สารานุกรมความรู้เครื่องวัดออกซิเจนละลายน้ำ
เครื่องวัดค่าออกซิเจนละลายน้ำทำงานอย่างไร
เครื่องวิเคราะห์ออกซิเจนละลายส่วนใหญ่ใช้ไดอะแฟรมอิเล็กโทรดเป็นทรานสดิวเซอร์เพื่อเปลี่ยนความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายน้ำ (อันที่จริงคือความดันบางส่วนของออกซิเจน) ให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งจากนั้นจะขยายและปรับ (รวมถึงการชดเชยความเค็มและอุณหภูมิ) และแสดงโดยการแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัล อิเล็กโทรดเมมเบรนสำหรับวัดค่าออกซิเจนที่ละลายในน้ำมีอยู่ 2 ประเภท ได้แก่ โพลาโรกราฟิก (โพลาโรกราฟี) และเซลล์กัลวานิก (เซลล์กัลวานิก) โพลารากราฟี: ในอิเล็กโทรด วงแหวนทองคำ (Au) หรือวงแหวนทองคำขาว (Pt) ใช้เป็นแคโทด ซิลเวอร์-ซิลเวอร์คลอไรด์ (หรือปรอท-เมอร์คิวรัสคลอไรด์) ใช้เป็นแอโนด อิเล็กโทรไลต์คือสารละลายโพแทสเซียมคลอไรด์ พื้นผิวด้านนอกของแคโทดถูกปกคลุมด้วยฟิล์มที่ออกซิเจนซึมผ่านได้ ฟิล์มสามารถใช้วัสดุที่ระบายอากาศได้ เช่น พอลิเตตระฟลูออโรเอทิลีน โพลิไวนิลคลอไรด์ โพลิเอทิลีน ยางซิลิโคน ฯลฯ แรงดันโพลาไรเซชัน 0.5 ถึง 1.5 โวลต์จะใช้ระหว่างขั้วแคโทดและขั้วแอโนด บางตัวมีแรงดันโพลาไรเซชัน 0.7 โวลต์ เมื่อออกซิเจนที่ละลายน้ำซึมผ่านเมมเบรนและมาถึงพื้นผิวของแคโทดทอง ปฏิกิริยาต่อไปนี้จะเกิดขึ้นบนอิเล็กโทรด
แคโทดจะลดลง: O2 บวก 2H2O บวก 4e→4OHˉ; ในขณะเดียวกัน ขั้วบวกจะถูกออกซิไดซ์: 4Clˉ บวก 4Ag-4e→4AgCl; ภายใต้สถานการณ์ปกติ ค่าของกระแสการแพร่กระจาย i∞ ที่เกิดจากปฏิกิริยารีดักชัน-ออกซิเดชันข้างต้นจะแปรผันตามความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลาย สามารถแสดงด้วยสูตรต่อไปนี้:
i∞=nFA(Pm/L)Cs ในสูตร: i∞-กระแสการแพร่ในสถานะคงที่ n-จำนวนอิเล็กตรอนที่ได้รับและสูญเสีย; ค่าคงที่ F-Faraday (96500 คูลอมบ์); พื้นที่ผิวแคโทด (ตารางเซนติเมตร); ค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านของฟิล์ม PM (ซม.2/วินาที); ความหนาของฟิล์ม L (ซม.); ความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายในน้ำ Cs (ppm) เมื่อกำหนดโครงสร้างอิเล็กโทรดและฟิล์มแล้ว A, Pm, L, n ฯลฯ ในสูตรจะเป็นค่าคงที่ทั้งหมด ให้ K= nFA(Pm/L) จากนั้นในสูตรด้านบน: i∞=KCs
ดังนั้นจะเห็นได้ว่าตราบเท่าที่วัดกระแสการแพร่ i∞ จะสามารถวัดความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายได้ เพื่อขจัดอิทธิพลของอุณหภูมิ ความเค็ม และความกดอากาศ แต่ละรุ่นใช้เทคโนโลยีของตัวเองเพื่อชดเชย เซลล์กัลวานิก: เมื่อโมเลกุลของออกซิเจนภายนอกทะลุผ่านฟิล์มเข้าไปในเฟสด้านในของอิเล็กโทรดและไปถึงอินเทอร์เฟซสามเฟสของแคโทด ปฏิกิริยาต่อไปนี้จะเกิดขึ้น
แคโทดเงินจะลดลง: O2 บวก 2H2O บวก 4e→4OHˉ ในขณะเดียวกัน ตะกั่วแอโนดจะถูกออกซิไดซ์: 2Pb บวก 2KOH บวก 4OHˉ-4e→2KHPbO2 บวก 2H2O นั่นคือ ออกซิเจนจะถูกรีดิวซ์เป็นไฮดรอกไซด์ไอออนบน แคโทดเงินและในเวลาเดียวกัน วงจรภายนอกรับอิเล็กตรอน แอโนดตะกั่วถูกแทนที่ด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์
สารละลายจะกัดกร่อนเพื่อสร้างกรดโพแทสเซียมไฮโดรเจนตะกั่ว และในขณะเดียวกันก็ส่งอิเล็กตรอนออกไปยังวงจรภายนอก หลังจากเชื่อมต่อวงจรภายนอกแล้ว กระแสสัญญาณจะผ่านไป และค่าของมันจะแปรผันตามความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลาย
เดอะ
วิธีการสอบเทียบเครื่องวัดค่าออกซิเจนละลายน้ำ
โดยทั่วไปแล้ว เครื่องวัดค่าออกซิเจนละลายน้ำสามารถสอบเทียบได้ด้วยสารละลายมาตรฐานหรือการสุ่มตัวอย่างนอกสถานที่
(1) วิธีการสอบเทียบสารละลายมาตรฐานของเครื่องวัดค่าออกซิเจนละลายในน้ำ: โดยทั่วไปแล้วการสอบเทียบสารละลายมาตรฐานจะใช้การสอบเทียบแบบสองจุด นั่นคือ การสอบเทียบจุดศูนย์และการสอบเทียบช่วง โซลูชันการสอบเทียบจุดศูนย์สามารถใช้โซลูชัน Na2SO3 2 เปอร์เซ็นต์ สามารถเลือกโซลูชันการสอบเทียบช่วงได้ตามช่วงการวัดของเครื่องมือ: สารละลาย 4 M KCl (2 มก./ลิตร); สารละลายเมทานอล 50 เปอร์เซ็นต์ (21.9 มก./ลิตร)
(2) วิธีการสุ่มตัวอย่างและการสอบเทียบในสถานที่ของเครื่องวัดค่าออกซิเจนละลายน้ำ (วิธี Winkler): ในการใช้งานจริงของเครื่องวัดค่าออกซิเจนละลายน้ำ วิธี Winkler มักจะใช้สำหรับการสอบเทียบเครื่องวัดค่าออกซิเจนละลายน้ำในสถานที่ เมื่อใช้วิธีนี้ มีสองสถานการณ์: เมื่อทำการสุ่มตัวอย่าง การอ่านมาตรวัดคือ M1 และค่าวิเคราะห์คือ A เมื่อปรับเทียบมาตรวัดแล้ว การอ่านมาตรวัดยังคงเป็น M1 ในเวลานี้จำเป็นต้องปรับการอ่านมิเตอร์ให้เท่ากับ A เท่านั้น เมื่อสุ่มตัวอย่าง ค่าที่อ่านได้ของมาตรวัดคือ M1 ค่าการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการคือ A และค่าที่อ่านมาตรวัดจะเปลี่ยนเป็น M2 เมื่อปรับเทียบมาตรวัดแล้ว ในขณะนี้ การอ่านมาตรวัดไม่สามารถปรับให้เท่ากับ A ได้ แต่ควรปรับการอ่านมาตรวัดเป็น 1MA×M2
