Parcijalne komponente i uvođenje elektroda za mjerenje otopljenog kisika
Struktura elektrode mjerača otopljenog kisika: općenito se sastoji od katode, anode, elektrolita i plastične folije.
Elektrolit: Formula elektrolita općenito se smatra povjerljivom i trgovci je teško otkrivaju. Priprema elektrolita je vrlo specifična i zahtijeva upotrebu vode bez iona. Neki zagađujući ioni ozbiljno će utjecati na rad elektrode. Upotrijebljeni farmaceutski reagensi moraju biti najmanje AR stupnja. Korisni elektroliti uključuju KOH; KCl, Pb(AcO)2 i druge sonde senzora vlage, električne grijaće cijevi od nehrđajućeg čelika, PT100 senzori, solenoidni ventili za tekućinu, grijači od lijevanog aluminija i grijaći prstenovi.
Film: Politetrafluoretilen (F4) ili kopolimer politetrafluoretilen-poliheksafluorpropilen općenito se koristi. Također se koristi polipropilen klorid. Polietilenska folija ima visoku propusnost za kisik i nisku propusnost za CO2.
Odziv elektrode Naša jednostavna analiza performansi elektrode pokazuje da je odziv elektrode povezan s konstantom elektrode, k: k=π2D/d2. D je koeficijent difuzije filma, a d je debljina filma.
Što je K veći, odgovor je brži. Naravno, struktura elektrode će uvelike utjecati na performanse elektrode.
membrana za kompenzaciju tlaka
Elektrode koje se koriste u spremniku općenito su opremljene membranama za kompenzaciju tlaka, a elektrode koje se koriste u malim staklenim spremnicima za fermentaciju obično imaju tip s uravnoteženim porama. Membranski uteg za kompenzaciju tlaka potreban je kako bi se nosio s toplinskim širenjem elektrolita tijekom eksplozije visokog tlaka. Uglavnom od silikona.
princip rada
Kisik u vodi mora proći kroz membranu i doći do površine katode prije nego što ga elektroda može reducirati. Stoga kisik mora svladati određeni otpor prije nego što difundira na površinu katode, od kojih su najvažniji otpor filma tekućine u blizini filma i otpor samog filma. Za elektrode tipa galvanskih ćelija vrlo je važno da glavni otpor pada na film, odnosno da je otpor filma puno veći od otpora tekućeg filma, tako da utjecaj promjena otpora uzrokovanih protok tekućine koja se mjeri na difuziji kisika može se minimizirati. . Stoga se iz formule (1) može vidjeti da je mjerenje kisika u biti mjerenje brzine difuzije kisika.
JE {{0}} N FA (Pm/dm)P0 (1)
U formuli, IS je izlazna struja, N je broj elektrona dobivenih redukcijom kisika, F je Faradayeva konstanta, A je površina katode, Pm je koeficijent difuzije plastičnog filma, dm je debljina filma. , a P0 je parcijalni tlak kisika u tekućini koja se mjeri. .
Na temelju ovog načela, pri mjerenju DO u viskoznoj fermentacijskoj smjesi, elektrode tipa galvanskih ćelija trebale bi pokušati koristiti deblji film, koji može smanjiti promjenu otpora tekućeg filma i tako smanjiti fluktuaciju izlazne struje. Za polarografske elektrode kretanje tekućine nema utjecaja na izlaz elektrode.
Mjere predostrožnosti
Zapravo, elektroda za mjerenje otopljenog kisika ne mjeri koncentraciju otopljenog kisika, već aktivnost kisika ili parcijalni tlak kisika. Za kalibraciju 100% i nulte točke obično se koristi zrak ili dušik bez kisika. Prava koncentracija otopljenog kisika u tekućini može se odrediti kemijski.
