溶解氧電極化學(xué)方程式_第1頁
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溶解氧電極化學(xué)方程式_第3頁
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文檔簡介

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載測量溶氧濃度的原理溶氧電極可以看作是一種電解電池,它有兩只具有不同電性的電極,一只是銀絲做成的陰極,另一只是鉛皮卷成的陽極,這對電極裝置在兩端開口的細(xì)的玻璃套管內(nèi),在靠近的陰極的一端用一種耐熱的,只允許氣體透過而不透過水及離子的半滲透塑料膜覆蓋。形成一個有一定容積的電池,在電池中加入數(shù)毫升電解質(zhì)溶液。在兩極之間產(chǎn)生一個電位,使陽極鉛變成鉛離子進(jìn)入電解質(zhì)溶液,同時放出的電子在陰極上把透過半透學(xué)習(xí)必備歡迎下載膜進(jìn)入電池的氧立即還原成氫氧根離子。三)溶氧控制由于溶氧濃度受到傳氧與耗氧兩方面影響,從耗氧方面考慮,溶氧濃度可作為補(bǔ)料控制的依據(jù)。從傳氧方面考慮,一般通過加大攪拌轉(zhuǎn)速、通氣量

2、或罐頂壓力的方法,提高氧傳遞速率。溶解氧通過控制發(fā)酵罐壓力和空氣流量的方法來控制。由于壓力控制系統(tǒng)與空氣流量控制系統(tǒng)相互有影響,即有耦合作用。因為提高發(fā)酵壓力,使發(fā)酵中二氧化碳的溶解度也增加,這不僅會改變發(fā)酵液的 pH 值,而且會影響氧的溶解度,因此,常用控制溶解氧的方法控制空氣流量。測定溶解氧實(shí)用的膜電極有兩種類型:極譜型 (Polarography) 和原電池型 (Galvanic Cell) 。極譜型 (Polarography) :電極中,由黃金 (Au) 環(huán)或鉑 (Pt) 金環(huán)作陰極 ;銀 - 氯化銀 (或汞 -氯化亞汞 ) 作陽極。電解液為氯化鉀溶液。陰極外表面覆蓋一層透氧薄膜。薄

3、膜可采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、硅橡膠等透氣學(xué)習(xí)必備歡迎下載材料。陰陽兩電極之間外加0.51.5伏的極化電壓。有的極化電壓為0.7 伏。當(dāng)溶解氧透過薄膜到達(dá)黃金陰極表面,在電極上發(fā)生如下反應(yīng)。陰極被還原:O2+H2O+4e 4OH-同時,陽極被氧化:4Cl-+4Ag-4e 4AgCl在正常情況下,上述還原-氧化反應(yīng)產(chǎn)生的擴(kuò)散電流i 之值與溶氧濃度成正比??捎孟率奖硎荆篿 =nFA(Pm/L)Cs式中: i - 穩(wěn)定狀態(tài)的擴(kuò)散電流n- 得失電子數(shù)F-法拉第常數(shù) (96500庫侖 )A-陰極表面積 ( 平方厘米 )Pm-薄膜的滲透系數(shù)(厘米 2/ 秒)L-薄膜的厚度 (厘米 )Cs-溶解氧濃度 (ppm)當(dāng)電極結(jié)構(gòu)和薄膜確定之后,式中A 、Pm、L、n 等均為常數(shù)。令K= nFA(Pm/L) ,則上式中: i =KCs。因此可見,只要測得擴(kuò)散電流 i ,即可測得溶解氧濃度。為消除溫度、鹽度和氣壓因素影響,各型號產(chǎn)品采用各自技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。原電池型 (Galvanic Cell) :當(dāng)外界氧分子透過薄膜進(jìn)入電極內(nèi)相到達(dá)陰極的三相界面時,產(chǎn)生下式反應(yīng)。銀陰極被還原:O2+2H2O+4e 4OH-同時,鉛陽極被氧化:2Pb+2KOH+4OH-4e2KHPbO2+2H2O即:氧在銀陰極上被還原為氫氧根離子,并同時向外電路獲得電子

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