Корзина
23 отзыва
Theseus Lab | Производственное, научное, лабораторное оборудование
+380 (94) 710-48-76

Общие принципы измерения концентрации кислорода электродным (полярографическим) методом

Общие принципы измерения концентрации кислорода электродным (полярографическим) методом

Электродные системы компании Hansatech Instruments для измерения концентрации кислорода при процессах фотосинтеза, а также во время дыхательных процессов способны проводить измерения в жидкостной либо газовой фазе

Приведенное ниже описание и изображения основаны на информации из главы «Принципы измерения концентрации кислорода» книги «Применение флуоресцентных и электродных датчиков кислорода при измерениях процессов фотосинтеза» (профессор David A. Walker, Oxygraphics Ltd. 1987).

Электродные системы компании Hansatech Instruments для измерения концентрации кислорода при процессах фотосинтеза, а также во время дыхательных процессов способны проводить измерения в жидкостной либо газовой фазе. Методы измерения для каждой формы весьма различны, однако, основные принципы измерения кислорода неизменны. Растворенный кислород в сосуде жидкофазных систем или кислород, находящийся в камере для газов определяется полярографическим методом с помощью электродов Кларка (Кларк, 1956 год) S1 либо S1/MINI (в системах измерения кислорода Oxytherm).

Оба электрода для определения концентрации кислорода имеют относительно большие (диаметром 2 мм) платиновый катод и концентрический анод из серебра погруженные в и связанные между собой раствором электролита. Оба электрода установлены в диске из эпоксидной смолы; катод находится в центре купола и концентрического серебряного анода, размещенного в кольцевом углублении, называемом колодцем или резервуаром для электролита, окружающего купол. Электроды защищены тонкой политетрафторэтиленой (тефлоновой) проницаемой для кислорода мембраной, купол предназначен для равномерного расположения мембраны на поверхности платинового катода и фиксации его с помощью уплотнительного кольца. Мембрана также формирует тонкий слой электролита (раствор, который обычно содержит хлорид калия) на поверхности электродов. Также для обеспечения равномерного слоя электролита между анодом и катодом применяется бумажная прокладка, которая размещается под мембраной.

При создании разности потенциалов между электродами таким образом, что платиновый электрод является отрицательным по отношению к серебряному начинает протекать незначительный ток, а платиновый электрод становится поляризованным (т. е. имеет потенциал, аналогичный приложенному). При увеличении потенциала до 700 мВ концентрация кислорода на поверхности платины снижается и протекает реакция восстановления кислорода в электролите, вызывающая деполяризацию катода. Возникающий при этом ток определяется количеством кислорода, диффундирующего к катоду, и пропорционален разности концентрации кислорода в анализируемой среде и у катода.

 

Диаграмма реакции кислорода на электродах

 

На диаграмме выше представлена реакция кислорода на электродах. При создании разницы потенциалов платиновый электрод становится отрицательно заряженным (катодом), серебряный – положительно заряженным (анодом). Кислород диффундирует через мембрану и восстанавливается на поверхности катода, таким образом, что ток течет через цепь, заполненную тонким слоем раствора KCl или другим электролитом. Серебро окисляется и хлорид серебра осаждается на аноде. Генерируемый ток имеет прямое стехиометрическое отношение к понижению содержания кислорода у катода и преобразуется в цифровой сигнал, который регистрируется с помощью блока управления электродом.

Другие статьи