溶解氧测定仪简明原理

溶解氧测定仪简明原理

常见的溶氧仪多采用隔膜电极作换能器,将溶氧浓度(实际上是氧分压)转换成电信号,再经放大、调整(包括盐度、温度补偿),由模数转换显示。

溶氧仪实用的膜电极有两种类型:极谱型(Polarography)和原电池型(Galvanic Cell)。极谱型(Polarography):电极中,由黄金(Au)环或铂(Pt)金环作阴极;银-氯化银(或汞-氯化亚汞)作阳极。电解液为氯化钾溶液。阴极外表面覆盖一层透氧薄膜。薄膜可采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、硅橡胶等透气材料。阴阳两电极之间外加0.5~1.5伏的 极化电压。有的极化电压为0.7伏。当溶解氧透过薄膜到达黄金阴极表面,在电极上发生如下反应。

阴极被还原:O2+2H2O+4e→4OHˉ

同时,阳极被氧化:4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl

在正常情况下,上述还原-氧化反应产生的扩散电流i∞之值与溶氧浓度成正比。可用下式表示:

i∞=nFA(Pm/L)Cs

式中:i∞-稳定状态的扩散电流

n-得失电子数

F-法拉第常数(96500 库仑)

A-阴极表面积(平方厘米)

Pm-薄膜的渗透系数(厘米2/秒)

L-薄膜的厚度(厘米)

Cs-溶解氧浓度(ppm)

当电极结构和薄膜确定之后,式中A、Pm、L、n等均为常数。令K= nFA(Pm/L),则上

式中:i∞=KCs。

因此可见,只要测得扩散电流i∞,即可测得溶解氧浓度。为消除温度、盐度和气压因素影响,各型号产品采用各自技术进行补偿。

原电池型(Galvanic Cell):当外界氧分子透过薄膜进入电极内相到达阴极的三相界面时,产生下式反应。

银阴极被还原:O2+2H2O+4e→4OHˉ

同时,铅阳极被氧化:2Pb+2KOH+4OHˉ-4e→2KHPbO2+2H2O

即:氧在银阴极上被还原为氢氧根离子,并同时向外电路获得电子;铅阳极被氢氧化钾溶液腐蚀,生成铅酸氢钾,同时向外电路输出电子。接通外电路之后,便有信号电流通过,其值与溶氧浓度成正比。

溶解氧仪分类

◆按便携性分为:便携式溶解氧仪,台式溶解氧仪和笔式溶解氧仪。 ◆按用途分为:实验室用溶解氧仪,工业在线溶解氧仪等。

◆按先进程度分为:经济型溶解氧仪,智能型溶解氧仪,精密型溶解氧仪或分为指针式溶解氧仪,数显式溶解氧仪。

◆笔式溶解氧仪,一般制成单一量程,测量范围狭,为专用简便仪器。 便携式和台式溶解氧仪测量范围较广,常用仪器,不同点是便携式采用直流供电,可携带到现场。实验室溶解氧仪测量范围广、功能多、测量精度高。

工业用溶解氧仪的特点是要求稳定性好、工作可靠,有一定的测量精度、环境适应能力强、抗干扰能力强,具有模拟里量输出、数字通讯、上下限报警和控制功能等。

溶解氧测定仪简明原理

常见的溶氧仪多采用隔膜电极作换能器,将溶氧浓度(实际上是氧分压)转换成电信号,再经放大、调整(包括盐度、温度补偿),由模数转换显示。

溶氧仪实用的膜电极有两种类型:极谱型(Polarography)和原电池型(Galvanic Cell)。极谱型(Polarography):电极中,由黄金(Au)环或铂(Pt)金环作阴极;银-氯化银(或汞-氯化亚汞)作阳极。电解液为氯化钾溶液。阴极外表面覆盖一层透氧薄膜。薄膜可采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、硅橡胶等透气材料。阴阳两电极之间外加0.5~1.5伏的 极化电压。有的极化电压为0.7伏。当溶解氧透过薄膜到达黄金阴极表面,在电极上发生如下反应。

阴极被还原:O2+2H2O+4e→4OHˉ

同时,阳极被氧化:4Clˉ+4Ag-4e→4AgCl

在正常情况下,上述还原-氧化反应产生的扩散电流i∞之值与溶氧浓度成正比。可用下式表示:

i∞=nFA(Pm/L)Cs

式中:i∞-稳定状态的扩散电流

n-得失电子数

F-法拉第常数(96500 库仑)

A-阴极表面积(平方厘米)

Pm-薄膜的渗透系数(厘米2/秒)

L-薄膜的厚度(厘米)

Cs-溶解氧浓度(ppm)

当电极结构和薄膜确定之后,式中A、Pm、L、n等均为常数。令K= nFA(Pm/L),则上

式中:i∞=KCs。

因此可见,只要测得扩散电流i∞,即可测得溶解氧浓度。为消除温度、盐度和气压因素影响,各型号产品采用各自技术进行补偿。

原电池型(Galvanic Cell):当外界氧分子透过薄膜进入电极内相到达阴极的三相界面时,产生下式反应。

银阴极被还原:O2+2H2O+4e→4OHˉ

同时,铅阳极被氧化:2Pb+2KOH+4OHˉ-4e→2KHPbO2+2H2O

即:氧在银阴极上被还原为氢氧根离子,并同时向外电路获得电子;铅阳极被氢氧化钾溶液腐蚀,生成铅酸氢钾,同时向外电路输出电子。接通外电路之后,便有信号电流通过,其值与溶氧浓度成正比。

溶解氧仪分类

◆按便携性分为:便携式溶解氧仪,台式溶解氧仪和笔式溶解氧仪。 ◆按用途分为:实验室用溶解氧仪,工业在线溶解氧仪等。

◆按先进程度分为:经济型溶解氧仪,智能型溶解氧仪,精密型溶解氧仪或分为指针式溶解氧仪,数显式溶解氧仪。

◆笔式溶解氧仪,一般制成单一量程,测量范围狭,为专用简便仪器。 便携式和台式溶解氧仪测量范围较广,常用仪器,不同点是便携式采用直流供电,可携带到现场。实验室溶解氧仪测量范围广、功能多、测量精度高。

工业用溶解氧仪的特点是要求稳定性好、工作可靠,有一定的测量精度、环境适应能力强、抗干扰能力强,具有模拟里量输出、数字通讯、上下限报警和控制功能等。


相关内容

  • 分析化学实验
  • 分析化学实验指导 <分析化学实验>是分析化学课程的重要组成部分,是以实验操作为主的技能课程,它具有自己的培养目标.教学思想.教学内容和方法.学生通过本课的学习,可加深对分析化学基础理论.基本知识的理解,正确和较熟练掌握分析化学实验技能和基本操作,提高观察.分析和解决问题的能力,培养学生良 ...

  • 扬州大学 环境监测复习资料
  • 第一章 绪论 环境监测过程 现场调查→监测方案制订→优化布点→样品采集→运送保存→分析测试→数据处理→综合评价 环境监测的目的是准确.及时.全面地反映环境质量现状及发展趋势,为环境管理.污染源控制.环境规划等提供科学依据. 环境优先污染物和优先监测 1.经过优先选择的污染物成为环境优先污染物,简称优 ...

  • 医用化学实验
  • 高等医学院校基础医学实验教学系列教材 供与医学有关各专业用 医用化学实验 主编 余瑜 尚京川 科学技术出版社 高等医学院校基础医学实验教学系列教材 供与医学有关各专业用 医用化学实验 主 编 余 瑜 尚京川 罗美明 赵先英 贾云宏 编委(以姓氏笔画为序) 于明安(重庆医科大学) 王 驰(重庆医科大学 ...

  • 植物中天然香料的提取及香料成分分析预习报告
  • 植物中天然香料的提取及香料成分分析 预习报告 摘要 植物中蕴含大量天然香料,报告就天然香料的基本知识与分类的进行简单介绍.简明分析了蒸馏法.压榨法.浸提法和吸收法四种提取方法的适用条件,优缺点以及分离方法.为更好的对香料成分进行分析,报告介绍了关于香料产品的关键技术指标和检测方法. 关键词 天然香料 ...

  • 水质检测基础知识
  • 第一章:水分析岗位知识 一.仪器设备知识 1.电导电极有哪几种? 答:有光亮和铂黑两种 2.DJS-1型光亮电导极运用范围? 答:被测溶液的电导率低于10μs/cm时使用 3.电导仪"低周"的适用范围 答:测量电导率低于300μs/cm的液体时使用 4.测PH值用的玻璃电极为什么 ...

  • 分析化学设计实验福尔马林中甲醛含量的测定
  • 分析化学实验报告 小组成员: 09化学一班邹少芬.09化学六班张少宜 学生姓名: 学号: 专业: 化学 年级.班级 : 课程名称:分析化学实验 实验项目:福尔马林中甲醛含量的测定 实验类型:设计 实验时间:2010.12.23 .2010.1.4 实验题目: 福尔马林中甲醛含量的测定 一. 实验题目 ...

  • 甲磺酰氯的纯度测定
  • 甲磺酰氯的纯度测定,先用10%氢氧化钠溶液直火水解1小时,用硝酸银回滴法滴定,测定总氯(代入分子量) 再用乙醇溶解样品,以硝酸银直接法滴定游离的氯 直接用气相色谱进行测定,用非极性色谱柱,fid 检测器,有什么问题可以联系我.我以前做甲基磺酰氯. 用氧化还原电位滴定法测定磺酰氯的含量 彭彩红, 陈钟 ...

  • 工业分析2011年试题(含答案)
  • 工业分析复习 1. 工业分析样品进行取样的基本原则是什么?根据样品取样原则,简单说明下列取样方法是否科学?为什么? (a)分析一枚硬币的组成,将该硬币在一定的酸性溶液中浸泡一段时间,然后测量酸性溶液的组成:(b)分析水果.蔬菜中农药的残留,将水果皮和果核除去后分析果肉中的农药含量:(c)分析工厂废水 ...

  • 测定室温下硝酸钾的溶解度
  • 测定室温下硝酸钾的溶解度 一.教学目标 1.了解测定室温下硝酸钾溶解度的原理和方法:加深对溶解度概念的理解. 2.初步学会设计实验方案的方法和一般步骤,培养学生应用化学知识和实验技能,解决简单实际问题的能力. 二.教学方法 谈话法. 三.教学用品 投影仪. 四.教学过程 师:在上一节课里,我们学习了 ...