Aplicação do método de medição de oxigênio dissolvido 2

Com o contínuo desenvolvimento e atualização da tecnologia de análise da qualidade da água, a tecnologia de medição de oxigênio solúvel eletroquímica tornou-se a tecnologia de medição de oxigênio solúvel atualmente aplicada, que foi inventada pela primeira vez pelo Dr. Leland Clark em 1956. A eletroquímica é dividida em métodos de bateria primária e espectrometria polar. Entre eles, a espectrometria extrema é amplamente aplicada. A estrutura do analisador de dissolução de oxigênio eletroquímico (espectrometria polar) baseada em sensores pode ser dividida em dois tipos de difusão e equilíbrio, relativamente, a aplicação de sensores de dissolução de oxigênio eletroquímico de tipo difusão é mais popular.

A estrutura do sensor de oxigênio solúvel eletroquímico (espectrometria polar) é mostrada na figura abaixo.

Figura 1: Esquema de Determinação por Espectrometria Polar

O sensor é composto por componentes principais como cátodo, ánodo, eletrólito e membrana de permeabilidade, sob a tensão de polarização de corrente contínua, o oxigênio dissolvido na água passa pela membrana de permeabilidade para chegar ao cátodo e ocorre uma reação de redução:

O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-

Ao mesmo tempo, o ánodo ocorre uma reação oxidativa: 4Ag + 4Cl- = 4AgCl + 4e-

O princípio de determinação do oxigênio dissolvido do método de bateria original é o mesmo método eletroquímico, mas menos tensão de polarização, mas uma reação espontânea. Os sensores são compostos por ánodos, eletrólitos e membranas semipermeáveis. Quando as moléculas de oxigênio dissolvidas na água atravessam a membrana de oxigênio para chegar ao cátodo, ocorre uma reação de redução:

O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-

Enquanto o ánodo ocorre uma reação oxidativa: 2Zn = 2Zn2+ + 42e-

Figura 2: Esquema de Determinação da Bateria Original

Quando a reação atinge condições de equilíbrio estável, a corrente gerada pela reação eletroquímica e a pressão parcial (concentração) do oxigênio têm uma certa relação: I = n ? F ? A ? D ? S ? pO2 / d

I: Corrente do sensor [nA]

n: Número de migrações eletrônicas (n = 4)

F: Constante de Faraday (F = 96.485 C/mol)

A: Tamanho da superfície do cátodo [cm2]

D: Coeficiente de difusão da molécula de oxigênio na membrana [cm2/s]

S: Solubilidade de oxigênio da membrana [mol/(cm3*bar)]

pO2: pressão parcial de oxigênio [bar]

d: Espessura da membrana [cm]

Assim, a pressão parcial de oxigênio dissolvido na água pode ser calculada de acordo com a intensidade da corrente gerada pelo processo eletroquímico acima e, em seguida, a concentração de oxigênio dissolvido na água pode ser obtida de acordo com a Lei de Henry.

Em comparação com outras tecnologias de medição de oxigênio dissolvido, a tecnologia de medição de oxigênio dissolvido com espectroscopia extrema tem uma ampla gama de aplicações, alta precisão (especialmente em aplicações de medição de oxigênio dissolvido em grau de rastro de ppb), maturidade técnica e outras características, atualmente na indústria de tratamento de água várias aplicações de medição de oxigênio dissolvido são populares e amplas. E o método de bateria original reduziu o processo de pré-aquecimento polarizado, o uso é mais conveniente.

A medição óptica do oxigênio dissolvido é baseada no princípio da extinção da fluorescência: a fonte de luz LED azul no sensor emite um feixe de luz azul, irradiado sobre a matéria fluorescente, a matéria fluorescente do revestimento é imediatamente estimulada por este feixe de luz azul, este estado de excitação é instável, após o encontro com oxigênio, a luz vermelha é rapidamente liberada e retorna ao estado original. Existe um atraso de tempo entre a luz vermelha e a luz azul emitida anteriormente pelo LED, e o detector fotoelétrico pode monitorar este atraso de fase entre a luz azul e a luz vermelha, ou seja, medir o tempo em que a substância fluorescente se recupera depois de ser excitada pela luz azul até a emissão da luz vermelha, para calcular o teor de oxigênio dissolvido na água. O atraso de fase é inversamente proporcional à concentração de oxigênio dissolvido perto do emissor. Quando o oxigênio entra em contato com a substância fluorescente, a intensidade da luz vermelha produzida diminui, ao mesmo tempo que o tempo de produção da luz vermelha diminui, e quanto maior a concentração de oxigênio dissolvido na amostra de água, menor a intensidade da luz vermelha produzida pelo sensor.

Figura 3: Esquema de Determinação por Fluorescença

* A tecnologia de medição de oxigênio dissolvido do método de extinção fluorescente tem as vantagens de medição conveniente, alta estabilidade e baixa manutenção. Além de altas concentrações de dióxido de cloro, o oxigênio dissolvido óptico não é vulnerável a outras substâncias interferentes.