極譜溶解氧傳感器

極譜DO傳感器是一種電化學傳感器,它由在氯化鉀(KCl)溶液8中的銀陽極和貴金屬(例如金,鉑或不常見的銀)陰極組成。打開儀器電源后,需要5-60分鐘的預熱時間以使電極極化,然后再進行校準或測量。電極被從陰極到陽極8的恒定電壓極化(需要0.4 V至1.2 V之間以減少氧氣)。當電子沿與電流相反的方向行進時,陽極變為正極化,而陰極變為負極化。當電子通過內部導線電路從陽極行進到陰極時,就會發生這種極化。當氧氣在整個膜上擴散時,分子在陰極被還原,從而增加了電信號7。在傳感器檢測到由溶解氧還原7引起的電流變化時,極化電位保持恒定。通過膜并被還原的氧氣越多,極譜DO傳感器讀取的電流越大。

這是一個兩部分的反應-銀陽極的氧化和溶解氧的還原。這些反應發生如下:

Ag –銀陽極
KCl和H 2 O –氯化鉀溶液
Au / Pt –金或鉑陰極*惰性電極–不參與*

銀色陽極反應和氧化
4AG - > 4AG + + 4E -
4AG + 4KCl - > 4AgCl + 4K +

金的陰極反應和氧的還原
* Au / Pt陰極是惰性的,只通過電子。它不參與反應* 18
O 2 + 4e – + 2H 2 O ---> 4OH –
4OH – + 4K + ---> 4KOH

總體反應
O 2 + 2H 2 O + 4KCl + 4Ag-> 4AgCl + 4KOH
金/鉑陰極不影響反應方程式,因為它不干擾也不參與反應。在極譜溶解氧傳感器中,陰極的作用是接受電子并將其從陽極傳遞到氧分子。為了使氧獲取電子,氧還原反應**在陰極的表面處發生。。電子通過內部電路從銀陽極傳遞到陰極,用于將氧分子在陰極表面還原為氫氧根離子,從而產生電流。該電流與消耗的氧氣成比例,因此與樣品中的氧氣分壓成比例。

銀陽極在此過程中被氧化,因為它將電子釋放給還原反應,但僅在進行測量時才會發生氧化。隨著陽極變黑(AgCl涂層),該反應非常明顯。隨著氧化涂層的積累,傳感器的性能將會降低。這不僅在看電極時在視覺上很清楚,而且在使用溶解氧傳感器時也很清楚。讀數異常低,不穩定或傳感器無法校準。發生這種情況時,可以清潔電極以恢復傳感器性能。電極維護的頻率應遠少于更換膜的頻率,后者是基于應用的。

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