elektroda pro stanovení koncentrace rozpuštěného kyslíku

Pro laboratorní a terénní použití jsou k dispozici následující typy technologií senzorů rozpuštěného kyslíku:

a. Optická elektroda pro stanovení koncentrace rozpuštěného kyslíku (InLab OptiOx)

b. Polarografická elektroda pro stanovení koncentrace rozpuštěného kyslíku (InLab 605)

c. Galvanická elektroda pro stanovení koncentrace rozpuštěného kyslíku (LE621)

Optická elektroda pro stanovení koncentrace rozpuštěného kyslíku využívá speciální barvivo zapuštěné do membrány na špičce senzoru (jak je znázorněno na obrázku). Toto barvivo lze excitovat absorbováním modrého světla interně vyzařovaného senzorem. Zatímco se excitované barvivo vrací do svého základního stavu, fluoreskuje vlivem vyzařování červeného světla, které je měřeno fotodetektorem uvnitř senzoru. Pokud se na vnějším povrchu membrány nachází molekuly kyslíku, mohou absorbovat přebytečnou energii excitovaného barviva. Tím snižují (zhášejí) množství fluorescence, která dopadá na fotodetektor. Čím více kyslíku se ve vzorku nachází, tím více fluorescence zháší a tím nižší je naměřený signál. Senzor rovněž obsahuje zdroj červeného světla. Toto světlo neexcituje barvivo, a tudíž nezpůsobuje fluorescenci, ale je barvivem pouze odráženo a měřeno fotodetektorem. Červené světlo se používá jako reference při zohlednění míry snížení množství detekovaného světla, které nesouvisí se zhášením vlivem přítomnosti kyslíku, např. vlivem rozpadu barviva nebo citlivosti detektoru, která závisí na teplotě. Více se dozvíte v následujícím videu.
 

Elektroda obsahuje stříbrnou anodu, kterou obklopuje katoda z ušlechtilého kovu (ze zlata nebo platiny). Tyto elektrody jsou polarizovány stabilním napětím dodávaným přístrojem. V důsledku toho získá anoda kladný náboj, zatímco katoda získá záporný náboj. KCl je elektrolyt obsažený v membráně, která jej odděluje od vzorku. Zatímco do elektrody vstupuje kyslík, dochází ke snižování množství molekul kyslíku na katodě a současně ke vzniku hydroxidových iontů. Jelikož je polarizační napětí stabilní, reakce kyslíku zvyšuje elektrický signál. Tento jev je proporční k parciálnímu tlaku kyslíku ve vzorku. Elektroda využívá chemickou reakci, při které dochází k oxidaci a spotřebě stříbrné anody. Na katodě z ušlechtilého kovu však k reakci nedochází. Místo toho na jejím povrchu dochází ke snížení množství kyslíku působením elektronů přenesených z anody prostřednictvím vodiče.

Anoda, kterou tvoří dvě elektrody, je obvykle vyrobena ze zinku nebo olova, zatímco katoda je obvykle vyrobena ze stříbra nebo jiného ušlechtilého kovu. Elektrody jsou propojeny vodiči, aby mezi nimi mohl procházet proud. Tyto součásti se nachází uvnitř dříku, který je utěsněn membránou selektivně propustnou pro kyslík (jak je znázorněno na obrázku). Elektrolyt musí být vodný a zásaditý. Vstup kyslíku do elektrody spouští chemickou reakci, při které se anoda oxiduje (poskytuje elektrony) a spotřebovává.
Na katodě z ušlechtilého kovu však k reakci nedochází: plní funkci reakčního povrchu, na kterém dochází ke snížení množství kyslíku. Elektrony přenášené z anody na katodu prostřednictvím vodiče generují proud, který lze měřit pomocí měřiče rozpuštěného kyslíku. Čím více kyslíku vstupuje do systému, tím více proudu vzniká.
 

Galvanické senzory tedy nevyžadují žádnou dobu zahřívání a při nižší koncentraci rozpuštěného kyslíku jsou stabilnější než polarografické sondy. Polarografické senzory mají na druhou stranu delší životnost. Více informací o principech funkce jednotlivých senzorů naleznete pod otázkami 3 a 4, které jsou uvedeny výše.

a. Je nutné zkontrolovat integritu membrány elektrochemických senzorů. Kromě toho je nutné dbát na správné doplňování elektrolytu (je-li tato možnost k dispozici).
b. Při použití polarografického senzoru je třeba dbát na správnou polarizaci senzoru.
c. Optické laboratorní senzory rozpuštěného kyslíku nevyžadují před použitím žádnou přípravu.

V případě standardního měření koncentrace kyslíku je pro mnoho aplikací dostatečná 1bodová kalibrace při 100% nasycení kyslíkem (vodou nasycený vzduch). V případě měření nízké koncentrace kyslíku (méně než 10 % nebo 0,8 mg/l) se doporučuje kalibrovat druhý kalibrační bod pomocí standardního roztoku bez obsahu kyslíku (odpovídá 0% nasycení kyslíkem). Za tímto účelem, tj. odstranění veškerého rozpuštěného kyslíku, se ve vodě rozpouští tablety s nulovým obsahem kyslíku.

V případě elektrochemických laboratorních senzorů rozpuštěného kyslíku je míchání nezbytné, neboť při měření spotřebovávají kyslík. Při míchání by měla být udržována stálá rychlost. Optické elektrody pro stanovení koncentrace rozpuštěného kyslíku, na rozdíl od elektrochemických senzorů, míchání nevyžadují, protože nespotřebovávají kyslík. Aby se zkrátila doba měření, špička senzoru by měla být před zahájením měření ponořena do vzorku. Tento postup umožní vyrovnání koncentrace kyslíku a teploty. Je třeba zabránit tvorbě vzduchových bublin na špičce senzoru, jinak bude měřena také koncentrace kyslíku ve vzduchových bublinách, což povede k chybným výsledkům.  

• Všeobecné rady pro skladování:
  Po provedeném měření očistěte senzor vodou a otřete měkkou tkaninou. Zejména při měření biologických vzorků je třeba pečlivě předcházet mikrobiologickému růstu. Pro optimální výkon by měl být senzor skladován v bezpečném prostředí při teplotách mezi 5 a 45 °C; je třeba se vyvarovat rychlých teplotních změn.
  
  
• Galvanický senzor rozpuštěného kyslíku pro laboratorní použití:
  Při krátkodobém skladování opláchněte senzor deionizovanou vodou a umístěte jej do roztoku pro skladování. Při dlouhodobém skladování by měl být rovněž zkratován (aby se zabránilo jeho znehodnocení v důsledku nepřetržité vlastní polarizace) a skladován na chladném místě.
  
  
• Polarografický senzor rozpuštěného kyslíku pro laboratorní použití:
  Při krátkodobém skladování není nutné provádět 6hodinovou polarizaci; senzor může zůstat připojený k přístroji. Při dlouhodobém skladování by měl být odpojen od zařízení, neboť nepřetržitá polarizace postupně zkracuje jeho životnost. Senzor lze skladovat po dobu několika měsíců, a to za předpokladu, že je uvnitř naplněn elektrolytem a na membránu je nasazena ochranná krytka. Před opakovaným použitím senzoru po více než třech měsících skladování je však nutné elektrolyt vyměnit. Při skladování po dobu přesahující šest měsíců by měl být elektrolyt odstraněn.
  
  
• Optický laboratorní senzor rozpuštěného kyslíku:
  Optický senzor by měl být skladován v suchu. U senzorů s vyměnitelným membránovým modulem je nutné membránu vyměnit v případě, že senzor vykazuje známky sníženého výkonu.

Většina senzorů má certifikaci IP67, díky které dokáže celý přenosný systém odolat vlhkému a náročnému prostředí.

Většina našich laboratorních sond rozpuštěného kyslíku se dodává s integrovanou teplotní sondou, která pomáhá měřit správnou teplotu vzorku.

Ano, senzor je vybavený dříkem z PPS se sklovláknitými výztuhami a měřicí membránou chráněnou ocelovou síťovinou, díky kterým je optimální pro náročné aplikace.

Biochemická spotřeba kyslíku (BOD) představuje množství kyslíku spotřebovaného bakteriemi a jinými mikroorganismy během procesu rozkladu organické hmoty za aerobních podmínek při stanovené teplotě. BOD je důležitým parametrem určujícím stupeň organického znečištění vody v zařízeních pro úpravu vody. Chcete-li se dozvědět více, můžete si přečíst naši příručku věnovanou tomuto tématu: Biochemická spotřeba kyslíku od teorie k praxi. Měřič rozpuštěného kyslíku SevenExcellence umožňuje okamžité nastavení vašeho vlastního procesu stanovení BOD.

Ano, sonda InLab OptiOx je pro účely měření BOD dokonale vybavena. Díky speciálnímu adaptéru BOD OptiOx představuje senzor vynikající volbu pro měření ve všech standardních nádobách BOD.

Ne, díky své robustní konstrukci a odpovídajícímu příslušenství je senzor InLab OptiOx ideální pro laboratorní i venkovní použití. Ocelový ochranný kryt OptiOx (na obrázku níže) poskytuje ochranu senzoru v nepříznivých podmínkách. Díky jeho nízké hmotnosti jej lze snadno rozšířit na nižší měřicí body.