Componente parțiale și introducerea electrozilor de măsurare a oxigenului dizolvat
Structura electrodului contorului de oxigen dizolvat: în general compusă din catod, anod, electrolit și folie de plastic.
Electrolit: Formula electrolitului este în general considerată confidențială și nu este ușor dezvăluită de comercianți. Prepararea electrolitului este foarte particulară și necesită utilizarea apei fără ioni. Unii ioni poluanți vor afecta grav performanța electrodului. Reactivii farmaceutici utilizați trebuie să fie de cel puțin grad AR. Electroliții utili includ KOH; KCl, Pb(AcO)2 și alte sonde pentru senzori de umiditate, tuburi electrice de încălzire din oțel inoxidabil, senzori PT100, supape solenoide pentru fluid, încălzitoare din aluminiu turnat și inele de încălzire.
Film: se utilizează în general politetrafluoretilenă (F4) sau copolimer politetrafluoretilenă-polihexafluoropropilenă. S-a folosit și clorură de polipropilenă. Filmul de polietilenă are o permeabilitate ridicată la oxigen și o permeabilitate scăzută la CO2.
Răspunsul electrodului Analiza noastră simplă a performanței electrodului arată că răspunsul electrodului este legat de constanta electrodului, k: k=π2D/d2. D este coeficientul de difuzie al filmului, iar d este grosimea filmului.
Cu cât K este mai mare, cu atât răspunsul este mai rapid. Desigur, structura electrodului va afecta foarte mult performanța electrodului.
membrana de compensare a presiunii
Electrozii utilizați în rezervor sunt în general echipați cu membrane de compensare a presiunii, iar electrozii utilizați în rezervoarele mici de fermentare din sticlă adoptă de obicei tipul cu pori echilibrați. Greutatea membranei de compensare a presiunii este necesară pentru a face față expansiunii termice a electrolitului în timpul exploziei de înaltă presiune. În general, din silicon.
Principiul de funcționare
Oxigenul din apă trebuie să treacă prin membrană și să ajungă la suprafața catodului înainte de a putea fi redus de electrod. Prin urmare, oxigenul trebuie să depășească o anumită rezistență înainte de difuzarea pe suprafața catodului, dintre care cele mai importante sunt rezistența filmului lichid aproape de film și rezistența filmului în sine. Pentru electrozii de tip celulă galvanică, este foarte important ca rezistența principală să cadă pe film, adică rezistența filmului este mult mai mare decât rezistența filmului lichid, astfel încât impactul modificărilor de rezistență cauzate de debitul lichidului măsurat pe difuzia oxigenului poate fi minimizat. . Prin urmare, se poate observa din formula (1) că măsurarea oxigenului înseamnă în esență măsurarea ratei de difuzie a oxigenului.
IS {{0}}} N FA (Pm/dm)P0 (1)
În formulă, IS este curentul de ieșire, N este numărul de electroni obținuți prin reducerea oxigenului, F este constanta lui Faraday, A este aria suprafeței catodului, Pm este coeficientul de difuzie al filmului de plastic, dm este grosimea filmului , iar P0 este presiunea parțială a oxigenului din lichidul măsurat. .
Pe baza acestui principiu, atunci când se măsoară DO în bulionul de fermentație vâscoasă, electrozii galvanici de tip celulă ar trebui să încerce să folosească o peliculă mai groasă, care poate reduce modificarea rezistenței filmului lichid și, astfel, poate reduce fluctuația curentului de ieșire. Pentru electrozii polarografici, mișcarea fluidului nu are niciun efect asupra ieșirii electrodului.
Precauții
De fapt, electrodul contorului de oxigen dizolvat măsoară nu concentrația de oxigen dizolvat, ci activitatea oxigenului sau presiunea parțială a oxigenului. Aerul sau azotul fără oxigen este de obicei folosit pentru a calibra punctele 100% și zero. Concentrația reală de oxigen dizolvat într-un lichid poate fi determinată chimic.
