Máy đo oxy hòa tan Bách khoa toàn thư kiến thức
Nguyên lý hoạt động của máy đo oxy hòa tan
Máy phân tích oxy hòa tan chủ yếu sử dụng điện cực màng làm đầu dò để chuyển đổi nồng độ oxy hòa tan (thực tế là áp suất riêng phần của oxy) thành tín hiệu điện, sau đó tín hiệu này được khuếch đại và điều chỉnh (bao gồm bù độ mặn và nhiệt độ) và hiển thị bằng chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số. Có hai loại điện cực màng để đo oxy hòa tan: điện cực (Polarography) và điện cực (Galvanic Cell). Chụp phân cực: Trong điện cực, một vòng vàng (Au) hoặc một vòng vàng bạch kim (Pt) được sử dụng làm cực âm; bạc-bạc clorua (hoặc clorua thủy ngân-thủy ngân) được sử dụng làm cực dương. Chất điện phân là dung dịch kali clorua. Bề mặt ngoài của cực âm được phủ một lớp màng thấm oxy. Màng có thể sử dụng các vật liệu thoáng khí như polytetrafluoroetylen, polyvinyl clorua, polyetylen, cao su silicon, v.v. Điện áp phân cực 0.5 đến 1,5 vôn được đặt giữa các điện cực catốt và anot. Một số có điện áp phân cực 0.7 vôn. Khi oxy hòa tan thấm qua màng và chạm tới bề mặt của cực âm vàng, phản ứng sau xảy ra trên điện cực.
Cực âm bị khử: O2 cộng 2H2O cộng 4e → 4OHˉ; đồng thời, cực dương bị oxy hóa: 4Clˉ cộng 4Ag-4e→4AgCl; trong trường hợp bình thường, giá trị của dòng khuếch tán i∞ được tạo ra bởi phản ứng oxy hóa khử ở trên tỷ lệ thuận với nồng độ oxy hòa tan . Nó có thể được biểu diễn bằng công thức sau:
i∞=nFA(Pm/L)Cs Trong công thức: i∞-dòng khuếch tán ở trạng thái ổn định n-số electron tăng và giảm; F-Hằng số Faraday (96500 coulomb); A-diện tích bề mặt cực âm (cm2); Hệ số xuyên màng Pm (cm2/giây); Độ dày màng chữ L (cm); Nồng độ oxy hòa tan Cs (ppm). Khi cấu trúc điện cực và màng được xác định, A, Pm, L, n, v.v. trong công thức đều là các hằng số. Đặt K= nFA(Pm/L), thì trong công thức trên: i∞=KCs.
Do đó, có thể thấy rằng miễn là đo được dòng khuếch tán i∞ thì có thể đo được nồng độ oxy hòa tan. Để loại bỏ ảnh hưởng của nhiệt độ, độ mặn và áp suất không khí, mỗi mô hình sử dụng công nghệ riêng để bù đắp. Tế bào Galvanic: Khi các phân tử oxy bên ngoài xuyên qua màng vào pha bên trong của điện cực và đến giao diện ba pha của cực âm, phản ứng sau đây sẽ xảy ra.
Cực âm của bạc bị khử: O2 cộng 2H2O cộng 4e→4OHˉ Đồng thời, cực dương chì bị oxy hóa: 2Pb cộng 2KOH cộng 4OHˉ-4e→2KHPbO2 cộng 2H2O Tức là, oxy bị khử thành các ion hydroxit trên cực âm bằng bạc, đồng thời mạch ngoài Thu thêm êlectron; cực dương chì được thay thế bằng kali hydroxit
Dung dịch ăn mòn sinh ra kali hiđro chì axit, đồng thời nhường electron ra mạch ngoài. Sau khi mạch bên ngoài được kết nối, một dòng tín hiệu đi qua và giá trị của nó tỷ lệ thuận với nồng độ oxy hòa tan.
các
Phương pháp hiệu chuẩn máy đo oxy hòa tan
Máy phân tích oxy hòa tan thường có thể được hiệu chuẩn bằng dung dịch chuẩn hoặc lấy mẫu tại chỗ.
(1) Phương pháp hiệu chuẩn dung dịch chuẩn của máy đo oxy hòa tan: Hiệu chuẩn dung dịch chuẩn thường áp dụng hiệu chuẩn hai điểm, nghĩa là hiệu chuẩn điểm 0 và hiệu chuẩn phạm vi. Dung dịch hiệu chuẩn điểm 0 có thể sử dụng dung dịch Na2SO3 2 phần trăm. Dung dịch hiệu chuẩn dải có thể được chọn theo dải đo của thiết bị: Dung dịch KCl 4 M (2 mg/L); Dung dịch metanol 50 phần trăm (21,9 mg/L).
(2) Phương pháp lấy mẫu và hiệu chuẩn máy đo oxy hòa tan tại chỗ (phương pháp Winkler): Trong thực tế sử dụng máy đo oxy hòa tan, phương pháp Winkler thường được sử dụng để hiệu chuẩn máy đo oxy hòa tan tại chỗ. Khi sử dụng phương pháp này, có hai tình huống xảy ra: khi lấy mẫu, chỉ số của đồng hồ là M1 và giá trị phân tích là A. Khi hiệu chuẩn đồng hồ, chỉ số của đồng hồ vẫn là M1. Lúc này chỉ cần chỉnh chỉ số công tơ về bằng A; khi lấy mẫu, số đọc của đồng hồ là M1, giá trị phân tích trong phòng thí nghiệm là A và số đọc của đồng hồ được thay đổi thành M2 khi đồng hồ được hiệu chuẩn. Tại thời điểm này, số đọc của đồng hồ không thể được điều chỉnh bằng A, nhưng số đọc của đồng hồ nên được điều chỉnh thành 1MA×M2.
