Componentes parciales e introducción de electrodos medidores de oxígeno disuelto.
Estructura del electrodo del medidor de oxígeno disuelto: generalmente compuesta por cátodo, ánodo, electrolito y película plástica.
Electrolito: la fórmula del electrolito generalmente se considera confidencial y los comerciantes no la revelan fácilmente. La preparación del electrolito es muy particular y requiere el uso de agua libre de iones. Algunos iones contaminantes afectarán seriamente el rendimiento del electrodo. Los reactivos farmacéuticos utilizados deben ser al menos de grado AR. Los electrolitos útiles incluyen KOH; KCl, Pb(AcO)2 y otras sondas de sensores de humedad, tubos calefactores eléctricos de acero inoxidable, sensores PT100, válvulas solenoides de fluido, calentadores de aluminio fundido y anillos calefactores.
Película: Generalmente se utiliza politetrafluoroetileno (F4) o copolímero de politetrafluoroetileno-polihexafluoropropileno. También se ha utilizado cloruro de polipropileno. La película de polietileno tiene alta permeabilidad al oxígeno y baja permeabilidad al CO2.
Respuesta del electrodo Nuestro análisis simple del rendimiento del electrodo muestra que la respuesta del electrodo está relacionada con la constante del electrodo, k: k=π2D/d2. D es el coeficiente de difusión de la película y d es el espesor de la película.
Cuanto mayor es K, más rápida es la respuesta. Por supuesto, la estructura del electrodo afectará en gran medida el rendimiento del electrodo.
membrana de compensación de presión
Los electrodos utilizados en el tanque generalmente están equipados con membranas de compensación de presión, y los electrodos utilizados en pequeños tanques de fermentación de vidrio suelen adoptar el tipo de poro equilibrado. El peso de la membrana de compensación de presión es necesario para hacer frente a la expansión térmica del electrolito durante una explosión a alta presión. Generalmente de silicona.
principio de funcionamiento
El oxígeno del agua debe atravesar la membrana y alcanzar la superficie del cátodo antes de que el electrodo pueda reducirlo. Por lo tanto, el oxígeno necesita superar cierta resistencia antes de difundirse a la superficie del cátodo, las más importantes de las cuales son la resistencia de la película líquida cercana a la película y la resistencia de la película misma. Para electrodos de tipo celda galvánica, es muy importante que la resistencia principal recaiga sobre la película, es decir, la resistencia de la película es mucho mayor que la resistencia de la película líquida, de modo que el impacto de los cambios en la resistencia causados por la Se puede minimizar el flujo del líquido que se mide por difusión de oxígeno. . Por lo tanto, se puede ver en la fórmula (1) que medir el oxígeno es esencialmente medir la velocidad de difusión del oxígeno.
ES {{0}} SUST. FA (Pm/dm)P0 (1)
En la fórmula, IS es la corriente de salida, N es el número de electrones obtenidos al reducir el oxígeno, F es la constante de Faraday, A es el área de la superficie del cátodo, Pm es el coeficiente de difusión de la película plástica, dm es el espesor de la película y P0 es la presión parcial de oxígeno en el líquido que se mide. .
Con base en este principio, al medir OD en caldo de fermentación viscoso, los electrodos de tipo celda galvánica deben intentar usar una película más gruesa, que puede reducir el cambio en la resistencia de la película líquida y así reducir la fluctuación de la corriente de salida. Para los electrodos polarográficos, el movimiento del fluido no tiene ningún efecto sobre la salida del electrodo.
Precauciones
De hecho, el electrodo del medidor de oxígeno disuelto no mide la concentración de oxígeno disuelto, sino la actividad del oxígeno o la presión parcial del oxígeno. Generalmente se utiliza aire o nitrógeno libre de oxígeno para calibrar los puntos 100% y cero. La verdadera concentración de oxígeno disuelto en un líquido se puede determinar químicamente.
