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氧分析
氧分析理论实践

赤峰
1
武心民
技术服务工程师
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自我介绍
2
DO的测量原理
3
溶氧(DO)是溶解氧(Dissolved Oxygen)的简称,是表征水溶液中氧的浓度的参数
溶解氧是基于什么的函数?
氧气分压
氧气溶解度
溶液自身的特点(例如同样的氧分压下, 溶解氧浓度在含有酒精的水溶液比纯水中更大)
概述_溶解氧
4
氧气溶解度
氧气在液体中的溶解度是基于温度的函数(温度越高,溶解度越低)。
例如:
20°C; 1015 mbar,水中氧气的饱和浓度: DO =
0°C; 1015 mbar,水中氧气的饱和浓度: DO =
Temp.
[°C]
0
5
10
15
20
25
30
40
50
60
70

O2-Conc.
[ppm]
5
氧气溶解度
液体中的氧气溶解度是基于盐度的函数。增加液体中的盐度,氧气的溶解度随之减少。
0 14,04 13,57 13,12 12,68 12,25 11,84
5 12,22 11,82 11,43 11,07 10,71 10,37
10 10,78 10,44 10,12 9,80 9,50 9,20
15 9,95 9,30 9,02 8,75 8,49 8,23
20 8,60 8,35 8,10 7,87 7,64 7,42
25 7,80 7,53 7,32 7,11 6,91 6,72
30 7,02 6,82 6,64 6,46 6,29 6,16
35 6,34 6,18 6,01 5,86 5,70 5,55
40 5,78 5,64 5,49 5,36 5,22 5,09
Salinity [g/kg] 5 10 15 20 25 30
T [°C] O2-Conc. [mg/l]
Air saturated liquid @ 1013 mbar and 25°C
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膜的机械界面
氧气扩散并穿过膜体(液体中氧分压越高,扩散的氧分子越多)
氧气溶解在电解液中
氧分子在阴极中逐渐减少
氧化反应产生电流
变送器测量该电流信号并转换为% 浓度, mg/l or ppm.
1
2
3
1
2
3
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1、O2 通过透气性的膜渗入(液体中的氧分压越高, O2 渗入的也越多)
1
2
3
2、 O2溶解在电解液中,O2 在阴极还原
3、氧化还原反应产生电流,变送器把此电流转化成溶氧值
原理_氧测量
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原理_氧测量_极谱型复膜氧电极_电化学反应
电化学反应
加在阴极和阳极之间的极化电压(如果没有外加极化电压,该反应不会自然发生) 发生下面的电化学反应:
银阳极(+)
4 Ag + 4 Cl- = 4 AgCl + 4 e-
(存在氯离子时银会发生氧化反应)
铂阴极(-)
O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH-
(氧分子减少并还原成氢氧根离子)
Ag+
e-
O2
e-
Anode
Cathode
-
+
Electrolyte
总反应: O2 + 2 H2O + 4 Ag + 4 Cl- -> 4 AgCl + 4 OH-
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适当的极化电压
极化电压-> 由溶氧变送器供给
浓度(O2) > 500ppb 极化电压UPol = -675mV
应用: 例如生化工艺,废水,很多气相氧应用
浓度(O2) < 500 ppb 极化电压UPol = -500 mV
UPol