Oxigen Dizolvat

Teorie și principul de măsurare

Oxigenul dizolvat (OD) este o măsură a cantității de oxigen dizolvat într-un sistem. Măsurătorile sunt luate de obicei în apă folosind o sondă OD și un aparatr. Măsurătorile urmează Legea lui Henry, care afirmă că o concentrație de gaz într-o soluție este direct proporțională cu presiunea parțială a gazului respectiv deasupra soluției. Constanta legii lui Henry este un factor de proporționalitate, deci este specifică gazului din solventul măsurat.

Presiunea parțială a oxigenului este de fapt o măsurare a activității termodinamice a moleculelor sale. Viteza la care oxigenul se dizolvă, difuzează și reacționează nu este determinată de concentrația sa, ci de presiunea sa parțială. Atmosfera pământului este compusă din 20,9% oxigen, iar la nivelul mării atmosfera este 100% saturată cu oxigen.

Procentul de saturație este cantitatea de OD prezentă la o cantitate de OD probabilă la o presiune și temperatură date. Procentul de saturație este o unitate comună pentru măsurarea OD, deoarece se bazează pe presiunea parțială a unui gaz, astfel se poate determina în orice solvent.

Măsurătorile de concentrație ale OD pot utiliza unități de părți pe milion (ppm) sau miligrame pe litru (mg/L). În aparatele care afișează concentrația de OD în ppm sau mg/L, se presupune că solventul este întotdeauna apa. În alți solvenți precum uleiurile sau acizii, constanta legii lui Henry ar fi diferită. În aceste cazuri, trebuie utilizat procentul de saturație, deoarece este incorect să se utilizeze ppm sau mg/L.

Efectele temperaturii și presiunii

Pe măsură ce temperatura unei soluții crește, mișcarea particulelor în interiorul acelei soluții crește. Cu o mișcare mai mare a particulelor, gazele dizolvate se evaporă mai ușor din soluție. În apa caldă oxigenul este mai puțin solubil, în timp ce în apa rece oxigenul este mai solubil. Concentrația de OD în apele saturate cu aer scade odată cu creșterea temperaturii.

Presiunea atmosferică scade odată cu creșterea altitudinii. Deoarece există o presiune parțială mai mică, oxigenul este mai puțin solubil la altitudini mai mari. Concentrația de OD în apele saturate cu aer scade odată cu creșterea cotelor.

Aplicații

Calitatea apei necesită măsurători ale oxigenului dizolvat pentru monitorizarea mediului. În lacurile și râurile liniștite, decăderea materiei organice poate determina creșterea nivelului de bacterii. Bacteriile aerobe consumă oxigen, declanșând o deficiență care poate determina moartea plantelor și a animalelor acvatice.

Acvacultura este creșterea și recoltarea plantelor și animalelor în toate tipurile de medii acvatice. Oxigenul dizolvat este necesar pentru pești, zooplancton și plante pentru a supraviețui și a se reproduce. Măsurătorile de OD sunt utilizate pentru a monitoriza și controla mediul necesar unei acvaculturi de succes.

Stațiile de tratare a apelor uzate se bazează pe bacterii pentru a descompune compușii organici găsiți în apă. Dacă cantitatea de oxigen dizolvat în apele uzate este prea mică, aceste bacterii vor muri și vor apărea condiții septice. Cantitatea de OD trebuie monitorizată în mod constant pentru a asigura tratarea adecvată a deșeurilor.

Vinul și berea sunt ambele afectate de oxigen în diferite etape din timpul producției și depozitării. OD este un parametru important de monitorizat pentru cei care doresc să obțină produse de înaltă calitate.

Hanna Instruments oferă o varietate de metode de măsurare a oxigenului dizolvat. Produsele includ aparate portabile și de laborator care utilizează sonde polarografice, galvanice sau optice de tip Clark.

Oxigenul dizolvat poate fi, de asemenea, măsurat fotocolorimetric cu reactivi. Analiza fotocolorimetrică se bazează pe principiul absorbției Beer-Lambert. Produsele de analiză fotocolorimetrică includ fotocolorimetre portabile și de laborator și spectrofotometre. Analiza fotocolorimetrică se bazează pe o adaptare a metodelor standard pentru examinarea apei și a apelor reziduale (ediția a 23-a) Metoda Winkler modificată cu azidă în care există o reacție care provoacă o nuanță galbenă în probă.

Seturile de teste chimice sunt de asemenea disponibile, iar rezultatele se obțin prin titrări simple folosind o metodă Winkler modificată.

 

Oxigenometre de laborator

Oxigenometrele de laborator sunt disponibile cu sonde polarografice de tip Clark. Aceste aparate au posibilitatea de a introduce manual salinitatea și altitudinea pentru compensarea măsurării. Sunt disponibile, de asemenea, echipamente pentru a efectua o analiză BOD (consumul biochimic de oxigen), OUR (rata de absorbție a oxigenului) și SOUR (rata specifică de absorbție a oxigenului). Parametrii care includ volumul sticlei sunt utilizați pentru a calcula BOD pe baza a două măsurători efectuate la 5 zile distanță.

 

 

Oxigenometre portabile

Oxigenometrele portabile sunt disponibile cu sonde care utilizează tehnologiile polarografice, galvanice sau optice Clarke-Type. Aparatele portabile includ cele cu calibrare manuală și selectarea manuală a valorilor de compensare a altitudinii și a salinității. Includ, de asemenea, versiuni care au un traductor de presiune barometrică pentru compensarea automată a presiunii, împreună cu versiunile care au un senzor EC pentru compensarea salinității. Oxigenometrele sunt disponibile cu programele BOD, OUR și SOUR încorporate pentru calcul automat.

Oxigenometre portabile cu sondă polarografică

Următoarele oxigenometre portabile utilizează o sondă polarografică de tip Clark. Sondele OD polarografice sunt alcătuite dintr-un electrod de lucru (catod) și un contraelectrod (anod). La acești electrozi se aplică o tensiune polarizantă specifică pentru reducerea oxigenului. O membrană subțire permeabilă la gaz izolează elementele senzorului de proba de apă, dar permite trecerea oxigenului. Oxigenul care trece prin membrană este redus la catod, provocând un curent din care se determină concentrația de oxigen. Sondele polarografice cu doi electrozi folosesc anodul ca electrod de referință.

 

Oxigenometre portabile cu sondă galvanică

Următoarele aparate portabile utilizează tehnologia galvanică. Sondele OD galvanice sunt alcătuide dintr-un electrod de lucru (catod) și un contraelectrod (anod) care acționează ca o baterie pentru a produce o tensiune specifică pentru reducerea oxigenului. O membrană subțire permeabilă la gaz izolează elementele senzorului de proba de apă, dar permite trecerea oxigenului. Oxigenul care trece prin membrană este redus la catod, provocând un curent din care se determină concentrația de oxigen.

Oxigenometre optice

Sunt disponibile oxigenometre portabile care utilizează tehnologie optică pentru măsurarea oxigenului dizolvat. Sonda optică de detectare a OD se bazează pe principiul fluorescenței. Metoda de detectare are un luminofor pe bază de Pt imobilizat, care este excitat de lumina unui LED albastru și emite o lumină roșie. Oxigenul dizolvat stinge această excitație. Când nu există oxigen prezent, durata semnalului este maximă; pe măsură ce oxigenul lovește suprafața de detectare, durata semnalului devine mai scurtă. Intensitatea și durata de viață sunt invers proporționale cu cantitatea de oxigen prezentă; deoarece oxigenul interacționează cu luminoforul, reduce intensitatea și durata de viață a luminescenței. Durata de viață a luminescenței este măsurată de un fotodetector și este utilizată pentru a calcula concentrația de oxigen dizolvat. Rezultatele obținute sunt afișate de către oxigenometru ca % saturație sau mg/L oxigen dizolvat.

 

 

Controlere de proces

Controlere de proces sunt disponibile pentru monitorizarea continuă a soluțiilor. Aceste echipamente pot fi utilizate pentru a monitoriza și afișa rezultatele în timp real, în timp ce controlerele oferă posibilitatea de a utiliza un releu pentru a activa o electrovalvă, o pompă dozatoare sau alt dispozitiv pentru a face ajustări la un proces. Acest lucru este util pentru multe aplicații, inclusiv menținerea nivelului de oxidare în piscine, băile de clătire a alimentelor și întreținerea turnului de răcire. Unele controlere oferă ieșiri analogice și digitale pentru conectarea la un dispozitiv la distanță, cum ar fi SCADA, PLC sau alte dispozitive compatibile.

 

 

Soluții

Soluțiile din această categorie includ soluții de umplere pentru sondele polarografice și galvanice. Un alt produs este soluția zero oxigen pentru calibrarea oxigenometrelor la 0 mg/L (ppm).

Categoria soluțiilor include, de asemenea, standardele CAL Check pentru verificarea fotocolorimetrelor portabile și de laborator. Fiecare standard CAL Check este livrat cu un certificat de analiză care precizează acuratețea și trasabilitatea standardului.

 

 

Spectrofotometre

Sunt disponibile spectrofotometre care au metoda de determinare a oxigenului dizolvat programată în aparat. Spectrofotometrul are, de asemenea, metode de eliminare a oxigenului încorporate pentru întreținerea boilerelor. Spectrofotometrul oferă cea mai mare precizie datorită calității sistemului optic care are o acuratețe a lungimii de undă de +/- 1,5 nm. Spectrofotometrul permite utilizatorului adăugarea de noi metode personalizate.

 

 

Fotocolorimetre de laborator

Fotocolorimetrele de laborator includ versiuni multiparametrice pentru calitatea apei, a apelor uzate și a mediului. Fiecare fotocolorimetru este personalizat pentru a avea parametrii utilizați de o anumită industrie. Unele modele, cum ar fi versiunea pentru cazane și turnuri de răcire, includ metodele de eliminare a oxigenului. Toate fotocolorimetrele de laborator au o intrare digitală a electrodului de pH, permițându-i să fie utilizat ca pH-metru tradițional.

 

 

Fotocolorimetre portabile

Un fotocolorimetru portabil este disponibil pentru măsurarea oxigenului dizolvat.

 

 

Teste chimice

Seturile de teste chimice pentru oxigenul dizolvat sunt disponibile în versiuni monoparametre sau multiparametre. Testul chimic pentru oxigen dizolvat folosește o metodă de titrare Winkler modificată. Toate accesoriile sunt incluse cu kitul pentru a măsura oxigenul dizolvat.

 

 

Reactivi

Reactivii din această categorie includ reactivii utilizați cu fotocolorimetrele și trusa de teste chimice pentru măsurarea oxigenului dizolvat. De asemenea, în această categorie sunt incluși reactivii pentru eliminarea oxigenului.

 

 

Copyright © 1996-2020 Hanna Instruments, Inc.