极谱溶解氧传感器

极谱DO传感器是一种电化学传感器,它由在氯化钾(KCl)溶液8中的银阳极和贵金属(例如金,铂或不常见的银)阴极组成。打开仪器电源后,需要5-60分钟的预热时间以使电极极化,然后再进行校准或测量。电极被从阴极到阳极8的恒定电压极化(需要0.4 V至1.2 V之间以减少氧气)。当电子沿与电流相反的方向行进时,阳极变为正极化,而阴极变为负极化。当电子通过内部导线电路从阳极行进到阴极时,就会发生这种极化。当氧气在整个膜上扩散时,分子在阴极被还原,从而增加了电信号7。在传感器检测到由溶解氧还原7引起的电流变化时,极化电位保持恒定。通过膜并被还原的氧气越多,极谱DO传感器读取的电流越大。

这是一个两部分的反应-银阳极的氧化和溶解氧的还原。这些反应发生如下:

Ag –银阳极
KCl和H 2 O –氯化钾溶液
Au / Pt –金或铂阴极*惰性电极–不参与*

银色阳极反应和氧化
4AG - > 4AG + + 4E -
4AG + 4KCl - > 4AgCl + 4K +

金的阴极反应和氧的还原
* Au / Pt阴极是惰性的,只通过电子。它不参与反应* 18
O 2 + 4e – + 2H 2 O ---> 4OH –
4OH – + 4K + ---> 4KOH

总体反应
O 2 + 2H 2 O + 4KCl + 4Ag-> 4AgCl + 4KOH
金/铂阴极不影响反应方程式,因为它不干扰也不参与反应。在极谱溶解氧传感器中,阴极的作用是接受电子并将其从阳极传递到氧分子。为了使氧获取电子,氧还原反应**在阴极的表面处发生。。电子通过内部电路从银阳极传递到阴极,用于将氧分子在阴极表面还原为氢氧根离子,从而产生电流。该电流与消耗的氧气成比例,因此与样品中的氧气分压成比例。

银阳极在此过程中被氧化,因为它将电子释放给还原反应,但仅在进行测量时才会发生氧化。随着阳极变黑(AgCl涂层),该反应非常明显。随着氧化涂层的积累,传感器的性能将会降低。这不仅在看电极时在视觉上很清楚,而且在使用溶解氧传感器时也很清楚。读数异常低,不稳定或传感器无法校准。发生这种情况时,可以清洁电极以恢复传感器性能。电极维护的频率应远少于更换膜的频率,后者是基于应用的。