دایره المعارف دانش سنج اکسیژن محلول

دایره المعارف دانش سنج اکسیژن محلول

نحوه عملکرد دستگاه اکسیژن سنج محلول

آنالایزرهای اکسیژن محلول عمدتاً از الکترودهای دیافراگم به عنوان مبدل برای تبدیل غلظت اکسیژن محلول (در واقع فشار جزئی اکسیژن) به سیگنال های الکتریکی استفاده می کنند که سپس تقویت و تنظیم می شوند (شامل شوری و جبران دما) و با تبدیل آنالوگ به دیجیتال نمایش داده می شوند. دو نوع الکترود غشایی برای اندازه گیری اکسیژن محلول وجود دارد: پلاروگرافیک (Polarography) و سلول گالوانیکی (Galvanic Cell). پلاروگرافی: در الکترود، یک حلقه طلا (Au) یا یک حلقه طلای پلاتین (Pt) به عنوان کاتد استفاده می شود. کلرید نقره-نقره (یا کلرید جیوه-جیوه) به عنوان آند استفاده می شود. الکترولیت محلول کلرید پتاسیم است. سطح بیرونی کاتد با یک فیلم نفوذپذیر از اکسیژن پوشیده شده است. این فیلم می تواند مواد تنفسی مانند پلی تترا فلوئورواتیلن، پلی وینیل کلراید، پلی اتیلن، لاستیک سیلیکون و غیره را بپذیرد. ولتاژ پلاریزاسیون 5/1 تا 1.5 ولتی بین الکترودهای کاتد و آند اعمال می شود. برخی دارای ولتاژ پلاریزاسیون 0.7 ولت هستند. هنگامی که اکسیژن محلول از طریق غشا نفوذ می کند و به سطح کاتد طلا می رسد، واکنش زیر روی الکترود رخ می دهد.

کاتد کاهش می یابد: O2 به اضافه 2H2O به علاوه 4e→4OHˉ. در همان زمان، آند اکسید می شود: 4Clˉ به اضافه 4Ag-4e→4AgCl; در شرایط عادی، مقدار جریان انتشار i∞ تولید شده توسط واکنش احیا-اکسیداسیون فوق، متناسب با غلظت اکسیژن محلول است. می توان آن را با فرمول زیر نشان داد:

i∞=nFA(Pm/L)Cs در فرمول: i∞-جریان انتشار در حالت پایدار n-تعداد الکترون های افزایش و از دست دادن. ثابت F-فارادی (96500 کولن)؛ مساحت سطح کاتد A (سانتی متر مربع)؛ ضریب نفوذ فیلم Pm (cm2/sec); ضخامت فیلم L (سانتی متر)؛ غلظت اکسیژن محلول در Cs (ppm). هنگامی که ساختار الکترود و فیلم تعیین می شود، A، Pm، L، n و غیره در فرمول همه ثابت هستند. اجازه دهید K{10}} nFA(Pm/L)، سپس در فرمول بالا: i∞{11}}KCs.

بنابراین، می توان مشاهده کرد که تا زمانی که جریان انتشار i∞ اندازه گیری شود، غلظت اکسیژن محلول قابل اندازه گیری است. به منظور از بین بردن تأثیر دما، شوری و فشار هوا، هر مدل از فناوری خاص خود برای جبران استفاده می کند. سلول گالوانیک: هنگامی که مولکول های اکسیژن خارجی به لایه درونی الکترود نفوذ کرده و به سطح مشترک سه فاز کاتد می رسند، واکنش زیر رخ می دهد.

کاتد نقره کاهش می یابد: O2 به اضافه 2H2O به اضافه 4e→4OHˉ در همان زمان، آند سرب اکسید می شود: 2Pb به اضافه 2KOH به اضافه 4OHˉ-4e→2KHPbO2 به اضافه 2H2O یعنی اکسیژن به یون های هیدروکسید در کاتد نقره و در عین حال مدار خارجی الکترون به دست می‌آورد. آند سرب با هیدروکسید پتاسیم جایگزین می شود

محلول خورده می شود و اسید سرب هیدروژن پتاسیم تولید می کند و در همان زمان الکترون ها را به مدار خارجی خروجی می دهد. پس از اتصال مدار خارجی، یک جریان سیگنال از آن عبور می کند و مقدار آن متناسب با غلظت اکسیژن محلول است.

را

روش کالیبراسیون کنتور اکسیژن محلول

آنالایزرهای اکسیژن محلول را می توان به طور کلی با محلول های استاندارد یا نمونه برداری در محل کالیبره کرد.

(1) روش کالیبراسیون محلول استاندارد اکسیژن متر محلول: کالیبراسیون محلول استاندارد به طور کلی از کالیبراسیون دو نقطه ای استفاده می کند، یعنی کالیبراسیون نقطه صفر و کالیبراسیون محدوده. محلول کالیبراسیون نقطه صفر می تواند از محلول 2 درصد Na2SO3 استفاده کند. محلول کالیبراسیون محدوده را می توان با توجه به محدوده اندازه گیری ابزار انتخاب کرد: محلول KCl 4 مولار (2 میلی گرم در لیتر). محلول متانول 50 درصد (21.9 میلی گرم در لیتر).

(2) روش نمونه برداری و کالیبراسیون در محل از کنتور اکسیژن محلول (روش وینکلر): در استفاده واقعی از کنتور اکسیژن محلول، روش وینکلر اغلب برای کالیبراسیون در محل کنتور اکسیژن محلول استفاده می شود. هنگام استفاده از این روش، دو حالت وجود دارد: هنگام نمونه برداری، قرائت کنتور M1 و مقدار تحلیلی A است. هنگامی که متر کالیبره می شود، قرائت کنتور همچنان M1 است. در این زمان، فقط لازم است که قرائت کنتور برابر با A باشد. هنگام نمونه برداری، قرائت کنتور M1، مقدار آنالیز آزمایشگاهی A است، و هنگام کالیبره شدن کنتور، قرائت کنتور به M2 تغییر می کند. در این زمان نمی توان قرائت کنتور را برابر A تنظیم کرد، اما قرائت کنتور باید روی 1MA×M2 تنظیم شود.