Électrode à oxygène dissous

Les types suivants de technologies de sondes à oxygène dissous sont disponibles pour les applications de laboratoire et de terrain :

a. Électrode optique à oxygène dissous (InLab OptiOx)

b. Électrode polarographique à oxygène dissous (InLab 605)

c. Électrode galvanique à oxygène dissous (LE621)

Les électrodes optiques à oxygène dissous utilisent un colorant spécial intégré à une membrane dans la pointe de la sonde (comme illustré par la figure). Ce colorant peut être excité en absorbant de la lumière bleue émise par la sonde. À mesure que le colorant excité retrouve son état fondamental, il produit une fluorescence en émettant de la lumière rouge, mesurée par un photodétecteur à l’intérieur de la sonde. Lorsque des molécules d’oxygène sont présentes sur la surface extérieure de la membrane, elles absorbent l’excédent d’énergie du colorant excité. Ce faisant, elles réduisent (provoquent l’extinction) la quantité de fluorescence qui atteint le photodétecteur. Plus un échantillon contient d’oxygène plus l’extinction de fluorescence est élevée et plus le signal mesuré est faible. La sonde contient également une source de lumière rouge. Cette lumière n’excite pas le colorant et ne provoque donc pas de fluorescence mais est simplement réfléchie par le colorant et mesurée par le photodétecteur. La lumière rouge sert de référence afin de comptabiliser la diminution éventuelle de la lumière détectée qui n’est pas liée à l’extinction de la fluorescence due à la présence d’oxygène, telle que la dégradation du colorant ou la sensibilité thermique du détecteur. Pour plus d’informations, regardez la vidéo suivante.
 

Ces électrodes disposent d’une anode d’argent entourée d’une cathode en métal noble constituée d’or ou de platine. Elles sont polarisées par une tension constante générée par l’instrument. Par conséquent, l’anode acquiert une charge positive, et la cathode une charge négative. Le KCl, l’électrolyte, est séparé de l’échantillon par une membrane. Lorsque de l’oxygène pénètre dans l’électrode, les molécules d’oxygène sont réduites au niveau de la cathode en ions hydroxydes. Comme le potentiel de polarisation est maintenu à un niveau constant, la réaction produite par l'oxygène renforce le signal électrique. Cet effet est proportionnel à la pression partielle de l'oxygène dans l'échantillon. L'électrode utilise une réaction chimique qui oxyde l'anode d'argent et la consomme. A contrario, la cathode est constituée d’un métal noble qui ne participe pas à la réaction. Elle fournit une surface sur laquelle l’oxygène est réduit par les électrons transportés depuis l’anode par le fil.

Contenant deux électrodes, l’anode est habituellement constituée de zinc ou de plomb, tandis que la cathode est généralement composée d’argent ou d’un autre métal noble. Les électrodes sont reliées par des fils, permettant au courant de circuler entre elles. Ces composants sont réunis dans le corps de l'instrument fermé par une membrane sélectivement perméable à l'oxygène (comme illustré à la figure). L'électrolyte doit être aqueux et alcalin. L'arrivée d'oxygène dans l'électrode déclenche une réaction chimique qui oxyde l'anode (donne des électrons) et la consume.
A contrario, la cathode est constituée d’un métal noble qui ne participe pas à la réaction : elle fait office de surface de réaction sur laquelle l’oxygène est réduit. Les électrons transportés de l’anode à la cathode par le fil génèrent un courant, qui peut être mesuré par l’électrode à oxygène dissous. La quantité de courant produite est proportionnelle à la quantité d’oxygène qui pénètre dans le système.
 

Par conséquent, les sondes galvaniques ne nécessitent pas de préchauffage et sont plus stables à de faibles niveaux d’oxygène dissous que les sondes polarographiques. En revanche, les sondes polarographiques ont une durée de vie plus longue. Pour plus d’informations sur les principes de fonctionnement de chaque sonde, reportez-vous aux questions 3 et 4 ci-dessus.

a. Les sondes avec système électrochimique doivent être contrôlées pour vérifier l’intégrité de la membrane. En outre, il faut s’assurer qu’il y a suffisamment d’électrolyte, le cas échéant.
b. En cas d’utilisation d’une sonde polarographique, il est nécessaire de vérifier la polarisation de la sonde.
c. Les sondes optiques à oxygène dissous de laboratoire ne nécessitent pas de préparation avant emploi.

Pour les mesures standard d’oxygène, un étalonnage à 1 point à une saturation en oxygène à 100 % (air saturé en eau) suffit pour de nombreuses applications. Pour les mesures de faibles concentrations d’oxygène (inférieures à 10 % ou 0,8 mg/L), il est recommandé de réaliser un étalonnage à deux points et d’utiliser une solution étalon sans oxygène (ce qui correspond à une saturation en oxygène de 0 %). À cette fin, il est possible de dissoudre des comprimés zéro oxygène dans de l’eau pour éliminer l’intégralité de l’oxygène dissous qu’elle contient.

Avec les sondes à oxygène dissous avec système électrochimique de laboratoire, il est nécessaire d’agiter l’échantillon, car les sondes consomment l’oxygène au cours des mesures. Il convient de maintenir une vitesse d’agitation constante. Contrairement aux sondes avec système électrochimique, les électrodes optiques à oxygène dissous ne requièrent aucune agitation, car elles ne consomment pas d'oxygène. Afin de réduire la durée des mesures, il convient d'immerger la pointe de la sonde dans l'échantillon avant de démarrer les mesures. Cette procédure permet à la concentration d'oxygène et à la température de s'équilibrer. Il faut éviter la présence de toute bulle d'air dans la pointe de la sonde. Dans le cas contraire, la concentration en oxygène des bulles d’air sera également mesurée, donnant lieu à des résultats erronés.  

• Conseils généraux de stockage :
  après une mesure, la sonde doit être nettoyée à l’eau et essuyée à l’aide d’un chiffon doux. Toute croissance microbiologique doit être soigneusement évitée, en particulier dans le cadre de mesures d’échantillons biologiques. Pour des performances optimales, il convient de stocker les sondes dans un environnement sûr à des températures comprises entre 5 et 45 °C, et d’éviter toute variation rapide de la température.
  
  
• Sondes galvaniques à oxygène dissous pour applications de laboratoire :
  dans le cas d’un stockage de courte durée, les sondes doivent être rincées à l’eau déionisée et placées dans une solution de conservation. En vue d’un stockage à long terme, il convient de la court-circuiter (pour empêcher sa détérioration sous l’effet d’une auto-polarisation continue) et de la stocker dans un endroit frais.
  
  
• Sondes polarographiques à oxygène dissous pour applications de laboratoire :
  dans le cas d’un stockage de courte durée, elles peuvent rester connectées à l’instrument afin de ne pas avoir à répéter la polarisation de 6 heures. En vue d’un stockage à long terme, il convient de les débrancher de l’appareil sous peine de voir leur durée de vie diminuer peu à peu sous l’effet de la polarisation continue. La sonde peut être stockée pendant plusieurs mois sous réserve qu’elle soit remplie d’électrolyte et que le capuchon de protection soit placé sur la membrane. Cependant, afin de pouvoir utiliser de nouveau la sonde après plus de trois mois de stockage, il convient de remplacer l’électrolyte. En cas d’un stockage prévu de plus de six mois, il convient de vidanger l’électrolyte.
  
  
• Sonde optique à oxygène dissous de laboratoire :
  une sonde optique doit être stockée à sec. La membrane des sondes dotées d’un module de membrane remplaçable doit être changée dès que la sonde présente des signes de détérioration des performances.

La plupart d’entre elles sont certifiées IP67, l’ensemble de votre système portable est ainsi protégé contre les environnements humides et difficiles.

La plupart de nos sondes à oxygène dissous de laboratoire intègrent une sonde de température qui permet de mesurer la température d’un échantillon.

En effet, elle est équipée d’un corps PPS renforcé en fibres de verre et d’une membrane de mesure protégée par un treillis métallique, faisant d’elle la solution idéale pour les applications difficiles.

La demande biochimique en oxygène (BOD) représente la quantité d’oxygène consommée par les bactéries et autres microorganismes à mesure qu’ils décomposent la matière organique dans des conditions aérobies à une température spécifiée. Cette demande constitue un paramètre essentiel dans les stations d’épuration qui indique le degré de pollution organique de l’eau. Pour en savoir plus, vous pouvez consulter notre guide dédié à ce sujet : Demande biochimique en oxygène, de la théorie à la pratique. Grâce à la sonde à oxygène dissous SevenExcellence, vous pouvez configurer votre propre procédé de détermination de la BOD en un temps record.

Oui, la sonde InLab OptiOx est parfaitement adaptée à la mesure de la BOD. L’adaptateur BOD OptiOx permet à la sonde de procéder à des mesures dans tous les réservoirs courants.

Non, forts d’une conception robuste et d’accessoires adaptés, les sondes InLab OptiOx conviennent parfaitement à de nombreuses applications, que ce soit en laboratoire ou en extérieur. La protection OptiOx en acier (comme illustrée ci-dessous) protège la sonde dans les environnements difficiles. Légère, elle peut être utilisée facilement à des points de mesure inférieurs.