Enciklopedija znanja o mjeraču otopljenog kisika
Kako radi mjerač otopljenog kisika
Analizatori otopljenog kisika uglavnom koriste elektrode dijafragme kao pretvarače za pretvaranje koncentracije otopljenog kisika (zapravo parcijalnog tlaka kisika) u električne signale, koji se zatim pojačavaju i prilagođavaju (uključujući kompenzaciju saliniteta i temperature) i prikazuju analogno-digitalnom pretvorbom. Postoje dvije vrste membranskih elektroda za mjerenje otopljenog kisika: polarografske (Polarography) i galvanske (Galvanic Cell). Polarografija: U elektrodi se kao katoda koristi zlatni (Au) prsten ili platinski (Pt) zlatni prsten; srebro-srebrov klorid (ili živa-živin klorid) koristi se kao anoda. Elektrolit je otopina kalijevog klorida. Vanjska površina katode prekrivena je filmom propusnim za kisik. Film može usvojiti prozračne materijale kao što su politetrafluoretilen, polivinil klorid, polietilen, silikonska guma, itd. Polarizacijski napon od 0.5 do 1,5 volta primjenjuje se između katodne i anodne elektrode. Neki imaju polarizacijski napon 0.7 volti. Kada otopljeni kisik prodre kroz membranu i dospije na površinu zlatne katode, na elektrodi se događa sljedeća reakcija.
Katoda se reducira: O2 plus 2H2O plus 4e→4OHˉ; u isto vrijeme, anoda se oksidira: 4Clˉ plus 4Ag-4e→4AgCl; pod normalnim okolnostima, vrijednost difuzijske struje i∞ koju stvara gornja reakcija redukcije-oksidacije proporcionalna je koncentraciji otopljenog kisika. Može se predstaviti sljedećom formulom:
i∞=nFA(Pm/L)Cs U formuli: i∞-difuzijska struja u stacionarnom stanju n-broj dobivenih i izgubljenih elektrona; F-Faradayeva konstanta (96500 kulona); Površina A-katode (kvadratni centimetar); Pm-koeficijent penetracije filma (cm2/sek); Debljina L-filma (cm); Cs-koncentracija otopljenog kisika (ppm). Kada se utvrde struktura elektrode i film, A, Pm, L, n, itd. u formuli su sve konstante. Neka je K= nFA(Pm/L), tada u gornjoj formuli: i∞=KCs.
Stoga se može vidjeti da se može mjeriti koncentracija otopljenog kisika sve dok se mjeri difuzijska struja i∞. Kako bi se eliminirao utjecaj temperature, saliniteta i tlaka zraka, svaki model koristi vlastitu tehnologiju za kompenzaciju. Galvanski članak: Kada vanjske molekule kisika prodru kroz film u unutarnju fazu elektrode i dođu do trofaznog sučelja katode, događa se sljedeća reakcija.
Srebrna katoda se reducira: O2 plus 2H2O plus 4e→4OHˉ U isto vrijeme, olovna anoda se oksidira: 2Pb plus 2KOH plus 4OHˉ-4e→2KHPbO2 plus 2H2O To jest, kisik se reducira do hidroksidnih iona na srebrna katoda, a ujedno i vanjski krug Dobivanje elektrona; olovna anoda zamijenjena je kalijevim hidroksidom
Otopina korodira stvarajući kalij hidrogen olovnu kiselinu, a u isto vrijeme emitira elektrone u vanjski krug. Nakon spajanja vanjskog kruga prolazi signalna struja čija je vrijednost proporcionalna koncentraciji otopljenog kisika.
the
Metoda umjeravanja mjerača otopljenog kisika
Analizatori otopljenog kisika općenito se mogu kalibrirati standardnim otopinama ili uzorkovanjem na licu mjesta.
(1) Metoda kalibracije standardne otopine mjerača otopljenog kisika: kalibracija standardne otopine općenito prihvaća kalibraciju u dvije točke, odnosno kalibraciju nulte točke i kalibraciju raspona. Otopina za kalibraciju nulte točke može koristiti 2 posto otopinu Na2SO3. Otopina za kalibraciju raspona može se odabrati prema mjernom rasponu instrumenta: 4 M otopina KCl (2 mg/L); 50 postotna otopina metanola (21,9 mg/L).
(2) Metoda uzorkovanja i kalibracije mjerača otopljenog kisika na licu mjesta (Winklerova metoda): U stvarnoj uporabi mjerača otopljenog kisika, Winklerova metoda se često koristi za kalibraciju mjerača otopljenog kisika na licu mjesta. Kod korištenja ove metode postoje dvije situacije: kod uzorkovanja očitanje mjerača je M1, a analitička vrijednost je A. Kada je mjerač baždaren, očitanje mjerača je i dalje M1. U ovom trenutku potrebno je samo namjestiti očitanje mjerača da bude jednako A; prilikom uzorkovanja, očitanje brojila je M1, vrijednost laboratorijske analize je A, a očitanje mjerača se mijenja u M2 kada se brojilo umjeri. U ovom trenutku, očitanje mjerača ne može se podesiti tako da bude jednako A, ali očitanje mjerača treba se podesiti na 1MA×M2.
