如何全面評價一個二氧化氯片的質量？

二氧化氯片產品的大量使用也帶來了產品質量的參差不齊，為此我們向大家介紹一個二氧化氯片的質量評價系統(tǒng)。

一個好的二氧化氯片首先要具備兩個最基本的要素：

第一，安全穩(wěn)定。不具備安全穩(wěn)定性的任何化學品都是炸彈！

第二，有效的轉化。不能有效轉化成二氧化氯的產品就是石頭！

這里，為了方便我們更加全面系統(tǒng)地評價二氧化氯片質量，我們把二氧化氯片的質量細分為內在質量和外部質量。

內在質量：穩(wěn)定性、識別、轉化率、溶解性

（一）二氧化氯片的穩(wěn)定性

研究發(fā)現(xiàn)，空氣中二氧化氯濃度＞10%或水中二氧化氯濃度＞30%時都將爆炸。

空氣中二氧化氯濃度達到10%時就會爆炸與二氧化氯發(fā)生劑中含有10%二氧化氯并不是一個概念。對于二氧化氯發(fā)生劑而言，只要二氧化氯沒有被活化出來并蓄積到一定濃度就不會發(fā)生爆炸。因此，10%含量的穩(wěn)定狀態(tài)二氧化氯發(fā)生劑不會發(fā)生爆炸。

但是，除了爆炸的危險之外，二氧化氯片還會發(fā)生燃燒。準確地說，引發(fā)燃燒的并不是二氧化氯本身，而是組成二氧化氯發(fā)生劑的組分。

如亞氯酸鈉就是一種強氧化劑，雖然自身較穩(wěn)定，但是在高溫下易分解釋放出氧氣，與磷、硫及有機物混合或受撞擊摩擦時，與可燃物（如塑料包裝物）、還原性物質接觸時也可能會起火或爆炸。

同時氯酸鹽、亞氯酸鹽與酸的混合物都會腐蝕包裝，很容易在包裝的破損后吸收空氣中所含的水分發(fā)生化學反應釋放二氧化氯，如果局部區(qū)域有大量蓄積，就會引發(fā)著火或爆炸。

一個二氧化氯片產品，首先應該把產品的穩(wěn)定放在第一位。

二氧化氯片的穩(wěn)定性主要是指產品的原材料穩(wěn)定，組分穩(wěn)定，含量穩(wěn)定，反應穩(wěn)定。即要求產品各組分在使用前不能提前發(fā)生化學反應，盡可能在儲存和運輸過程中保持各組分化學性質穩(wěn)定。入水后，反應體系各組分可以按照產品配方設計的濃度和速度，穩(wěn)定生成二氧化氯。

二氧化氯片的穩(wěn)定性并不僅僅從產品配方的設計體現(xiàn)出來，原料的選用、生產過程中的控制（包括生產設備，生產工藝，生產流程的嚴格管理與控制等）及生產環(huán)境和儲存方式也非常重要。

1.配方的設計

一元二氧化氯片是以亞氯酸鹽（或氯酸鹽）為主原料，固體酸（或酸酐）做活化劑，可以輔以包裹劑、穩(wěn)定劑、鈍化劑、隔離劑、催化劑、泡騰劑和干燥劑等組成最佳比例的配方。

做好產品的首要條件就是要有一個好的配方設計，它對之后該產品的設計起著至關重要的作用。

配方的設計是產品設計的第一步，對產品的安全穩(wěn)定性有著重要的影響。例如：最常使用的固體酸是硫酸氫鈉，這是一種酸性非常強的固體無機酸，價格低廉。但是這種酸容易吸潮，對塑料包裝物的腐蝕性也非常強，溫度高時會吸潮溶化，不經過深度處理，并不適合直接用來做二氧化氯發(fā)生劑。有比它更好更穩(wěn)定的酸例如：檸檬酸、酒石酸。檸檬酸屬于有機酸里的強酸，其工業(yè)品可以做到無水檸檬酸，穩(wěn)定性大大強于硫酸氫鈉，可以直接使用。載體也還有很多文章可以做，常用的載體是無水氯化鈉、無水硫酸鈉，但無水氯化鈉、無水硫酸鈉自身吸潮性也很大，包裝破損就會吸潮。在配方設計中可以考慮通過添加一些吸收水分的物質，如氯化鈣，硅藻土等原料控制產品的水分。即便使用了各種有效減緩反應的措施，也不可能絕對沒有二氧化氯生成，可以加入一些可以吸收少量逸出的二氧化氯的物質，以免片劑表面少量生成的二氧化氯聚集帶來安全隱患。另外還可以不直接用酸，利用間接反應原理，如某一物質遇水生成酸，酸再和亞氯酸鈉反應生成二氧化氯等。

因此，配方設計時不僅需要考慮亞氯酸鹽（或氯酸鹽）適宜的添加量、固體酸（或酸酐）種類的選擇和適合的配比，還要根據(jù)產品的類型選擇合適的助劑，控制產品二氧化氯的反應速度，以達到配方設計的預期要求。

2.原材料的品質

由于二氧化氯發(fā)生劑遇水后才發(fā)生反應，所以產品穩(wěn)定的第一要素就是水分的控制，從某種意義上講產品的水分含量越低也就越穩(wěn)定。

降低水分含量就要先從原料上解決問題。以亞氯酸鈉為例，一般的工業(yè)亞氯酸鈉水分含量不超過1%，如果生產廠家的原料水分含量不超過0.5%，安全性會極大地提高，但對亞氯酸鈉的生產商來說，生產0.5%水分含量的亞氯酸鈉的設備、技術工藝要求與生產1%亞氯酸鈉不一樣，技術難度也不一樣，成本也不一樣，所以，并不是所有的亞氯酸鈉原料都適合做二氧化氯發(fā)生劑。除此之外，其它原材料的水分控制也是同樣的道理。

原材料的水分控制不僅僅體現(xiàn)在原材料的質量標準上，原材料的包裝，后續(xù)的運輸儲運也都需要嚴格的管理和控制。

3.生產過程中的控制

二氧化氯片生產中的控制主要是指生產環(huán)境，生產設備，生產工藝，生產流程的嚴格管理與控制。

選擇了合適的配方和原料，如果生產環(huán)境不合適，環(huán)境潮濕或者高溫，也會造成產品在生產過程中的吸潮變質。包裝好的產品內部就會攜帶水分，這些水也會慢慢引發(fā)二氧化氯發(fā)生劑的反應。

良好的生產環(huán)境應該是低溫（20℃以下），低濕（20℃相對空氣濕度不超過40%）無靜電的負壓生產環(huán)境。片劑生產是一個通過機械壓力產生高溫、摩擦、高壓的過程，這個過程調試不當會使原料在生產過程中變性變質，有些直接出現(xiàn)安全問題，有些會留下安全隱患。

4.儲存

對于化工產品來說，貯藏方法是產品穩(wěn)定性的另一要素。

機加工產品都有一定余溫，貯藏時要求一排一排的放好，保持一定間距等，避免貨物內部溫度過高，造成安全隱患。

盡量選擇耐腐蝕的包裝，注意包裝的完好，避免因包裝破損吸收了空氣中的水分。

應儲存于陰涼干燥處，避免陽光直射，儲存環(huán)境溫度不宜過高，注意通風。

穩(wěn)定的二氧化氯片，應該在儲存中產品外觀不會發(fā)生明顯變化，包裝完整，沒有二氧化氯氣體逸出，不產生黃綠色煙霧。

（二）二氧化氯的識別

不是有氧化性的黃色液體都是二氧化氯溶液。根據(jù)經驗，我們可以利用二氧化氯的特性，做出簡單的判斷。

1.久置褪色

二氧化氯是一種活潑的見光會分解的黃綠色至橘紅色的氣體，所以二氧化氯水溶液有久置褪色的特點（每隔4小時二氧化氯的變化見圖2）。

在空氣流通采光良好的房間取一個裝了水的燒杯，放入二氧化氯片，制成二氧化氯濃溶液（溶液需呈明顯的黃色，折合成二氧化氯濃度最好在300mg/L以上），放置20h后，二氧化氯水溶液的顏色明顯變淡甚至褪至無色。

圖2 每隔4小時二氧化氯的變化

2.pH值呈酸性

二氧化氯在酸性溶液中比較穩(wěn)定，所以一般在設計二氧化氯片配方時，片溶水后的水溶液呈酸性。

3.氧化還原電位（ORP）較高

二氧化氯是強氧化劑，所以二氧化氯水溶液氧化還原電位較高。通常二氧化氯片1%水溶液的ORP在400mv以上。

（三）二氧化氯的含量

常用的二氧化氯含量的檢測方法有：間接碘量法、五步碘量法、紫外分光光度法。

一元二氧化氯片是由亞氯酸鹽或氯酸鹽為原料制成的二氧化氯發(fā)生劑。一元二氧化氯片入水后，其中的亞氯酸鹽和氯酸鹽不是全部轉化成二氧化氯，而是以ClO2、Cl2、Cl、Cl四種形式共存。

1.間接碘量法

目前通用的間接碘量法，是利用在酸性介質中，二氧化氯與碘化鉀反應析出碘，通過硫代硫酸鈉滴定液滴定碘來定量。間接碘量法是國際早期根據(jù)美國《水及廢水檢驗標準方法》規(guī)定作為二氧化氯有效含量測定的方法。

間接碘量法不是專門測定二氧化氯的方法，而是將組分中所有可以發(fā)生反應的氧化性物質全部以二氧化氯的量表達，水溶液中的Cl2、ClO2-、ClO3

-也會當成ClO2計算，嚴格的說，這個方法測的是氧化性，而不是二氧化氯。所以間接碘量法更適用于二氧化氯發(fā)生器產生的較純二氧化氯的檢測。

測量水溶液中真正的二氧化氯含量可以采用五步碘量法和紫外分光光度法（GB 26366-2010）。

2.五步碘量法

五步碘量法是利用在不同pH值條件下ClO2、Cl2、ClO2-、ClO3

-分別與I-反應來測定各相應物質的含量。然后用硫代硫酸鈉作滴定劑，分步滴定反應產生的I2。五步碘量法的優(yōu)勢是可以將反應體系中ClO2、Cl2、ClO2-、ClO3

-的濃度全部測出來。

但是五步碘量法的測定結果受多種因素影響，在實際操作過程中存在不少問題，對實際樣品的測定容易造成操作誤差和累積誤差，控制體系pH值是整個測定過程的重要環(huán)節(jié)，但是針對不同配方的產品，很難將各步操作中的pH值調節(jié)到符合要求，這就直接影響了測定結果的準確性和可靠性。五步碘量法各步之間時間間隔較大，溶液中各離子可能會發(fā)生變化，這些不可避免的因素導致五步碘量法重現(xiàn)性差，精密度低。

3.紫外分光光度法

表2 不同檢測方法的反應原理與優(yōu)缺點

紫外分光光度法是利用較低濃度的二氧化氯水溶液在430nm處的吸收，吸光度與二氧化氯濃度成正比，且Cl2、Cl、Cl在此處無吸收，可作為二氧化氯的定量依據(jù)。由于肉眼識別率低，其他物質形成的類似黃綠色的液體也不一定是二氧化氯，因此用肉眼觀察顏色越深含量越高的方法并不準確。

紫外分光光度法測定二氧化氯方法簡便、快速、易于推廣，適用于大量樣品的分析檢測，并且檢出限較低。紫外分光光度法的缺點是標準溶液制備比較繁瑣并且溶液不穩(wěn)定，遇光分解較快，需標定好溶液后立即繪制標準曲線（不同檢測方法的反應原理與優(yōu)缺點見表2）。

選擇一種適合的二氧化氯檢測方法需綜合考慮其選擇性“靈敏度”、操作方式的“復雜性”、儀器設備的“使用性”等。五步碘量法操作繁雜，并且條件控制嚴格，測定過程歷時較長，不適合于大量樣品的分析測定。相對而言，紫外分光光度法快捷、方便、精密度高，更加實用。