ml草酸钠标准贮备液移入100ml容量瓶中, 用水稀释至标线。

5) 硫酸 (国药集团化学试剂有限公司, 分析纯) 。

1.2 水样

根据水环境监测规范 (SL219-2013) 地表水采样要求, 采集江苏省南通市姚港断面水样。

1.3 分析方法

根据高锰酸盐指数的测定 (GB/T11892-1989) , 吸取100m L混匀水样于250m L锥形瓶中, 加入5m L (1+3) 硫酸, 混匀, 再加入10.00m L0.01mol/L的高锰酸钾溶液, 摇匀, 立即放入沸水浴中加热30min (从水浴重新沸腾起计时) 。取出锥形瓶, 趁热加入10.00m L 0.0100mol/L的草酸钠标准溶液, 摇匀, 立即用0.01mol/L高锰酸钾溶液滴定至显微红不褪色, 记录消耗高锰酸钾溶液的体积。将上述已滴定完毕的溶液加热至约70℃, 准确加入10.00m L0.0100mol/L的草酸钠标准溶液, 再用0.01mol/L高锰酸钾溶液滴定至显微红不褪色。记录高锰酸钾溶液的消耗量 (V) , 按照公式计算出高锰酸盐指数值。

2 不同条件下测定结果及应用分析

2.1 实验测定结果

2.1.1 国标方法测定水样高锰酸盐指数

按照国标方法测定水样的高锰酸盐指数值, 同时测定高锰酸盐指数值为2.35±0.15的标准样品 (批号:130839, 水利部水环境监测评价研究中心) , 测定结果详见表1。

实验结果表明, 水样和标准样品的高锰酸盐指数测定值准确度和精密度都达到了实验室质控标准的要求。

2.1.2 不同反应酸度测定水样高锰酸盐指数

参照国标方法, 吸取四份水样于锥形瓶中, 分别加入不同浓度硫酸, 加热30min测定高锰酸盐指数值, 测定结果详见表2。

实验结果表明, 相同水浴时间条件下, 水样的高锰酸盐指数测定值随着酸度的增大而增大。

2.1.3 不同加热时间测定水样高锰酸盐指数

参照国标方法, 吸取四份水样于锥形瓶中, 分别加入不同浓度硫酸, 加热不同时间测定高锰酸盐指数值, 测定结果详见表3。

实验结果表明, 同一反应酸度下, 水样的高锰酸盐指数测定值随着水浴加热时间的延长而增大。同时也进一步印证了水样的高锰酸盐指数测定值和反应酸度成正比关系。

2.2 结果应用

2.2.1 反应条件的确定

根据上述实验结果, 可以通过增大硫酸浓度同时缩短水浴时间的方法来改进国标GB/T11892-1989的分析方法。根据分析结果, 水样在加入5ml浓硫酸水浴时间为15min的分析条件下高锰酸盐指数测定值 (3.06mg/L) 和实际值 (3.08 mg/L) 相差较小, 其它值相差较大。初步确定在此条件下测定高锰酸盐指数值最接近国标方法测定值。

2.2.2 水样及标准样品比对试验

采用改进的方法, 对水样和标准样品进行测定, 测定结果详见表4。

实验结果表明, 采用改进的方法测定水样的高锰酸盐指数值和国标法的测定值的相对偏差为0.33%, 标准样品的的相对偏差为0.43%, 准确度和精密度都达到了实验室质控标准的要求。

3 小结

高锰酸盐指数作为反映水体有机及无机可氧化物质污染程度的常用综合性指标, 其测定方法与发展受到广泛关注和研究, 在国标方法测定高锰酸盐指数值的基础上调整反应酸度及加热时间, 具体为:取样100ml的情况下, 加入5ml浓硫酸, 沸水浴加热15min, 其余步骤同国标分析方法。实验结果表明该改进方法呈现出了较好的精密度和准确度, 满足实验室的质控要求, 缩短了分析时间提高了效率。

参考文献

[1]水和废水分析监测方法 (第四版) [M].中国环境科学出版社.

[2]黄晓光.广东化工, 2012 (13) [Z].

高锰酸盐指数测定影响因素研究 篇3

【关键词】影响因素;高锰酸钾氧化法;分析;高锰酸盐指数

1.方法概述

1.1定义

高锰酸盐指数是反映水体中有机及无机可氧化物质污染程度的常用指标。在一定条件下，用高锰酸钾氧化水样中的某些有机物及无机还原性物质，由消耗的高锰酸钾量计算出所相当的氧的量。

1.2原理

将分析样品中加入已知量的高锰酸钾和硫酸溶液，在沸水浴中加热30min。高锰酸钾可将分析样品中某些有机物和无机可还原性物质部分氧化，加热后加入过量（已知量）的草酸钠还原反应体系中剩余的高锰酸钾，并以高锰酸钾自身为指示剂，再用同一高锰酸钾标准溶液回滴反应体系中过量的草酸钠，通过计算得出样品中高锰酸盐指数。反应如下：

MnO4-+还原性物质+H+96℃~98℃Mn2++CO2↑+H2O……………（1）

2MnO4-+5C2O2-4+16H+75℃~85℃2Mn2++10CO2↑+8H2O………（2）

1.3仪器

一是实验室内常用的实验仪器；

二是水浴装置：控温范围应在96~98℃之间的电热恒温水浴锅；

三是250ml锥形瓶；

四是25ml棕色酸式滴定管；

五是定时钟或秒表。

1.4试剂

1.4.1高锰酸钾标准贮备液[C（1/5KMnO4）≈0·1mol/L]

称取3.2克优级纯KMnO4溶于1.2L水中，加热煮沸，使体积减少到约1L，放置过夜，用G-3型砂芯玻璃漏斗过滤后，定容于1000mL棕色瓶中。

1.4.2高锰酸钾标准溶液[C（1/5KMnO4）≈0.01mol/L]

吸取100mL上述KMnO4标准贮备液，用水稀释至1000mL，贮于棕色瓶中，使用时进行标定。

1.4.3硫酸溶液[1+3]

取100ml浓硫酸，缓缓加入到300mL水中，再趁热缓慢加入数滴KMnO4标准溶液直至溶液呈现粉红色，冷却后粉红色退去即可使用。

1.4.4草酸钠标准贮备液[C1/2（Na2C2O4）=0·1000mol/L]

称取0.6705g在120℃烘干2h并冷却的优级纯草酸钠溶解于水中，移入100mL容量瓶中并稀释至标线。

1.4.5草酸钠标准使用液[C1/2（Na2C2O4）=0·0100mol/L]

准确吸取10.00mL上述草酸钠标准贮备液，用水稀至100mL。

2.测定过程

2.1量取一定体积（100mL）经过充分摇动混合均匀的待测样品（或分取适量原水样用纯水稀释至100mL）于250mL的锥形瓶中，向锥形瓶中加入5±0.5mL的[1+3]的硫酸溶液，再加入浓度约为0.01mol/L高锰酸钾标准溶液10.00mL，摇匀后将其放入已升至96℃~98℃的恒温水浴锅中加热30分钟左右。

2.2取出后用滴定管向锥形瓶中加入0.0100mol/L的草酸钠标准使用液10.00mL，使溶液变为无色。然后，趁热用高锰酸钾标准溶液滴定至刚出现粉红色，并保持30s不退色为止。记录回滴时所消耗高锰酸钾溶液的体积。

2.3空白试验：用100mL纯水代替样品，重复上述步骤，并记录消耗高锰酸钾标准溶液的体积。

2.4高锰酸钾溶液标定：将已做完的空白试验溶液再加热至80℃左右，向其中加入10.00mL的草酸钠标准使用液。再用浓度约为0.01mol/L的高锰酸钾标准溶液继续滴定至刚出现粉红色，并保持30s不退色为止。记录消耗的高锰酸钾标准溶液的体积。

3.影响测定的因素

根据上面反应原理和测定过程，结合多年的实践经验，现从以下几方面对影响该反应的主要因素进行讨论：

3.1反应体系的酸度

酸度对氧化还原反应方向的影响大体可分为两种情况：一种是H+直接参加氧化还原反应所造成的影响，另一种则是H+与氧化剂或还原剂结合成难离解的化合物所产生的影响。从此方法的反应原理可以看出，酸度对此反应的影响主要是H+直接参加氧化还原反应产生的。从化学平衡的角度来分析，当酸度增大时反应式（1）和（2）会加速向右进行，反之反应则向左进行。另外，酸度增大也相当于增加了反应物的浓度，根据质量作用定律，化学反应速度与反应物浓度之积成正比，因此提高酸度可以加快反应的速度，但酸度也不易太大，当反应体系的酸度太大时将发生式（3）复反应，而当反应体系的酸度降低时，反应式（1）和（2）平衡将向左进行，导致KMnO4在有限的时间内不能充分发挥其氧化作用，而使结果偏低。同时由于生成了Mn2+导致式（4）复反应。此反应在酸性溶液中进行得比较慢，但随着酸度降低，反应速率逐渐加快，且一旦生成了MnO2，它就马上会作为催化剂，促使KMnO4发生式（5）分解反应。

C2O2-4+2H+=H2C2O4………………（3）

2MnO4-+Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+…………………（4）

4MnO4-+H2OMnO2= 4MnO2↓+ 3O2+4OH-…………（5）

综上所述，反应体系的酸度对酸性高锰酸钾氧化法测定高锰酸盐指数的反应速度和方向有较大的影响。且酸度必须适宜，否则将会导致测定结果出现偏差。因此采用此方法测定高锰酸盐指数时，一定要控制好反应体系的酸度。

3.2反应体系的温度

高锰酸钾氧化草酸钠等还原性物质的反应是个吸热反应。实验证明，一般吸热反应温度每升高10℃，反应速度可增加2~4倍。在常温下此反应速度非常慢，当温度升高时明显加快了反应的速度。但反应体系的温度也不易太高，当温度过高时将发生式（5）和（6）的复反应，使测定结果产生误差。因此在实际测定过程中应严格控制反应体系各阶段的温度。

3.3加热反应的时间

影响反应速度的因素很多，但化学反应速度一经确定，反应时间将直接影响反应进行的程度。因为化学反应并不是一蹴而就的，大多数反应的进度都与反应时间是成正比的。况且采用酸性高锰酸钾氧化法测定高锰酸盐指数，只是測得规定时间内高锰酸钾所氧化水样中的还原性物质的量，并不是水样中所有可被氧化的还原性物质的总量，反应时间将直接影响最终测定的结果，因此应按要求严格控制反应时间。

3.4滴定过程中高锰酸钾溶液的加入速度

酸性法测定高锰酸盐指数时，应使溶液中的反应物高锰酸钾和草酸钠能在最适宜的温度条件下充分接触而发生反应，否则在热溶液中不但会导致高锰酸钾和草酸钠发生式（5）和式（6）的热分解反应，而且可能会使反应的温度下降造成测定误差。因此，在测定时应保持滴定速度与反应速度同步。

3.5高锰酸钾溶液的浓度

根据质量作用定律，反应速度与反应物的浓度之积成正比。反应物浓度增大会使反应速度加快，但是浓度也不宜太高。因为根据误差传递理论，当测定结果的最大允许误差确定时，则滴定管的读数误差同滴定液体积比值也是确定的，滴定管的读数误差是确定的，这时滴定用量就要有一定的要求。浓度太高时，用量太小达不到最大允许误差的要求，故测定时要根据经验来确定高锰酸钾溶液浓度的大小。

3.6水样中的主要干扰物质

水样中氯离子含量高于300mg/L时，影响测定结果，可将水样稀释后进行测定，但是如果稀释后氯离子浓度仍高于300mg/L时，则不宜使用本方法。■

【参考文献】

［１］胡瑾,谭欣,周凌云.高锰酸盐指数测定中的体会［J］.安徽水利水电职业技术学院学报，2007,（03）.

高锰酸盐指数测定的影响因素研究 篇4

关键词：高锰酸盐指数,酸性法,草酸钠,K值

高锰酸盐指数适用于地面水、饮用水和水源水的测定。高锰酸盐指数的测定受诸多因素的影响, 如采样、样品加热时间和加热温度等。本文主要探讨的是酸性法高锰酸盐指数中样品在不同温度下加入草酸钠对K值的影响。

1 方法原理

将已知量的高锰酸钾标准溶液和硫酸加入到待测样品中, 在沸水浴 (温度大于98℃) 中加热30min, 高锰酸钾将样品中的部分有机物和无机还原性物质 (S2-, Fe2+) 氧化, 向反应后的样品中加入过量的草酸钠将剩余的高锰酸钾还原, 然后用高锰酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠。通过计算求得样品中高锰酸盐指数。

2 试验过程

2.1 仪器

2.1.1 数显恒温水浴锅。

2.1.2 250ml锥形瓶。

2.1.3 25ml酸式滴定管 (A级) 。

2.1.4 定时钟。

2.1.5 温度计 (0~100℃) 。

2.2 试剂

2.2.1 草酸钠标准溶液:

浓度是0.0100mol/L。配制方法:用天平称取0.6705g在120℃下烘干2h且放冷的草酸钠溶解水中, 移入1000毫升容量瓶中, 用水稀释至标线, 颠倒混匀。

2.2.2 高锰酸钾标准贮备液:

浓度约为0.1 mol/L。配制方法:称取3.2g高锰酸钾溶解于水并稀释至1000ml。在90~95℃水浴下加热此溶液2h, 冷却。存放两天后, 倒出清液, 储存于棕色瓶中。

2.2.3 高锰酸钾标准溶液:

0.01 mol/L:配制方法:用大肚吸管吸取100 ml高锰酸钾贮备液于1000 ml容量瓶中并用水稀释至标线, 颠倒混匀。

2.2.4 硫酸:

1+3溶液。配制方法:将100 ml硫酸慢慢加入到300 ml水中且不断搅拌散热。趁热用高锰酸钾溶液滴定此溶液直到出现粉红色。

2.3 分析方法及步骤

由于滴定时温度低于60℃, 反应速度缓慢, 且滴定过程中温度降低较快, 故实验中选择加入草酸钠的温度分别为80℃、90℃。

2.3.1用大肚吸管量取100.0 ml纯水, 置于250 ml锥形瓶中, 加入5ml (1+3) 硫酸, 用大肚吸管加入10.00ml高锰酸钾标准溶液, 摇匀。将锥形瓶置于沸水浴内加热30分钟。

2.3.2取出后用大肚吸管加入10.00ml草酸钠标准溶液至溶液变为无色。趁热用高锰酸钾标准溶液滴定至刚出现粉红色, 并保持30S不退色。

2.3.3向2.3.2中滴定后的溶液中分别于80℃、90℃下用大肚吸管加入10.00ml草酸钠标准溶液。用高锰酸钾标准溶液滴定至刚出现粉红色, 并保持30S不退色。记录消耗的高锰酸钾标准溶液的体积并计算K值。

2.3.4向2.3.2中滴定后的溶液中分别于80℃、90℃下用大肚吸管加入10.00ml草酸钠标准溶液, 且在该温度下分别水浴10min、15min、20min后, 用高锰酸钾标准溶液滴定至纲出现粉红色, 并保持30S不退色。记录消耗的高锰酸钾标准溶液的体积并计算K值。

2.4 在不同条件下测定结果及分析

表1为分别在80℃、90℃条件下加入草酸钠后滴定样品的K值, 为减小系统误差和操作误差对测定结果的影响, 故在每个温度下滴定了5组平行样品, 然后取平均值。

根据表1可知, 在样品温度分别达到80℃、90℃情况下, 加入草酸钠滴定, 在90℃下比80℃下K值略高。考虑是否由于在90℃下加入草酸钠使草酸钠分解导致K值偏高, 为验证在90℃温度下草酸钠是否分解, 进行第二组实验, 即在80℃、90℃温度下加入草酸钠, 且在该温度下分别水浴10min、15min、20min后用高锰酸钾标准溶液滴定, 计算K值。实验结果见表2。

根据表2可知, 在80℃、90℃情况下, 分别水浴加入草酸钠的样品10min、15min、20min, 滴定K值, 无较大影响, 说明在90℃情况下, 草酸钠不分解。

3 结论

3.1 以上两组实验结果表明, 在酸性法高锰酸盐指数的测定中, 在80℃、90℃情况下加入草酸钠, 对K值无明显影响, 不影响高锰酸盐指数的测定。

3.2建议:由于在室温中样品温度降低较快且样品温度低于60℃时反应速率明显下降。通过上述两组实验证明在80℃、90℃情况下加入草酸钠, 对K值无明显影响, 考虑到实验人员安全因素, 因此建议在80℃下加入草酸钠。

参考文献

[1]水质高锰酸盐指数的测定GB 11892-89.

[2]水和废水监测分析方法 (第四版) [S].北京:中国环境科学出版社.

烟煤胶质层指数测定的影响因素 篇5

胶质层指数的测定过程反映了工业焦炉炼焦的全过程, 人们可以通过研究胶质层的测定过程来研究炼焦过程的机理。

作为一家第三方检测机构的煤炭实验室, 通标标准技术服务 (天津) 有限公司矿产能源实验室经常会遇到批量测定胶质层指数的委托单。本实验室严格执行国标GB/T479-2000中规定进行胶质层指数测定, 现将本人多年的实际检测体会与大家一起分享。

一、样品

对于本测定煤样的制备非常关键, 因为粒径、存放时间和样品含水量对测定结果都有不同程度的影响。

(一) 粒径

粒径对不同煤样的胶质层测定有不同影响, 对肥煤等一些镜质组含量高的煤样, 即胶质层很厚的煤样影响很小。对镜质组含量较低的煤样, 例如瘦煤等, 影响较大。这也是国标中说明的当y小于7mm时, 黏结指数小于35时, 胶质层难以准确测定的原因。主要原因是, 随粒径的减小, 其挥发分产率和镜质组体积分数均有不同程度的增加, 而固定碳和惰质组体积分数却有不同程度的减小趋势。在相同加热速率下, 随粒径减小, 煤粉颗粒膨胀越剧烈, 随粒径增大煤粒膨胀程度间的差异有减小趋势。试验过程中, 随温度的提高, 粒径小的煤样的膨胀过程更加剧烈, 致使胶质层测定结果偏高。由于不同煤岩组分具有不同硬度, 在煤的破碎和研磨过程中, 镜质组比惰质组更容易磨碎。因此, 粒径越小, 煤粉可能含有镜质组成分越多。因为镜质组比惰质组具有更大的热塑性, 加热过程中, 更容易发生膨胀。粒径对煤粒膨胀特性的影响规律, 主要是由显微组分体积分数不同引起。煤粉粒径越小, 其镜质组分越高, 颗粒膨胀就会越剧烈。

在制样过程中, 一定要按照逐级筛分破碎的程序进行, 全部通过3mm筛孔后, 先用1.5mm筛网筛分, 筛上物再进行破碎, 用1.5mm筛网再次筛分, 逐次进行, 直至全部通过1.5mm筛网, 保证粒度分布均匀、合理, 以减少因煤样粒径分布不同而造成的试验误差。

(二) 存放时间

煤样在存放过程中会有部分煤样发生氧化, 煤样氧化后会对胶质层指数测定结果有所影响, 时间越长测定结果会偏低。这就要求胶质层指数测定所用样品从制样到试验的时间间隔不应超过半个月。

(三) 样品含水量

在煤炭产品中样品中水分很直接的影响所称取的样品中的有效成分所占比重, 也即直接影响到测试结果。像工业分析、全硫和发热量等测定出结果为空干基结果是随煤样中内在水分而变化的。胶质层指数测定也是一样, 假如煤样未达到空气干燥状态所测结果也会有所差异。如果样品含水量较高, 有效组分比较少, 测定值会有偏低的迹象。

二、操作

装煤杯过程看似简单, 实际上很多实验误差都是在此阶段产生。下面我们一步一步分析此过程对测定结果的影响。

(一) 清洁煤杯

每次测试完成后煤杯内壁都会粘有煤焦物质, 如果煤杯擦拭不干净, 会使测定过程中煤杯内煤样升温速率降低, 从而测定结果偏低。如果清洁煤杯所用砂布过糙, 容易加速煤杯磨损, 降低使用寿命。因此清洁煤杯是不可或缺的一步。清洁煤杯应该选择合适的砂布, 既保证煤杯能擦拭干净, 又可以避免过多磨损。

(二) 装杯

装杯过程要保证杯内煤样密度尽量均匀。采用四分法装杯时不能仅仅在装杯结束时拨平, 一定要在整个装杯过程中随时注意将煤样拨动平整, 以保证杯内煤样密度均匀。以免影响测定结果。

(三) 测定

测定过程探针和手感都非常重要。探针使用时应注意保持好探针的钝头, 探针上下要直, 表面要光滑无摩擦。

在测定上表面时探针插入测孔中感觉到有阻力即可, 因为胶质层表面是软的胶质体状物质, 所以不能用力去扎, 否则会将上部层面扎凹而使测值偏低。

测定下部表面时则要使探针穿透胶质体到达半焦表面。由于胶质体黏度大小不一, 所以用力大小也应不同。对于具有平滑下降、波型之类体积曲线煤样, 因为胶质体黏度不大, 稍用力即可扎穿;而之字形、山形之类的煤样, 因为胶质体黏度较大则要用力才能扎穿胶质体;如胶质体黏度很大, 则要用很大的力气才能扎穿。所以测下部层面时要根据胶质体的黏度大小, 分别情况用不同的力去扎穿胶质体。力量大小掌握主要靠经验。半焦面较硬很容易判断。

但是特别注意的是:对于平滑斜降和部分平滑下降型的煤样由于胶质体黏度非常小, 而下部表面的半焦面也较软 (因为结焦不好) , 所以测定手感不易掌握, 稍一用力就会将半焦扎穿, 而且这个孔往往被遗留下来, 直到实验结束, 因而测值不准。所以对于这样的煤样测定时, 插入探针后一感到有阻力了就算是上部层面, 然后轻轻扎穿胶质体, 一感到阻力稍大一些即为下部层面, 切不可用力去扎。

三、设备

(一) 控温设备

胶质层测定过程中对每阶段温度和升温速率都有明确要求, 如果未满足要求对测定结果产生影响。从室温到250℃主要作用是干燥, 煤样本身不发生热分解, 所以对温度没有严格要求。350～600℃期间是煤样发生热分解并生成胶质体的阶段, 升温速度对结果影响很大, 所以对温度要求比较严格, 实际温度与应达到温度相差不能超过5℃, 否则试验作废。因为煤样受热强度大时, 胶质层指数测定结果会偏高。升温速率直接影响受热强度。而600℃以后煤样完全固化以后升温要求又可以宽松一些。为了使设备很好的控制温度, 加热用的硅碳棒应及时更换, 以防止老化后加热速率下降, 无法满足要求。

(二) 煤杯和炉砖

煤杯和炉砖的材质会直接影响到试验煤样内的温场分布和升温速率, 因此会对测定结果产生直接影响。因为胶质层指数测定采用的是单侧 (底部) 加热方法, 这就要求炉砖有良好的散热性, 否则煤杯壁上的热不能及时散去而积蓄起来, 靠近煤杯壁的煤样就会提前软化生成胶质体, 是测定结果不准确。所以要选用散热比较好, 材质基本相同的炉砖, 上下部炉砖的理化性能应能保证对煤样的测定结果与标准炉砖的测定结果一致。煤杯的材质对测定结果也有类似炉砖的影响, 不同材质的煤杯导热系数不同, 造成杯内煤样受热强度不同, 从而测定结果不同。标准规定煤杯应使用45#钢制作煤杯。

(三) 石棉垫

石棉垫的透气性直接影响测定结果。石棉垫过厚或者材质透气性差, 会使试验中产生的挥发物排出煤杯的速率迟缓, 从而使测定结果偏高。试验中应采用0.5～1.0mm厚的石棉垫。

以上是长期以来实际检测中的几点体会, 和大家共享, 以便在今后的工作中做到心中有数, 更好地获得烟煤胶质层指数测定的结果, 为客户更好地综合利用煤炭提供科学数据。

摘要：在实际检测工作中往往有多重因素对胶质层测定过程产生不同程度的影响, 使测定结果存在某种程度的偏离, 结合检测实际, 严格按照国标GB/T479-2000规定进行探讨并总结分析。

关键词：胶质层,升温速率,探针

参考文献

[1]段云龙.煤炭实验方法标准及其说明[M].北京:中国标准出版社, 2004.

高锰酸盐指数测定的影响因素研究 篇6

1 影响因素分析

1.1 不同试验仪器对氧指数测定的影响

笔者选用经国家认可的同厂家、同型号和批次的试验仪器进行验证, 验证过程中严格按照国家标准要求调节样品及试验环境, 使试验的各种外部条件保持一致, 验证结果见表1。

由表1数据可以看出, 不同试验仪器之间的检验结果基本相同, 所得数据真实可信, 对数据的测定结果几乎不会产生影响, 因此可以排除检验仪器对数据的影响。而同一家专业检验机构对送检样品的检验数据也是真实可信的。

1.2 不同温度对氧指数测定的影响

由于电工套管的实际使用场合环境温度一般在10～35 ℃, 因此国家标准对阻燃PVC电工套管的检验也在同样的温度范围内进行。笔者采取了恒定温度一定时间的措施, 目的是为了使检验环境保持不变。试验结果见表2。

由表2可以看出, 不同温度下样品的检验结果不同, 并且随着试验温度的上升, 试验所得氧指数的平均值不断下降。因此可以得到结论:随着试验环境温度的升高, 得到的试验数据会不断降低, 并且在国家标准允许的温度变化范围内, 所得试验数据上下极值间可能会出现>1的偏差。这一数据偏差在氧指数测定过程中对结论的影响是巨大的。根据笔者长期参与该产品检验的经验, 受检产品有很大比例的氧指数数值处于国家要求的合格界限附近, 因此由于环境温度对样品的影响而导致受检产品结论为不合格者是存在的。处于国家规定氧指数合格界限附近的产品投入市场以后, 一旦发生火灾, 环境温度升高, 氧指数下降, 有可能成为火灾蔓延的途径。因此, 笔者建议生产厂家适当增加阻燃剂添加量。

1.3 不同湿度对氧指数测定的影响

根据国家标准对阻燃PVC电工套管的检验湿度要求, 笔者在保证试验仪器附近小环境的湿度范围恒定基础上进行了氧指数测试试验, 结果见表3。

由表3可以看出, 不同湿度下样品的检验结果不同, 并且随着试验湿度温度的增加, 试验所得氧指数的平均值不断升高。同时笔者发现, 在国家标准允许的湿度变化范围内, 所得试验数据上下极值间偏差并不是很大。因此, 笔者认为环境湿度的变化不足以影响产品的阻燃性能。

1.4 不同试样长度对氧指数测定的影响

国家标准中对受检产品的试样规格进行了限制, 长度为80～150 mm, 目的是为了与试验仪器玻璃圆筒的长度保持一致, 并使玻璃圆筒内的小环境混合气体中氧气体积分数均匀恒定, 笔者进行了不同长度试样的氧指数测试, 结果见表4。

由表4可以看出, 试样长度对试验数据的影响较大, 并且在国家标准要求的范围内, 随着试样长度的增加测定的氧指数值不断增加, 所得试验数据上下极值间可能会出现>1的偏差。其原因为: (1) 圆筒内的试验环境氧气体积分数大于室内环境氧气体积分数。 (2) 圆筒内气流与室内环境气体的交换。当试样长度较短时, 受检试样的燃烧区域上方距圆筒顶部还有一定距离, 因此其火焰燃烧所需氧气完全由仪器本身支持, 不受圆筒外气流影响;但随着试样长度的增加, 受检试样的燃烧区域与圆筒顶部的距离被缩短, 火焰燃烧所需氧气的流动受圆筒外气流的影响程度逐渐加大, 即火焰实际燃烧时的氧气体积分数已经逐渐小于仪器显示的氧气体积分数数值, 为支持火焰燃烧, 仪器本身须提供更多的氧气, 结果使测得的氧气体积分数数值逐渐增大。笔者认为, 应对国家标准进行修改, 将受检样品的长度规定为一特定值而非一范围值, 以消除室内环境空气流动对仪器圆筒内燃烧状况的影响。

1.5 不同调节时间对氧指数测定的影响

根据GB 2918的要求, 应对试验材料进行状态调节, 以尽量减小环境偶然因素对试验结果的影响, 因此笔者进行比对试验。选定材料, 调节恒温箱的温、湿度在国家标准要求的特定值范围内, 当调节时间达到预期值时进行氧指数测试试验, 结果见表5。

由表5可以看出, 不同调节时间下样品的检验结果不同, 并且随着试样调节时间的增长, 试验所得氧指数的平均值不断降低, 当调节时间满足一定时限时, 氧指数保持稳定状态。同时笔者发现, 在国家标准允许的调节时间范围内, 所得试验数据上下极值间偏差不大;当调节时间达到某一时限以上时, 氧指数测定值趋于稳定。因此, 笔者建议国家检验标准中对此项目的检验调节时间进行下限强制规定, 以求得数据的一致性。

1.6 不同样品厚度对氧指数测定的影响

选用同一厂家的不同厚度规格的三种阻燃PVC电工套管, 在其他条件相同的情况下进行氧指数试验

比对, 结果见表6。

由表6可以发现, 随着套管厚度的增加, 氧指数值逐渐增大, 但当套管厚度超过一定值后, 氧指数值也会降低。假设该厂家的各型号套管的成分比例一致, 则可以发现套管的燃烧所需氧气体积分数和套管与氧气的接触面积有直接关系, 并且对氧指数的测定结果影响很大。但国家标准中对试样厚度的要求与笔者试验用试样的厚度相比差别很大, 笔者选用的试样厚度均为套管的原始厚度, 但此厚度值已超过标准中对试样厚度规定的上限值。因此, 检测时会出现两种情况: (1) 检测单位配备专门的工具对送检的样品进行重新熔融、固化并精密切割, 使成为标准试样, 但此举是否破坏了送检样品本身的物理性能则不得而知, 并且在重新熔融、固化和切割过程中的细节已无法标准化; (2) 保持送检样品的原始状态进行检验, 如此则必须修订国家标准以满足工程实际需要。

1.7 不同点燃方式对氧指数测定的影响

根据GB/T 2406-1993, 试样的点燃方式有顶端点燃法和扩散点燃法两种。控制其他条件相同进行氧指数测试, 结果见表7。

由表7可知, 同样的材料在相同条件下进行测定时, 不同点燃方式对氧指数的测定结果几乎没有影响或影响不大, 不足以改变对样品氧指数结果的评定。但此处的计时问题应予以关注, 因为据笔者对标准的理解和长期的检验经验, 无论是哪种点燃方式, 何时撤走点火源并开始计时需要通过肉眼对试样点燃情况的直观判断, 此处存在一定的判断误差并可能对检验数据造成影响, 应增加试验次数, 尽量减小误差。

1.8 不同燃气压力状态对氧指数测定的影响

根据标准, 虽然可以对减压阀后直接用于燃烧筒的混合燃气压力进行限定, 但无法知道减压阀前气瓶内气压是否会对减压阀中气体的减压作用产生影响, 是否影响气体流速, 以至于对试样测定结果产生影响。根据国家标准要求, 笔者选定不同气瓶内压力范围进行试验, 结果见表8。

由表8可以发现, 不同压力的气瓶对套管的氧指数测定结果影响不大, 说明减压阀对气体的供应压力和流量流速等都起到了很好的调节作用。但同时发现随着氧气瓶内压力值的增大, 测定的氧指数值仍呈上升趋势, 说明试验过程中不能完全忽略气瓶内的压力, 特别是当压力过大时, 氧气的压力值对氧指数值的测定具有一定影响。其原因在于压力导致的气体流速的增大。

2建议

(1) 必须坚持对阻燃PVC电工套管的检验要求, 以提高产品的防火安全性能, 减小火灾发生和蔓延的可能性。

(2) 现行国家标准中的检验方法对氧指数有较好的测定结果, 但由于检验范围过于宽泛, 使其对部分样品的检验出现难度, 因此建议重新修订国家标准, 对检验范围中的样品类型进行细化, 使其对不同样品的检验更有针对性。

(3) 相关部门应研制出专门的检验试样制作工具, 使检验工作标准化。

(4) 产品生产商增加产品中阻燃成分的含量, 将人们的生命和财产安全视为企业的生存根本, 而不应一味地追求经济利益。

参考文献

[1]吴勇, 屈励.环境温、湿度对氧指数测定值的影响[J].消防科学与技术, 1997, 16 (1) :25.