Enciclopedia del conocimiento del medidor de oxígeno disuelto
Cómo funciona el medidor de oxígeno disuelto
Los analizadores de oxígeno disuelto utilizan principalmente electrodos de diafragma como transductores para convertir la concentración de oxígeno disuelto (en realidad, presión parcial de oxígeno) en señales eléctricas, que luego se amplifican y ajustan (incluida la compensación de salinidad y temperatura) y se muestran mediante conversión de analógico a digital. Hay dos tipos de electrodos de membrana para medir el oxígeno disuelto: polarográficos (Polarografía) y de celda galvánica (Celda galvánica). Polarografía: En el electrodo se utiliza como cátodo un anillo de oro (Au) o de platino (Pt); El cloruro de plata-plata (o cloruro de mercurio-mercurio) se utiliza como ánodo. El electrolito es una solución de cloruro de potasio. La superficie exterior del cátodo está cubierta con una película permeable al oxígeno. La película puede adoptar materiales transpirables como politetrafluoroetileno, cloruro de polivinilo, polietileno, caucho de silicona, etc. Se aplica un voltaje de polarización de 0.5 a 1.5 voltios entre los electrodos de cátodo y ánodo. Algunos tienen un voltaje de polarización de 0.7 voltios. Cuando el oxígeno disuelto atraviesa la membrana y llega a la superficie del cátodo de oro, se produce la siguiente reacción en el electrodo.
El cátodo se reduce: O2 más 2H2O más 4e→4OHˉ; al mismo tiempo se oxida el ánodo: 4Clˉ más 4Ag-4e→4AgCl; en circunstancias normales, el valor de la corriente de difusión i∞ generada por la reacción de reducción-oxidación anterior es proporcional a la concentración de oxígeno disuelto. Se puede representar mediante la siguiente fórmula:
i∞=nFA(Pm/L)Cs En la fórmula: i∞-corriente de difusión en estado estacionario n-número de electrones de ganancia y pérdida; F-Constante de Faraday (96500 culombios); Área superficial del cátodo A (centímetro cuadrado); Coeficiente de penetración de la película PM (cm2/s); Espesor de la película L (cm); Cs-concentración de oxígeno disuelto (ppm). Cuando se determinan la estructura del electrodo y la película, A, Pm, L, n, etc. en la fórmula son todas constantes. Sea K= nFA(Pm/L), luego en la fórmula anterior: i∞=KCs.
Por lo tanto, se puede ver que siempre que se mida la corriente de difusión i∞, se puede medir la concentración de oxígeno disuelto. Para eliminar la influencia de la temperatura, la salinidad y la presión del aire, cada modelo utiliza su propia tecnología para compensar. Celda galvánica: cuando las moléculas de oxígeno externas penetran la película en la fase interna del electrodo y alcanzan la interfaz trifásica del cátodo, ocurre la siguiente reacción.
El cátodo de plata se reduce: O2 más 2H2O más 4e→4OHˉ Al mismo tiempo, el ánodo de plomo se oxida: 2Pb más 2KOH más 4OHˉ-4e→2KHPbO2 más 2H2O Es decir, el oxígeno se reduce a iones de hidróxido en el cátodo de plata y, al mismo tiempo, el circuito externo gana electrones; el ánodo de plomo se reemplaza por hidróxido de potasio
La solución se corroe para generar ácido de plomo de hidrógeno de potasio y, al mismo tiempo, emite electrones al circuito externo. Después de conectar el circuito externo, pasa una señal de corriente y su valor es proporcional a la concentración de oxígeno disuelto.
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Método de calibración del medidor de oxígeno disuelto
Los analizadores de oxígeno disuelto generalmente se pueden calibrar con soluciones estándar o muestreo in situ.
(1) Método de calibración de solución estándar del medidor de oxígeno disuelto: la calibración de solución estándar generalmente adopta una calibración de dos puntos, es decir, calibración de punto cero y calibración de rango. La solución de calibración de punto cero puede usar una solución de Na2SO3 al 2 por ciento. La solución de calibración de rango se puede seleccionar de acuerdo con el rango de medición del instrumento: solución de KCl 4 M (2 mg/L); Solución de metanol al 50 por ciento (21,9 mg/L).
(2) Método de muestreo y calibración in situ del medidor de oxígeno disuelto (método Winkler): en el uso real del medidor de oxígeno disuelto, el método Winkler se usa a menudo para la calibración in situ del medidor de oxígeno disuelto. Cuando se usa este método, hay dos situaciones: cuando se muestrea, la lectura del medidor es M1 y el valor analítico es A. Cuando el medidor está calibrado, la lectura del medidor sigue siendo M1. En este momento, solo es necesario ajustar la lectura del medidor para que sea igual a A; al muestrear, la lectura del medidor es M1, el valor del análisis de laboratorio es A y la lectura del medidor cambia a M2 cuando se calibra el medidor. En este momento, la lectura del medidor no se puede ajustar para que sea igual a A, pero la lectura del medidor debe ajustarse a 1MA×M2.
