溶解氧測(cè)定儀的影響因素及工作原理分析

影響因素

影響氧的溶解度取決于溫度、壓力和水中溶解的鹽。此外，氧通過(guò)溶液的擴(kuò)散速度比通過(guò)膜的速度快。如果流速太慢，就會(huì)發(fā)生干擾。

1、溫度的影響由于溫度的變化，膜的擴(kuò)散系數(shù)和氧氣的溶解度都會(huì)發(fā)生變化，直接影響溶解氧電極的電流輸出。熱敏電阻常用于消除溫度的影響。隨著溫度升高，擴(kuò)散系數(shù)增加，溶解度降低。溫度對(duì)溶解度系數(shù)a的影響可以通過(guò)Henry定律估算，溫度對(duì)膜擴(kuò)散系數(shù)β可以通過(guò)阿侖尼烏斯定律估算。

(1) 氧氣的溶解度系數(shù)：由于溶解度系數(shù)a不僅受溫度影響，還受溶液成分的影響。在相同的氧分壓下，不同組分的實(shí)際氧濃度也可能不同。根據(jù)亨利定律，氧氣濃度與其分壓成正比。對(duì)于稀溶液，溶解系數(shù)a隨溫度變化的變化約為2%/℃。

(2)膜的擴(kuò)散系數(shù)：根據(jù)阿倫尼烏斯定律，溶解度系數(shù)β與溫度T的關(guān)系為：C=KPo2·exp(-β/T)，其中K和Po2假定為常數(shù)，則可計(jì)算得出β在 25℃ 時(shí)為 2.3%/℃。計(jì)算溶解度系數(shù)a時(shí)，通過(guò)比較儀器示值和實(shí)驗(yàn)室分析值即可計(jì)算出膜的擴(kuò)散系數(shù)（計(jì)算過(guò)程在此省略）。25℃時(shí)膜的擴(kuò)散系數(shù)為1.5%/℃。

2、大氣壓的影響根據(jù)Herny利定律，氣體的溶解度與其分壓成正比。氧氣的分壓與該地區(qū)的海拔高度有關(guān)。高原地區(qū)與平原地區(qū)的差異可達(dá)20%。 使用前必須根據(jù)當(dāng)?shù)卮髿鈮哼M(jìn)行補(bǔ)償。部分儀器配備氣壓計(jì)，校準(zhǔn)時(shí)可自動(dòng)校正；有些儀器沒(méi)有配備氣壓表，校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳咎峁┑臄?shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置。如果數(shù)據(jù)不正確，將導(dǎo)致較大的測(cè)量誤差。

3、溶液中的鹽分 鹽水中的溶解氧明顯低于自來(lái)水中的溶解氧。為了準(zhǔn)確測(cè)量，必須考慮鹽含量對(duì)溶解氧的影響。在恒溫條件下，含鹽量每增加100mg/L，溶解氧減少約1%。如果儀表用于校準(zhǔn)的溶液含鹽量低而實(shí)際測(cè)量的溶液含鹽量高，也會(huì)導(dǎo)致誤差。在實(shí)際使用中，必須對(duì)測(cè)量介質(zhì)的鹽分含量進(jìn)行分析，以便準(zhǔn)確測(cè)量和正確補(bǔ)償。

4、樣品的流速氧氣通過(guò)膜的擴(kuò)散比通過(guò)樣品的擴(kuò)散慢，電極膜必須與溶液完全接觸。對(duì)于流通式檢測(cè)方法，溶液中的氧氣會(huì)擴(kuò)散到流通池中，使靠近膜的溶液中的氧氣丟失，造成擴(kuò)散干擾，影響測(cè)量。為準(zhǔn)確測(cè)量，應(yīng)增加溶液流過(guò)膜的流速以補(bǔ)償因擴(kuò)散而損失的氧氣，樣品的較小流速為0.3m/

工作原理

水中的氧含量可充分顯示水自凈的程度。對(duì)于使用活化污泥的生物處理廠來(lái)說(shuō)，了解曝氣池的氧含量非常重要，污水中溶氧增加，會(huì)促進(jìn)除厭氧微生物以外的生物活動(dòng)，因而能去除揮發(fā)性物質(zhì)和易于自然氧化的離子，使污水得到凈化。

測(cè)定氧含量主要有三種方法：自動(dòng)比色分析和化學(xué)分析測(cè)量，順磁法測(cè)量，電化學(xué)法測(cè)量，熒光法。水中溶氧量一般采用電化學(xué)法測(cè)量。

氧能溶于水，溶解度取決于溫度、水表面的總壓、分壓和水中溶解的鹽類。大氣壓力越高，水溶解氧的能力就越大，其關(guān)系由亨利（Henry）定律和道爾頓（Dalton）定律確定，亨利定律認(rèn)為氣體的溶解度與其分壓成正比。

氧量測(cè)量傳感器由陰極（常用金和鉑制成）和帶電流的反電極（銀）、無(wú)電流的參比電極（銀）組成，電極浸沒(méi)在電解質(zhì)如KCl、KOH中，傳感器有隔膜覆蓋，覆膜將電極和電解質(zhì)與被測(cè)量的液體分開，只有溶解氣體能滲透覆膜，因此保護(hù)了傳感器，既能防止電解質(zhì)逸出，又可防止外來(lái)物質(zhì)的侵入而導(dǎo)致污染和毒化。

向反電極和陰極之間施加極化電壓，假如測(cè)量元件浸入在有溶解氧的水中，氧會(huì)通過(guò)隔膜擴(kuò)散，出現(xiàn)在陰極上（電子過(guò)剩）的氧分子就會(huì)被還原成氫氧根離子[OH-]。電化學(xué)當(dāng)量的氯化銀沉淀在反電極上（電子不足），對(duì)于每個(gè)氧分子，陰極放出4個(gè)電子，反電極接受電子，形成電流：4Ag+4Cl-=4AgCl+4e-。