Gedeeltelijke componenten en introductie van meterelektroden voor opgeloste zuurstof
Opgeloste zuurstofmeterelektrodestructuur: meestal samengesteld uit kathode, anode, elektrolyt en plastic film.
Elektrolyt: De formule van elektrolyt wordt over het algemeen als vertrouwelijk beschouwd en wordt door handelaars niet gemakkelijk bekendgemaakt. De bereiding van de elektrolyt is zeer bijzonder en vereist het gebruik van ionenvrij water. Sommige vervuilende ionen zullen de prestaties van de elektrode ernstig beïnvloeden. De gebruikte farmaceutische reagentia moeten minimaal AR-kwaliteit zijn. Bruikbare elektrolyten omvatten KOH; KCl-, Pb(AcO)2- en andere vochtigheidssensorsondes, roestvrijstalen elektrische verwarmingsbuizen, PT100-sensoren, vloeistofmagneetkleppen, gegoten aluminium verwarmingselementen en verwarmingsringen.
Film: Over het algemeen wordt polytetrafluorethyleen (F4) of polytetrafluorethyleen-polyhexafluorpropyleencopolymeer gebruikt. Polypropyleenchloride is ook gebruikt. Polyethyleenfilm heeft een hoge permeabiliteit voor zuurstof en een lage permeabiliteit voor CO2.
Elektroderespons Onze eenvoudige analyse van de elektrodeprestaties laat zien dat de elektroderespons gerelateerd is aan de elektrodeconstante, k: k=π2D/d2. D is de diffusiecoëfficiënt van de film en d is de filmdikte.
Hoe groter K is, hoe sneller de respons is. Uiteraard zal de structuur van de elektrode de prestaties van de elektrode sterk beïnvloeden.
drukcompensatie membraan
De elektroden die in de tank worden gebruikt, zijn over het algemeen uitgerust met drukcompensatiemembranen, en de elektroden die in kleine glazen gistingstanks worden gebruikt, zijn meestal van het porie-gebalanceerde type. Het gewicht van het drukcompensatiemembraan is nodig om de thermische uitzetting van de elektrolyt tijdens hogedrukexplosies op te vangen. Meestal gemaakt van siliconen.
werkend principe
De zuurstof in het water moet door het membraan gaan en het oppervlak van de kathode bereiken voordat deze door de elektrode kan worden gereduceerd. Daarom moet zuurstof enige weerstand overwinnen voordat het naar het kathodeoppervlak diffundeert, waarvan de belangrijkste de weerstand van de vloeibare film dichtbij de film en de weerstand van de film zelf zijn. Voor elektroden van het galvanische celtype is het erg belangrijk dat de hoofdweerstand op de film valt, dat wil zeggen dat de weerstand van de film veel groter is dan de weerstand van de vloeibare film, zodat de impact van weerstandsveranderingen veroorzaakt door de stroming van de vloeistof die wordt gemeten bij zuurstofdiffusie kan worden geminimaliseerd. . Daarom kan uit formule (1) worden afgeleid dat het meten van zuurstof in wezen het meten van de diffusiesnelheid van zuurstof is.
IS {{0}} N FA (Pm/dm)P0 (1)
In de formule is IS de uitgangsstroom, N is het aantal elektronen verkregen door zuurstof te reduceren, F is de constante van Faraday, A is het kathodeoppervlak, Pm is de diffusiecoëfficiënt van de plastic film, dm is de dikte van de film , en P0 is de partiële zuurstofdruk in de gemeten vloeistof. .
Op basis van dit principe moeten galvanische celelektroden bij het meten van DO in stroperige fermentatiebouillon proberen een dikkere film te gebruiken, die de verandering in de vloeistoffilmweerstand kan verminderen en zo de fluctuatie van de uitgangsstroom kan verminderen. Bij polarografische elektroden heeft vloeistofbeweging geen effect op de output van de elektrode.
Voorzorgsmaatregelen
In feite meet de meterelektrode voor opgeloste zuurstof niet de concentratie opgeloste zuurstof, maar de zuurstofactiviteit of partiële zuurstofdruk. Voor het kalibreren van de 100%- en nulpunten wordt meestal lucht of zuurstofvrije stikstof gebruikt. De werkelijke opgeloste zuurstofconcentratie in een vloeistof kan chemisch worden bepaald.
