Ossigeno dissolto

Ossigeno dissolto

Teoria e misurazione

L'ossigeno disciolto (DO) è una misura della quantità di ossigeno disciolto in un sistema. Le misurazioni vengono solitamente effettuate in acqua utilizzando una sonda e un misuratore DO. Le misurazioni effettuate seguono la legge di Henry, che afferma che la concentrazione di gas in una soluzione è direttamente proporzionale alla pressione parziale di quel gas sopra la soluzione. La costante della legge di Henry è un fattore di proporzionalità, ed è quindi specifica per il gas nel solvente misurato.

La pressione parziale dell'ossigeno è infatti una misura dell'attività termodinamica delle sue molecole. La velocità con cui l'ossigeno si dissolve, si diffonde e reagisce non è determinata dalla sua concentrazione, ma dalla sua pressione parziale. L'atmosfera terrestre è composta per il 20,9% di ossigeno e al livello del mare l'atmosfera è satura di ossigeno al 100%.

La saturazione percentuale è la quantità di DO presente per quantità di DO possibile a una data temperatura e pressione. La saturazione percentuale è un'unità comune per la misurazione DO poiché si basa sulla pressione parziale di un gas; quindi è corretto per la determinazione in qualsiasi solvente.

Le misurazioni della concentrazione di DO possono anche utilizzare le unità di parti per milione (ppm) o milligrammi per litro (mg / L). Nei misuratori che riportano la concentrazione di DO in ppm o mg / L, si presume sempre che il solvente sia acqua. In altri solventi come oli o acidi, la costante della legge di Henry sarebbe diversa. In questi casi, è necessario utilizzare la saturazione percentuale poiché non è corretto utilizzare ppm o mg / L.

Effetti della temperatura e della pressione

Quando la temperatura di una soluzione aumenta, il movimento delle particelle all'interno di quella soluzione aumenta. Con un maggiore movimento delle particelle, i gas disciolti fuoriescono più facilmente dalla soluzione. Nell'acqua calda l'ossigeno è meno solubile, mentre nell'acqua fredda l'ossigeno è più solubile. La concentrazione di DO in acque sature di aria diminuisce con l'aumentare della temperatura.

La pressione atmosferica diminuisce all'aumentare dell'altitudine. Poiché la pressione parziale è inferiore, l'ossigeno è meno solubile ad altitudini più elevate. La concentrazione di DO in acque sature di aria diminuisce con l'aumentare dell'elevazione.

Applicazioni

Le misurazioni della qualità dell'acqua sono fondamentali per il monitoraggio ambientale. Nei laghi e nei fiumi quiescenti, il decadimento della materia organica può far aumentare i livelli di batteri. I batteri aerobici consumano ossigeno, innescando una carenza che può far "morire" un corpo idrico, uccidendo piante e animali acquatici.

L'acquacoltura è l'allevamento, l'allevamento e la raccolta di piante e animali in tutti i tipi di ambienti acquatici. L'ossigeno disciolto è necessario ai pesci, allo zooplancton e alle piante per sopravvivere e riprodursi. Le misurazioni DO vengono utilizzate per monitorare e controllare l'ambiente richiesto per il successo.

Gli impianti di trattamento delle acque reflue si affidano ai batteri per abbattere i composti organici presenti nell'acqua. Se la quantità di ossigeno disciolto nelle acque reflue è troppo bassa, questi batteri moriranno e si verificheranno condizioni settiche. La quantità di DO deve essere costantemente monitorata per garantire un corretto trattamento dei rifiuti.

Il vino e la birra sono entrambi influenzati dall'ossigeno in varie fasi durante la produzione e lo stoccaggio. DO è un parametro importante da monitorare per coloro che desiderano produrre prodotti coerenti e di alta qualità.

Hanna Instruments offre una varietà di metodi per misurare l'ossigeno disciolto. I prodotti includono misuratori portatili e da banco che utilizzano sonde polarografiche, galvaniche o ottiche di tipo Clark.

L'ossigeno disciolto può anche essere misurato fotometricamente con i reagenti. L'analisi fotometrica si basa sul principio di assorbanza di Beer-Lambert. I prodotti per l'analisi fotometrica includono fotometri portatili e da banco e spettrofotometri. I metodi fotometrici includono i reagenti chimici basati su un adattamento dei metodi standard per l'esame dell'acqua e delle acque reflue (23rd edition) metodo Winkler modificato con azide in cui si verifica una reazione che causa una tinta gialla nel campione.

Sono disponibili anche kit per test chimici (CKT), semplici titolazioni che utilizzano un metodo Winkler modificato.

Misuratori portatili OPDO

Sono disponibili misuratori portatili che utilizzano la tecnologia ottica per misurare l'ossigeno disciolto. La sonda di rilevamento ottica DO si basa sul principio di spegnimento della fluorescenza. Il metodo di rilevamento presenta un luminoforo immobilizzato basato su Pt che viene eccitato dalla luce di un LED blu ed emette una luce rossa. L'ossigeno disciolto spegne questa eccitazione. Quando non è presente ossigeno, la durata del segnale è massima; quando l'ossigeno colpisce la superficie di rilevamento, la durata si riduce. L'intensità e la durata sono inversamente proporzionali alla quantità di ossigeno presente; poiché l'ossigeno interagisce con il luminoforo riduce l'intensità e la durata della luminescenza. La durata della luminescenza viene misurata da un fotorilevatore e viene utilizzata per calcolare la concentrazione di ossigeno disciolto. Questo è a sua volta riportato dallo strumento come una% di saturazione o lettura mg / L di ossigeno disciolto.

Misuratori da banco

I misuratori da banco sono disponibili con sonde polarografiche di tipo Clark. Sono disponibili misuratori da banco con immissione manuale di salinità e altitudine per misurazioni compensate. Sono disponibili anche misuratori per eseguire BOD (domanda biochimica di ossigeno), OUR (velocità di assorbimento dell'ossigeno) e SOUR (velocità di assorbimento specifico dell'ossigeno). I parametri tra cui il volume della bottiglia e il seme vengono utilizzati per calcolare il BOD sulla base di due misurazioni effettuate a 5 giorni di distanza.

Electrodes & Probes

The following are replacement probes and sensors for benchtops and portable meters that can measure dissolved oxygen.

Soluzioni

Le soluzioni per le misurazioni stile sonda includono soluzioni di riempimento per sonde polarografiche e galvaniche. In questa categoria è inclusa la soluzione di ossigeno zero per la calibrazione dei misuratori a 0 mg / L (ppm).

La categoria della soluzione include anche gli standard CAL Check per la verifica dei fotometri portatili e da banco. Ogni standard CAL Check viene fornito con un certificato di analisi che attesta l'accuratezza e la tracciabilità dello standard

Spettrofotometro

Sono disponibili spettrofotometri con un metodo dell'ossigeno disciolto preprogrammato nel misuratore. Lo spettrofotometro dispone anche di metodi di recupero dell'ossigeno integrati per la manutenzione della caldaia. Lo spettrofotometro offre la massima precisione grazie alla qualità del sistema ottico che ha un'accuratezza della lunghezza d'onda di +/- 1,5 nm. Lo spettrofotometro consente metodi personalizzati.

Fotometri da banco

I fotometri da banco includono versioni multiparametriche per qualità dell'acqua, acque reflue e ambientali. Ogni fotometro è personalizzato per avere i parametri utilizzati da un settore specifico. Alcuni modelli, come la versione per caldaie e torri di raffreddamento, includono i metodi di recupero dell'ossigeno. Tutti i modelli da banco hanno un ingresso per elettrodo pH digitale che ne consente l'utilizzo come un misuratore di pH tradizionale.

Fotometri portatili

I seguenti misuratori portatili utilizzano una sonda polarografica di tipo Clark. Le sonde polarografiche per DO sono costituite da un elettrodo di lavoro (catodo) e un controelettrodo (anodo). A questi elettrodi viene applicata una tensione polarizzante specifica per la riduzione dell'ossigeno. Una sottile membrana permeabile ai gas isola gli elementi del sensore dal campione di acqua ma consente il passaggio dell'ossigeno. L'ossigeno che passa attraverso la membrana viene ridotto al catodo, provocando una corrente da cui viene determinata la concentrazione di ossigeno. Le sonde polarografiche a due elettrodi utilizzano l'anodo come elettrodo di riferimento.

Kit per test chimici

Un kit per il test chimico dell'ossigeno disciolto (CTK) è disponibile come parametro singolo o disponibile con CTK multiparametro. L'ossigeno disciolto CTK utilizza un metodo di titolazione Winkler modificato. Tutti gli accessori sono inclusi con il CTK per misurare l'ossigeno disciolto.

Reagenti

I reagenti includono i reagenti utilizzati con i fotometri e il kit di analisi chimiche per misurare l'ossigeno disciolto. In questa categoria sono inclusi anche i reagenti scavenger di ossigeno.

Accessori

Gli accessori includono la soluzione per la pulizia delle cuvette, panni in microfibra e cuvette e tappi di ricambio per i fotometri. Sono inclusi anche gli accessori per i misuratori che utilizzano le sonde.