Parcijalne komponente i uvođenje elektroda za mjerenje rastvorenog kiseonika
Struktura elektrode mjerača otopljenog kisika: općenito se sastoji od katode, anode, elektrolita i plastične folije.
Elektrolit: Formula elektrolita se općenito smatra povjerljivom i trgovci je ne otkrivaju lako. Priprema elektrolita je vrlo specifična i zahtijeva upotrebu vode bez jona. Neki zagađujući joni će ozbiljno uticati na performanse elektrode. Farmaceutski reagensi koji se koriste moraju biti najmanje klase AR. Korisni elektroliti uključuju KOH; KCl, Pb(AcO)2 i druge sonde senzora vlažnosti, električne cijevi za grijanje od nehrđajućeg čelika, PT100 senzori, fluidni elektromagnetni ventili, grijači od livenog aluminija i grijaći prstenovi.
Film: Obično se koristi politetrafluoroetilen (F4) ili politetrafluoroetilen-poliheksafluoropropilen kopolimer. Korišćen je i polipropilen hlorid. Polietilenska folija ima visoku propusnost za kiseonik i nisku propusnost za CO2.
Odziv elektrode Naša jednostavna analiza performansi elektrode pokazuje da je odgovor elektrode povezan sa konstantom elektrode, k: k=π2D/d2. D je koeficijent difuzije filma, a d je debljina filma.
Što je K veći, to je brži odgovor. Naravno, struktura elektrode će uvelike uticati na performanse elektrode.
membrana za kompenzaciju pritiska
Elektrode koje se koriste u rezervoaru uglavnom su opremljene membranama za kompenzaciju pritiska, a elektrode koje se koriste u malim staklenim rezervoarima za fermentaciju obično imaju balansiran tip pora. Težina membrane za kompenzaciju pritiska potrebna je da se nosi sa termičkim širenjem elektrolita tokom eksplozije pod visokim pritiskom. Uglavnom napravljen od silikona.
princip rada
Kiseonik u vodi mora proći kroz membranu i doći do površine katode prije nego što ga elektroda može reducirati. Stoga kisik treba savladati određeni otpor prije nego što difundira na površinu katode, od kojih su najvažniji otpor tečnog filma blizu filma i otpor samog filma. Za elektrode tipa galvanskih ćelija vrlo je važno da glavni otpor padne na film, odnosno otpor filma je mnogo veći od otpora tečnog filma, tako da uticaj promjena otpora uzrokovanih protok tečnosti koji se meri na difuziji kiseonika može se minimizirati. . Stoga se iz formule (1) može vidjeti da je mjerenje kisika u suštini mjerenje brzine difuzije kisika.
IS {{0}} N FA (Pm/dm)P0 (1)
U formuli, IS je izlazna struja, N je broj elektrona dobivenih redukcijom kisika, F je Faradejeva konstanta, A je površina katode, Pm je koeficijent difuzije plastične folije, dm je debljina filma , a P0 je parcijalni pritisak kiseonika u tečnosti koja se meri. .
Na osnovu ovog principa, prilikom mjerenja DO u bujonu viskozne fermentacije, elektrode tipa galvanske ćelije trebale bi pokušati koristiti deblji film, koji može smanjiti promjenu otpora tečnog filma i na taj način smanjiti fluktuaciju izlazne struje. Za polarografske elektrode, kretanje tečnosti nema uticaja na izlaz elektrode.
Mjere predostrožnosti
Zapravo, elektroda mjerača rastvorenog kiseonika ne meri koncentraciju rastvorenog kiseonika, već aktivnost kiseonika ili parcijalni pritisak kiseonika. Vazduh ili azot bez kiseonika se obično koristi za kalibraciju 100% i nulte tačke. Prava koncentracija rastvorenog kiseonika u tečnosti može se odrediti hemijski.
