在水質(zhì)檢測領(lǐng)域，余氯的檢測是一項非常重要的工作。余氯水質(zhì)檢測儀在保障飲用水安全、游泳池水質(zhì)等諸多方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。那么余氯水質(zhì)檢測儀是基于怎樣的原理來進(jìn)行檢測的呢？

一、電化學(xué)檢測原理

1. 極譜法原理

• 極譜法是余氯水質(zhì)檢測儀常用的一種電化學(xué)檢測方法。在這種方法中，檢測池內(nèi)有一個工作電極（通常是微鉑電極）、一個對電極（如飽和甘汞電極或銀/氯化銀電極）和一個參比電極。

• 當(dāng)在工作電極上施加一個逐漸變化的電壓時，溶液中的各種離子會在電極表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)。對于余氯檢測而言，余氯（包括游離性余氯如次氯酸HClO和次氯酸根ClO?）在電極表面會被還原。

• 根據(jù)能斯特方程，電極上產(chǎn)生的電流與余氯的濃度存在定量關(guān)系。在特定的電壓下，只有余氯會在電極上發(fā)生特征性的還原反應(yīng)，從而產(chǎn)生可被檢測到的電流信號。通過測量這個電流信號的大小，經(jīng)過儀器的校準(zhǔn)和計算，就可以得到水中余氯的濃度。

2. 電流滴定法原理

• 電流滴定法也叫庫侖滴定法。在余氯水質(zhì)檢測儀中，利用電解產(chǎn)生的物質(zhì)（如碘I?）來滴定水中的余氯。

• 首先，儀器在電解池中對電解液進(jìn)行電解，產(chǎn)生一定量的碘。然后，水中的余氯與產(chǎn)生的碘發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其反應(yīng)式為：Cl? + 2I? = 2Cl?+I?（余氯中的氯會置換出碘）。反應(yīng)結(jié)束后，再用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液對剩余的碘進(jìn)行滴定。

• 在整個過程中，儀器通過檢測電解過程中消耗的電量來計算產(chǎn)生碘的量，再結(jié)合消耗硫代硫酸鈉的量，從而推算出水中余氯的含量。這種方法具有較高的準(zhǔn)確性，因為它是基于電量與物質(zhì)的量的定量關(guān)系。

二、光學(xué)檢測原理

1. DPD法光學(xué)檢測原理

• N,N - 二乙基對苯二胺（DPD）是一種常用的余氯檢測指示劑。DPD與水中的余氯發(fā)生反應(yīng)后，會使溶液的顏色發(fā)生變化。

• 在有催化劑（如碘化鉀）存在的情況下，余氯會將DPD氧化。游離性余氯首先將DPD氧化成一種紅色化合物，反應(yīng)式大致為：DPD + HClO→紅色產(chǎn)物。

• 而總余氯（包括游離性余氯和化合性余氯）在存在一定的化學(xué)反應(yīng)條件下，會使DPD進(jìn)一步反應(yīng)生成一種更具顏色深度的產(chǎn)物。通過比色法，即利用一個已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)色階與反應(yīng)后溶液的顏色進(jìn)行比較，或者使用光電比色計測量溶液的吸光度。

• 根據(jù)朗伯 - 比爾定律，吸光度A與溶液的濃度c、液層厚度l之間的關(guān)系為A = εcl（ε為摩爾吸光系數(shù)），通過測量吸光度就可以計算出水樣中余氯的濃度。

2. 三價鐵法光學(xué)檢測原理

• 這種方法利用三價鐵離子（Fe3?）與余氯的反應(yīng)。余氯會將三價鐵離子還原成二價鐵離子，生成的二價鐵離子再與鄰二氮菲等顯色劑反應(yīng)，形成有色絡(luò)合物。

• 該有色絡(luò)合物在特定波長下有吸收峰，通過測量吸光度，依據(jù)朗伯 - 比爾定律，就能夠得出余氯的含量。這種方法在一些對檢測精度要求較高，且檢測環(huán)境相對復(fù)雜的水質(zhì)檢測場景中也有一定的應(yīng)用。

余氯水質(zhì)檢測儀正是基于這些原理，通過精密的儀器構(gòu)造和科學(xué)的檢測流程，為水質(zhì)中余氯的準(zhǔn)確檢測提供了可靠的手段，確保了水資源的合理利用和安全保障。

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