Componentes parciais e introdução de eletrodos medidores de oxigênio dissolvido
Estrutura do eletrodo do medidor de oxigênio dissolvido: geralmente composta de cátodo, ânodo, eletrólito e filme plástico.
Eletrólito: A fórmula do eletrólito é geralmente considerada confidencial e não é facilmente divulgada pelos comerciantes. A preparação do eletrólito é muito particular e requer o uso de água isenta de íons. Alguns íons poluentes afetarão seriamente o desempenho do eletrodo. Os reagentes farmacêuticos utilizados devem ser pelo menos grau AR. Eletrólitos úteis incluem KOH; KCl, Pb(AcO)2 e outras sondas de sensores de umidade, tubos de aquecimento elétrico de aço inoxidável, sensores PT100, válvulas solenóides de fluido, aquecedores de alumínio fundido e anéis de aquecimento.
Filme: Geralmente é usado copolímero de politetrafluoroetileno (F4) ou politetrafluoroetileno-polihexafluoropropileno. Cloreto de polipropileno também tem sido usado. O filme de polietileno possui alta permeabilidade ao oxigênio e baixa permeabilidade ao CO2.
Resposta do eletrodo Nossa análise simples do desempenho do eletrodo mostra que a resposta do eletrodo está relacionada à constante do eletrodo, k: k=π2D/d2. D é o coeficiente de difusão do filme e d é a espessura do filme.
Quanto maior for K, mais rápida será a resposta. Naturalmente, a estrutura do eletrodo afetará muito o desempenho do eletrodo.
membrana de compensação de pressão
Os eletrodos utilizados no tanque são geralmente equipados com membranas de compensação de pressão, e os eletrodos utilizados em pequenos tanques de fermentação de vidro geralmente adotam o tipo balanceado por poros. O peso da membrana de compensação de pressão é necessário para lidar com a expansão térmica do eletrólito durante a explosão de alta pressão. Geralmente feito de silicone.
princípio de trabalho
O oxigênio na água deve passar através da membrana e atingir a superfície do cátodo antes de poder ser reduzido pelo eletrodo. Portanto, o oxigênio precisa superar alguma resistência antes de se difundir para a superfície do cátodo, sendo as mais importantes a resistência do filme líquido próximo ao filme e a resistência do próprio filme. Para eletrodos do tipo célula galvânica, é muito importante que a resistência principal recaia sobre o filme, ou seja, a resistência do filme é muito maior que a resistência do filme líquido, para que o impacto das mudanças na resistência causadas pelo o fluxo do líquido que está sendo medido na difusão de oxigênio pode ser minimizado. . Portanto, pode-se observar pela fórmula (1) que medir o oxigênio é essencialmente medir a taxa de difusão do oxigênio.
É {{0}} N FA (Pm/dm)P0 (1)
Na fórmula, IS é a corrente de saída, N é o número de elétrons obtidos pela redução do oxigênio, F é a constante de Faraday, A é a área superficial do cátodo, Pm é o coeficiente de difusão do filme plástico, dm é a espessura do filme , e P0 é a pressão parcial de oxigênio no líquido que está sendo medido. .
Com base neste princípio, ao medir OD em caldo de fermentação viscoso, os eletrodos do tipo célula galvânica devem tentar usar um filme mais espesso, o que pode reduzir a mudança na resistência do filme líquido e, assim, reduzir a flutuação da corrente de saída. Para eletrodos polarográficos, o movimento do fluido não afeta a saída do eletrodo.
Precauções
Na verdade, o eletrodo do medidor de oxigênio dissolvido mede não a concentração de oxigênio dissolvido, mas a atividade de oxigênio ou a pressão parcial de oxigênio. Ar ou nitrogênio isento de oxigênio geralmente é usado para calibrar os pontos 100% e zero. A verdadeira concentração de oxigênio dissolvido em um líquido pode ser determinada quimicamente.
